乳化柴油試驗報告

1、百度文庫-讓每個人平等地提升自我1、實驗?zāi)康膶W(xué)會柴油微乳體系擬三元相圖的繪制與研究方法，并根據(jù)相圖，選擇合適的柴油微乳液進行燃燒性能測定。通過氧彈卡計進行燃燒性能的測定，比較柴油、微乳柴油燃燒時其燃燒效率 的不同，對微乳柴油的經(jīng)濟與環(huán)保價值進行評價。通過對乳化柴油的燃燒熱的測定，掌握燃燒熱的定義，學(xué)會測定物質(zhì)燃燒熱 的方法，了解恒壓燃燒熱與包容燃燒熱的差別。了解氧彈卡計的主要部件的作用，掌握氧彈卡計的量熱技術(shù)；熟悉雷諾圖解 法校正溫度改變值的方法。2、實驗原理實驗背景知識Schulman在1959年首次報道微乳液以來，微乳的理論和應(yīng)用研究獲得了 迅速發(fā)展。1985年,Shah定義微乳液為兩種互

2、不相溶的液體在表面活性劑界面 膜的作用下生成的熱力學(xué)穩(wěn)定、各向同性的透明的分散體系10由于微乳液能形成超低界面張力，具有高穩(wěn)定性、大增溶量、以及粒徑小等特殊性質(zhì)，已引起人們 廣泛關(guān)注2。燃料中摻水，能提高油料的燃燒效率，降低燃燒廢氣中有害氣體的含量 網(wǎng)。 燃油摻水是一個既古老又新興的課題。早在一百多年前就有人使用摻水燃油。由 于油、水在表面活性劑作用下形成的 W/O或O/W乳液在加熱燃燒時水蒸氣受熱膨 脹后能夠產(chǎn)生微爆，使得燃油二次霧化燃燒更加充分， 提高了燃燒效率，大大降 低了廢氣中的有害氣體的含量。但是由于一般的乳狀液穩(wěn)定時間短， 易分層，使 得這一技術(shù)的應(yīng)川受到了很大的限制40微乳燃料的

3、制備比較簡單，只需要把油、水、表面活性劑、助表面活性劑按 合適的比例混合在一起就可以自發(fā)形成穩(wěn)定的微乳燃料。微乳燃油可長期穩(wěn)定，百度文庫-讓每個人平等地提升自我不分層,且制備簡單,并能使燃燒更完全，燃燒效率高,節(jié)油率達5 %15 %，排 氣溫度下降20 %60 % ,煙度下降40 %77 % ,NOx和CO排放量降低25 %, 在節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟效益上都有較為可觀的效果，已成為世界各國競相開發(fā)的熱 點。隨著近年來對兩親分子有序組合體研究的不斷深入，微乳液理論在乳化燃油 領(lǐng)域取得了突破性進展，開發(fā)透明、穩(wěn)定、性能與原燃油差不多的微乳液燃料成 為了研究熱點。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展與人口的急劇增長,80%9

4、0%勺空氣污染來自交通工具 排放的尾氣，柴油不完全燃燒造成的環(huán)境污染越來越受到人們的關(guān)注 ，根治大氣 污染已成為人類面臨的重要課題。另一方面，由于中國未來石油供需缺口將越來 越大，進口量呈逐步增大的趨勢，而且天然石油的儲備是有限的，人類面臨日益嚴 峻的能源危機。因此，如何提高燃油燃燒效率和減少環(huán)境污染，研究新型節(jié)油防污染技術(shù)，包括最為人們青睞并具有節(jié)能效率高， 減少尾氣污染的燃料乳化以及 微乳化技術(shù)，己成為人們十分關(guān)心的問題。本著節(jié)能和環(huán)保兩個根本宗旨，各國都在加緊對微乳燃油性能的研究。微乳柴油的性能決定著它的應(yīng)用，研究微乳柴油的性能就顯得十分重要。微乳柴油與燃燒減排機理乳化燃油與通常的乳狀液

