丁醇/柴油掺混比对柴油机燃烧和排放的影响开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

作为汽车的主要动力来源,相对汽油机,柴油机具有燃油消耗率低,热效率高,动力性好等优点。柴油发动机的 hc 和co 的排放远低于汽油机,但是颗粒物和nox排放较多。相关研究表明[1],柴油中添加含氧燃料能有效降低微粒排放。而醇类燃料作为可再生的含氧清洁燃料则受到了人们的关注。相比于其他醇类燃料,丁醇最大的优势是亲水性差,能够与汽油、柴油高比例混合[2],且来源广泛、制取方便。目前,丁醇在柴油机上的应用已成为研究热点。

不同掺混比的丁醇/柴油混合燃料具有不同的性质,yao mingfa[3]、胡慧慧[4]等在柴油中添加正丁醇,研究正丁醇掺混比对柴油机燃烧和排放的影响,结果显示正丁醇在保持nox排放变化不大的情况下,可有效降低碳烟和一氧化碳的排放。李鹏磊[5],王乔[6]等在高压共轨增压中冷四缸柴油机上试验,分别研究了丁醇的同分异构体和不同工况下、不同掺混比例的丁醇/柴油混合燃料对发动机燃烧及微粒排放特征的影响。魏胜利[7],刘旋[8]等在一台186fa 单缸风冷小型柴油机进行实验,配置不同掺混比正丁醇-柴油混合燃料并研究其性能,通过对该柴油机动力性、经济性和排放性进行综合考量,可以得出混合燃料最优的掺混方案。杜标[9]、王站成[10]等分别在增压中冷高速柴油机和增压电控高压共轨柴油机上进行实验,研究正丁醇/柴油掺混比对于柴油机油耗率和排放性能的影响。李毅[11]等对不同掺混比的异丁醇/柴油的燃料进行研究,结论为柴油掺混异丁醇后,含氧量增加,可有效抑制碳烟排放,但十六烷值降低。随异丁醇掺混比例的增大,柴油机经济性能降低,不同负荷条件下,加大异丁醇掺混比,有害物比排放的变化趋势不同。haozhong huang[12]等分析了在柴油中添加正丁醇后,影响发动机燃烧过程的化学机理。龙有强[13]等使用发动机三维数值模拟软件avl-fire对发动机燃烧室进行建模,用化学原理分析了在柴油中掺混一定比例正丁醇时,对柴油机燃烧、氮氧化物和碳烟排放方面造成的影响。最后,应用该燃烧室模型,研究了不同的正丁醇比例、喷油提前角等对正丁醇-柴油混合燃料燃烧时nox和碳烟前驱物的影响规律。陈阳[14]等制备了两种不同掺混比的生物柴油/正丁醇混合燃料,在一台高压共轨六缸直喷柴油机上进行负荷特性试验,研究了生物柴油正丁醇混合燃料的燃烧特性、经济性、排放特性以及超细颗粒物排放;并根据试验条件建立模型,利用avl fire软件进行燃烧室内的网格划分,研究不同掺混比的四种燃料在燃烧过程中在缸内随曲轴转角的燃油质量分布、温度分布、氧浓度分布、no分布和soot 分布。lennox siwale[15]

等在涡轮增压柴油机上进行正丁醇/柴油混合燃料的实验,并将其与过去的一项类似实验相比,研究混合燃料对发动机燃烧特性和调节排放功用的影响。

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2. 研究的基本内容与方案

    1. 基本内容:不同掺混比的正丁醇/柴油混合燃料对于柴油机动力性、经济性和排放性有着不同的影响。本毕业设计通过用发动机 cfd 多维数值模拟计算软件对某单缸柴油机的缸内燃烧过程和排放进行仿真分析,得到正丁醇/柴油掺混比对其燃烧和排放的影响,并完成文献翻译和制图工作。

    2. 目标:本次毕业设计的主要目的是了解和初步掌握cfd模拟软件,并得到正丁醇/柴油掺混比对单缸柴油机的燃烧和排放的影响。

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      3. 研究计划与安排

      周 次【2019】

      工 作 内 容

      毕业实习周

      (2019.1.6~ 1.18)

      赴校外实习、搜集设计资料,并提交实习日记、实习报告。

      毕业设计预备周

      (2019.1.3-2019.1.18)

      确定指导教师人选,对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。

      1~ 2 (2.18~3.1)

      学生提交文献检索摘要。撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。

      3~ 4 (3.4 ~ 3.15)

      进行外文翻译,并提交外文翻译译文。

      5~ 6(3.18~ 3.29)

      设计类,下达绘图任务,开始绘图。

      研究类,制定试验方案或下达编程任务,开始试验及编程。

      7~ 8(4.1~ 4.12)

      继续完成绘图、试验或编程任务;

      撰写毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)。

      9 ~ 11(4.15~ 4.26)

      完成绘图、试验或编程;

      完善毕业设计说明书、毕业论文;

      12(4.29~ 5.10)

      网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料;

      提交答辩申请。

      13~14(5.13~ 5.24)

      教师审阅毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)和(图纸),审查确定学生答辩资格并予以公示。

      15(5.27~5.31)

      根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文,并网上提交;准备答辩PPT。

      16(6.3~ 6.7)

      毕业设计答辩。

      4. 参考文献(12篇以上)

      1. rarkopoulos d c.rakopoulos c d.papagiannakis r g.combustion heat release analysis of ethanol or n-butanol diesel fuel blends in heavy-duty di diesel engine[j].fuel.2011.90(5):1855-1867.

      2. 张全长,尧命发,郑尊清等.正丁醇对柴油机低温燃烧和排放的影响[j].燃烧科学与技术,2010,16(4):363-368.

      3. yao mingfa, wanghu, zheng zunqing, etal. experimental study of n-butanol additive and multi injection on hd diesel engine performance and emissions[j]. fuel, 2010, 89(9):2191-2201

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