生物柴油微观分子结构对柴油机颗粒物形成机理的影响研究

批准号:
51306117
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
朱磊
依托单位:
学科分类:
E0604.燃烧学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
李忠照、许朕、章健勇、张开强、周黎鹏
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中文摘要
寻求清洁可再生的发动机代用燃料和高效清洁的燃烧方式已经成为内燃机和燃烧学界的研究热点。本项目针对生物柴油在内燃机中应用的关键科学问题,采用预混合和扩散燃烧标准火焰试验结合发动机台架实验开展生物柴油发动机颗粒物形成机理研究。通过研究不同燃烧条件下,不同分子结构生物柴油参比燃料燃烧火焰中初始碳核颗粒尺寸分布函数、微观形态、化学成分,揭示初始碳核形成、长大和氧化的基本规律,明晰生物柴油中氧原子在生成初始碳核时的迁移路径。通过研究不同燃料分子结构、燃料特性、发动机进气组分和喷射策略对生物柴油发动机颗粒物形成与演变的影响规律。探索生物柴油燃料组分与理化特性优化,进行生物柴油燃料设计,进一步通过燃烧模式的协同作用控制生物柴油颗粒物排放,探索生物柴油综合利用与燃烧优化问题。
英文摘要
Renewable fuel and new combustion mode with high efficiency have become hot topics in the field of internal combustion engine and combustion research. In this project, experimental bench of flame (premixed combustion and diffusion combustion) and diesel engine test bench will be used for the investigation of particle formation mechanism. The particle size distribution functions, nanostructure and chemical composition of primary soot will be measured. The combination of morphological, composition and particle size distribution analyses will show how primary soot may be formed and it will provide fundamental data on primary soot formation, growth, oxidation kinetics and oxidation mechanisms. In the meanwhile, the reaction pathway of oxygen atom in the biodiesel molecular will be explored numerically. Based on the diesel engine test bench, the effects of fuel molecular structure, EGR rate and injection strategy on particle formation will be investigated experimentally. The impact on the diesel engine particles will be assessed by sampling the PM and examining the changes in morphology (including the nanostructure of the primary soot particles), composition of the PM and size distribution of the PM. Furthermore,optimization of particle emission of biodiesel will be examined by varying the composition of the fuel and by altering the composition of the air that is inducted into the diesel engine and other engine control parameters.
寻求清洁可再生的发动机代用燃料和高效清洁的燃烧方式已经成为内燃机和燃烧学界的研究热点。本项目针对生物柴油在内燃机中应用的关键科学问题,采用扩散燃烧标准火焰试验结合发动机台架实验开展生物柴油发动机颗粒物形成机理研究。通过研究不同燃烧条件下,不同分子结构生物柴油参比燃料燃烧火焰中初始碳核颗粒尺寸分布函数、微观形态、化学成分,揭示初始碳核形成、长大和氧化的基本规律,明晰生物柴油中氧原子在生成初始碳核时的迁移路径。醇基支链长度增加后,可使碳烟颗粒团聚过程提前,基本粒子尺寸变大;主碳链长度增加后,可促进PAH的形成,碳烟颗粒成核过程变剧烈,基本粒子尺寸变大,碳烟体积分数增加;不饱和度增加后,有利于颗粒表面生长和PAH凝结,成核与团聚过程均变剧烈,基本粒子尺寸变大 氧化过程变剧烈。通过研究不同燃料分子结构、燃料特性、发动机进气组分和喷射策略对生物柴油发动机颗粒物形成与演变的影响规律。发现随着碳链长度的增加核膜态颗粒物数浓度随之增加,凝聚态颗粒物数浓度随之减小。脂肪酸乙酯的核膜态颗粒物数浓度较低,而凝聚态数浓度高于脂肪酸甲酯。探索生物柴油燃料组分与理化特性优化,进行生物柴油燃料设计,进一步通过燃烧模式的协同作用控制生物柴油颗粒物排放,探索生物柴油综合利用与燃烧优化问题。
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Effects of H2 and CO enrichment on the combustion, emission and performance characteristics of spark ignition natural gas engine
H2和CO富集对火花点火式天然气发动机燃烧、排放和性能特性的影响
DOI:10.1016/j.fuel.2016.06.077
发表时间:2016-11
期刊:Fuel
影响因子:7.4
作者:Zhuoyao He;Zhan Gao;Lei Zhu;Shujing Li;Ang Li;Wugao Zhang;Zhen Huang
通讯作者:Zhen Huang
DOI:10.1016/j.fuel.2015.05.054
发表时间:2015-10
期刊:Fuel
影响因子:7.4
作者:Lei Zhu;C. Cheung;Wei-jiang Zhang;Zhen Huang
通讯作者:Lei Zhu;C. Cheung;Wei-jiang Zhang;Zhen Huang
The effects of different intake charge diluents on the combustion and emission characteristics of a spark ignition natural gas engine
不同进气稀释剂对火花点火式天然气发动机燃烧和排放特性的影响
DOI:10.1016/j.applthermaleng.2015.06.072
发表时间:2015-10
期刊:Applied Thermal Engineering
影响因子:6.4
作者:Zhuoyao He;Qijian Jing;Lei Zhu;Wugao Zhang;Zhen Huang
通讯作者:Zhen Huang
Size distribution, chemical composition and oxidation reactivity of particulate matter from gasoline direct injection (GDI) engine fueled with ethanol-gasoline fuel
使用乙醇汽油燃料的汽油直喷 (GDI) 发动机颗粒物的粒径分布、化学成分和氧化反应性
DOI:10.1016/j.applthermaleng.2015.06.060
发表时间:2015-10-05
期刊:APPLIED THERMAL ENGINEERING
影响因子:6.4
作者:Luo, Yueqi;Zhu, Lei;Huang, Zhen
通讯作者:Huang, Zhen
DOI:10.1016/j.proci.2016.07.058
发表时间:2017
期刊:
影响因子:--
作者:Lei Zhu;Zhuoyao He;Zhengxia Xu;Xingcai Lu;Junhua Fang;Wu-gao Zhang;Zhen Huang
通讯作者:Lei Zhu;Zhuoyao He;Zhengxia Xu;Xingcai Lu;Junhua Fang;Wu-gao Zhang;Zhen Huang
碳氢燃料重整条件下宽域高效高密度燃烧机制与调控研究
- 批准号:U2241256
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:270.00万元
- 批准年份:2022
- 负责人:朱磊
- 依托单位:
船用低速双燃料发动机重油模型燃料超临界高压微喷引燃多场耦合调控机制研究
- 批准号:52071216
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58万元
- 批准年份:2020
- 负责人:朱磊
- 依托单位:
有机薄膜光伏器件的印刷制备及活性层形貌调控
- 批准号:21905102
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:朱磊
- 依托单位:
基于固相萃取的航空煤油模型燃料构建及其碳烟生成与演化
- 批准号:91741120
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:朱磊
- 依托单位:
缸内热化学燃料改质机理及与燃烧耦合控制的基础研究
- 批准号:51676125
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:朱磊
- 依托单位:
国内基金
海外基金