5、一樣，也分為油包水型 (W/o)和水包油型(O/W), 在油包水型乳化燃料油中，水是以分散相均勻地懸浮在油中，被稱為分散相或內(nèi) 相，燃料油則包在水珠的外層，被稱為連續(xù)相或外相。我們目前所見的大多數(shù)乳 化燃料油都為油包水型乳化燃料。乳化燃料燃燒是個復(fù)雜的過程，對其節(jié)能降污 機理較為成熟的解釋是乳化燃料中存在的“微爆”現(xiàn)象和水煤氣反應(yīng)，也就是從燃料的物理過程和化學(xué)過程來解釋。一些燃燒機理介紹如下：物理作用一“微爆現(xiàn)象”百度文庫-讓每個人平等地提升自我二十世紀六十年代初，前蘇聯(lián)科學(xué)家伊萬諾夫等人發(fā)現(xiàn)了乳化燃料的“微 爆”現(xiàn)象，從而為乳化燃料的節(jié)能、降污機理提供了理論基礎(chǔ)。油包水型分子基 團，油是連續(xù)

6、相，水是分散相，由于水沸點（100C）低于燃油沸點（130C以上）0 在氣缸溫度急劇升高時，水微粒先沸騰氣化，體積在萬分之一秒內(nèi)瞬間增大了 1500倍左右，其氣化膨脹相當于一次極小的爆炸。當油滴中的壓力超過油的表 面張力及環(huán)境壓力之和時。水蒸氣產(chǎn)生的巨大壓力將沖破油膜的束縛，無數(shù)小液 珠產(chǎn)生的阻力使油滴發(fā)生爆炸，油霧化成更細小的油滴。小油滴與空氣接觸的比 表面積成倍提高，形成二次燃燒的霧化條件，爆炸后的細小油滴更易燃燒，其燃 燒表面比純?nèi)加驮黾恿?104倍左右。因此，減少了物理上的不完全燃燒和排煙損 失，提高了燃燒效率，使內(nèi)燃機達到節(jié)能的效果。微爆產(chǎn)生的為數(shù)甚多的爆炸波， 沖破了包圍火焰面的C

7、O2 N2，（f性氣體抑制層，促使空氣形成強烈的紊流，紊流 使空氣、燃油蒸氣在燃燒室內(nèi)做更均勻的分布，同時使溫度場也變得更加均勻， 從而加快了燃燒速度，減少了后燃現(xiàn)象，避免了燃燒區(qū)間局部高溫而產(chǎn)生的熱解 和裂化，使燃燒完全?；瘜W(xué)作用一“水煤氣反應(yīng)”在缺氧條件下，油燃燒產(chǎn)生熱裂解，形成難以燃燒的碳，使排煙冒黑煙，而 在水煤氣存在時，水微粒高速汽化中所含的氧與碳粒子充分結(jié)合， 并被完全燃燒 而形成二氧化碳，從而大大提高噴燃霧化效果，使發(fā)動機燃燒效率提高，達到增 強發(fā)動機動力，節(jié)省燃料的效果。C + H2O = C0 + H2C + 2 H 2O = CQ +2H2OCO+ HO = CQ+ H2代

8、 + 0 2 = H 2。百度文庫-讓每個人平等地提升自我上述反應(yīng)過程中，提高了乳化燃料的燃燒率，降低了排煙中的煙塵含量。同 時由于乳化水的蒸發(fā)作用，均衡了燃燒時的溫度場，從而抑制了 NOx的形成，達 到節(jié)能環(huán)保的目的。摻混效應(yīng)微爆產(chǎn)生的爆炸波沖破了包圍在火焰周圍的 CO、N惰性氣體層，促使空氣 形成強烈的紊流，紊流使空氣和柴油蒸汽在燃燒室內(nèi)做更均勻的分布，同時溫度場也變得更加均勻，從而加快了燃燒速度，減少了后燃現(xiàn)象，避免了在燃燒區(qū)問 的局部高溫而產(chǎn)生的熱解和裂化，使燃燒完全。抑制NO的生成NO勺生成主要有三個重要途徑:(1)由空氣中的NO在高溫區(qū)反應(yīng)生成的熱反 應(yīng)NOx;(2)火焰面上生成的

9、活性NOx燃料中氮元素生成的燃料NOx因此，生 成的NO可分為溫度型NO/口燃料型NOx其中以溫度型NOx為主。NOx柴油機的主要有害排放物。它是空氣在氣缸內(nèi)燃燒的高溫條件下氧和 氮反應(yīng)而產(chǎn)生的。其中以NO為主。單缸發(fā)動機用乳化柴油的 NO對卜放比純柴 油低。這是由于乳化柴油中的水蒸汽稀釋燃氣與降低燃燒的最高溫度，從而抑制 NOx的生成。柴油摻水乳化燃燒能有效地降低柴油機的排放濃度，這是極其有意 義的6。影響NO生成的因素有：可燃混合物的組成，燃料在反應(yīng)區(qū)停留時間，燃料溫 度和工作壓力等。根據(jù)J.B.Howcr機理，NOxB生成速度為：dNOx/dt = A - exp-EJRT N2 - 0

10、 21/2可見無論在內(nèi)燃機或是其它燃燒裝置上，NOx的生成量與反應(yīng)溫度呈指數(shù)關(guān)系增加。如果空燃比高，燃燒強度大，反應(yīng)溫度高，停留時間長，NOx急劇增加。燃燒乳化油時，由于水滴汽化、產(chǎn)生微爆均需吸熱，由此可降低氣缸工作溫 度，防止燃燒火焰局部高溫，縮短燃燒時間，而且油摻水燃燒改善了空氣和燃料百度文庫-讓每個人平等地提升自我混合比例，可以用較小的過量空氣系數(shù)，即N2、0 2濃度大幅度降低，從而顯 著降低溫度型和燃料型NOx的生成，抑制NOxM環(huán)境的污染。柴油微乳液的研究對微乳柴油的研究通常包括為微乳燃油配方選擇合適的表面活性劑和助表 面活性劑，并考察各組分對可增溶水量的影響，確定最佳的微乳燃油配方

11、比例。 然后針對微乳柴油體系，通過相圖、電導(dǎo)、 NMR FT-IR、分子光譜、熒光光譜、 黏度法、電子顯微鏡等方式研究微乳液的結(jié)構(gòu)。并進行燃燒性能與尾氣排放量測 定。擬三元相圖的研究方法研究平衡共存的相數(shù)及其組成和相區(qū)邊界最方便、最有效的工具就是相圖， 在等溫等壓下三組分體系的相行為可以采用平面三角形來表示，稱為三元相圖 口。對四組分體系，需要采用立體正四面體。而四組分以上的體系就無法全面的 表示。通常對四組分或四組分以上體系， 采用變量合并法，比如固定某兩個組分 的配比，使實際獨立變量不超過三個，從而仍可用三角相圖來表示，這樣的相圖 稱為擬三元相圖。柴油微乳液研究可采用擬三元相圖的方法研究，

12、相圖繪制簡單，根據(jù)相圖可 以初步推測體系的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，能夠比較直觀地反映微乳體系相的變化，當體系有 液晶相、凝膠相出現(xiàn)時，也能對微乳液及其相邊界進行直觀表示。在表面活性劑和助劑含量一定情況下， 將水往油中滴加，水量很少時為油包 水型的球形微乳液，繼續(xù)滴加水，水與油的比例將會變動，體系發(fā)生這樣的變化： 對稱性水的球體一不對稱性柱體一層狀結(jié)構(gòu)一水為外相的各種結(jié)構(gòu)， 最終為對稱 性油的球體，這是體系內(nèi)部引力變動而引起各種結(jié)構(gòu)迭變的結(jié)果， 而研究此方面 最方便有效的工具就是相圖，因此，表面活性劑相圖的研究一直受到人們的關(guān)注。百度文庫-讓每個人平等地提升自我也可以在水量一定的情況下，將復(fù)合表面活性劑往油中

13、滴加，通過觀察體系相的 狀態(tài)的變化以及體系中物質(zhì)的重量比，通過擬三元相圖的繪制，研究體系中物質(zhì) 的相溶性以及形成微乳液的條件。量熱法與氧彈量熱裝置及結(jié)果表示方法量熱法是熱化學(xué)研究的基本實驗方法，氧彈量熱計的基本原理為能量守恒定 律。樣品完全燃燒放出的熱量促使卡計及周圍的介質(zhì)（本實驗用水）溫度升高， 測量介質(zhì)燃燒前后體系溫度的變化值，可求算該樣品的包容燃燒熱。柴油為石油 分儲產(chǎn)品，其中各姓分子所含碳原子數(shù)不同，通常以測定柴油燃燒過程中Qv的變 化來衡量柴油燃燒效率的大小。在氧彈量熱計與環(huán)境沒有熱交換情況下，其關(guān)系式為：m樣QV= W （卡計+水）？A T - m（點火絲）？Q（點火絲）（1）m樣

14、為柴油的質(zhì)量（克）；Qv為柴油的包容燃燒熱（焦/克）；W（卡計+水）為 氧彈卡計和周圍介質(zhì)的熱當量（焦/度），其表示卡計和水溫度每升高一度所需 要吸收的熱量，W（卡計+水）一般通過經(jīng)包重的標準物如苯甲酸標定.苯甲酸的 包容燃燒熱為26459.6焦/克。AT為柴油燃燒前后溫度的變化值。m （點火絲） 為點火絲的質(zhì)量，Q （點火絲）為點火絲（鐵絲）的包容燃燒熱，具值為 6694.4 焦/克。在實驗過程中無法完全避免“熱漏”現(xiàn)象的存在，因此，實驗中必須經(jīng) 過雷諾作圖法或計算法校正柴油燃燒前后溫度的變化值。通過（1）式，計算柴油燃燒的包容熱效應(yīng)Qv （焦/克）。為了避免平行測定中稱量的差異對實驗的影響

15、，可通過 T/m （K/g）（單位 質(zhì)量柴油燃燒引起溫度的變化值）或 Qv/g （J/g）（單位質(zhì)量柴油燃燒放出的熱 量），研究柴油和微乳柴油燃燒效率的不同；通過 T/At （K/s）（即單位時間 柴油燃燒時燃燒溫度隨時間的變化率）研究柴油和微乳柴油燃燒速率的不同。3、儀器與試劑實驗試劑百度文庫-讓每個人平等地提升自我柴油0#、油酸（CP、十六烷基三甲基澳化?。–TAB （CP、氨水（CP）、 正丁醇（CP）實驗儀器燃燒熱測定裝置一套、充氧裝置一套、萬用電表 、5安保險絲、1000ml燒 杯、磁力攪拌器、攪拌子（中）、電導(dǎo)率儀、氧氣、電子分析天平（每組一臺）； 燒杯（50ml、250ml）、銀

16、子、玻棒、洗耳球、膠頭滴管等。4、實驗步驟與現(xiàn)象復(fù)合乳化試劑配比與配制：復(fù)合乳化劑配比油酸66.15% 十六烷基三甲基澳化?。–TAB）0.91% 氨水9.1%,正丁醇23.8%復(fù)合乳化劑配制室溫下，將36.5006g油酸放入100ml的燒杯中，此時燒杯中的液體為淺黃色油 狀液體；再逐滴加入5.008g氨水，燒杯中生成乳白色膏狀物質(zhì)；先慢后快順時針 攪拌2min后該白色膏狀物質(zhì)變成淺黃色；再往燒杯中邊攪拌邊逐滴管加入 13.1993 g正丁醇，此時淺黃色膏狀物質(zhì)開始慢慢溶解，但仍有膏狀物質(zhì)殘留；在 磁力攪拌器上不斷攪拌約20min后，燒杯中的物質(zhì)變成淺黃色油狀乳濁液，繼續(xù) 邊加熱邊攪拌，約15

17、min后該乳濁液變成黃色透亮、澄清的油狀液體；最后再直 接加入0.5003gCTAB制好的復(fù)合乳化劑放置備用。柴油-水-復(fù)合乳化劑微乳液柴油的制備室溫下，稱?。?g）的水-柴油，其中m（柴油0#） ： m（水）分別為4.5 : 0.5、 4 ： 1、3 ： 2、2 ： 3、1.5 ： 3.5、1 ： 4樣品，分別放在50ml燒杯中，逐漸往燒杯 中滴加復(fù)合乳化劑，并不斷在磁力攪拌器上攪拌至溶液剛好變澄清,靜置約20 min后觀察，如仍透明，則記錄所加復(fù)合乳化劑的用量。根據(jù)重量差減法記錄加百度文庫-讓每個人平等地提升自我入的復(fù)合乳化劑重量，并根據(jù)體系中所含有的柴油、水的重量，計算柴油-水-復(fù) 合乳

18、化劑擬三元體系達到透明狀態(tài)時各物質(zhì)的重量 %根據(jù)各不同配比擬三元體 系中各個物質(zhì)的重量%把復(fù)合乳化劑作為一個組分，另兩個組分分別為油和水， 繪制擬三元相圖，用以觀察柴油微乳液體系的相行為。柴油乳化燃料燃燒性能測定選擇柴油0#、4.5: 0.5及4: 1的乳化柴油作為燃燒體系，分別將約1.2克燃 油體系放入地竭，分別稱取四根鐵絲，記錄其重量，將鐵絲接在氧彈卡計的兩極 上，并將鐵絲浸沒柴油中，旋緊氧彈蓋，用萬用電表檢查電極是否為通路。向氧 彈量熱計中充以氧氣，彈內(nèi)的氧氣壓力沖至 1.0Mpa,放掉氧彈內(nèi)的氣體，重新充 氣后再放一次氣，最后再往其中充氧氣（彈內(nèi)的氧氣壓力沖至 1.0Mpa） o充完氣

19、 后，再用萬用電表檢查電極是否為通路。若通路，則將氧彈放入卡計的水桶內(nèi)， 用量筒取3000m咱來水倒入桶內(nèi)，裝好攪拌軸，蓋上蓋子，將貝克曼溫度計探頭 插入水中。氧彈兩電極用電線連接在點火器上， 然后開動攪拌馬達，待溫度穩(wěn)定 上升后，每隔半分鐘讀取溫度一次，這樣連續(xù)記錄5min,便得到燃燒前期的溫度。 此時迅速按下點火器上的點火鍵通電點火， 仍然隔半分鐘記錄一次溫度讀數(shù)，直 到溫度出現(xiàn)最高點，此階段的溫度為燃燒期間的溫度；當溫度升高到最高點后， 繼續(xù)隔半分鐘持續(xù)記錄5min溫度，該階段溫度為燃燒后期的溫度。實驗停止后，小心取出貝克曼溫度計，拿出氧彈，放出氧彈中的剩余氣體， 最后旋開氧彈蓋，檢查樣

20、品的燃燒情況，若氧彈中有許多黑色的殘渣，表示燃燒 不完全。把燃燒后剩下的鐵絲取出并稱重， 從鐵絲的原重量中減去未燃燒鐵絲的 重量后再進行計算。5、實驗數(shù)據(jù)處理柴油乳化體系擬三元相圖繪制表1復(fù)合乳化劑的制備數(shù)據(jù)整理百度文庫-讓每個人平等地提升自我燒杯/g燒杯+柴油/g燒杯+油+水/g加復(fù)合乳化劑后/g4.5:0.535.145939.641640.13841.55334.0:1.034.537938.534939.556642.98913.0:2.033.04336.021738.021144.56332.0:3.033.493335.498938.498546.46221.5:3.544.83

21、1846.339749.864357.65961.0:4.024.749625.745229.75339.9977柴油：水柴油/g水/g復(fù)合乳化劑/g微乳柴油/g柴油水復(fù)合乳 化劑4.5:0.54.49570.49641.41536.40740.70160.07750.22094.0:1.03.9971.02173.43258.45120.4730.12090.40623.0:2.02.97871.99946.542211.52030.25860.17360.56792.0:3.02.00562.99967.963712.96890.15460.23130.61411.5:3.51.50793

22、.52467.795312.82780.11750.27480.60771.0:4.00.99564.007810.244715.24810.06530.26280.6719以柴油、水和油酸分別為X、Y、Z,繪制擬三元相圖，如下:百度文庫-讓每個人平等地提升自我圖1柴油-水-復(fù)合乳化劑微乳柴油擬三元相圖圖1,顯示曲線右方是不共溶區(qū)域，中間為臨界線，其余部分均為共溶區(qū) （即形成柴油-水-復(fù)合乳化劑微乳液柴油）。柴油0#、乳化柴油燃燒效率測定實驗數(shù)據(jù)記錄整理（見附表）柴油0%完全燃燒的雷諾校正以及計算其燃燒熱通過Origin處理數(shù)據(jù)，得到雷諾校正圖如下:10百度文庫-讓每個人平等地提升自我溫度27

23、.0 fDalalD_B5. slope = 0.001C 5.78, 26.S16)2t.i5 28 4 J 21J J 2fl JD J2tS J 2i.6 2J.4 J2i 2 一 2IjD J2九” 二2M(578. 24,392)B S IC 12圖2柴油0#燃燒熱的測定雷諾校正由上圖可以知道： T=2.424 C根據(jù)公式： -mQv - m點火絲Q點火絲=CA T,有Qv= (- CA T - m點火絲Q點火絲)/ m柴油已知：C=14541.35J/K, Q點火絲=-6694.4 J/g , m柴油=1.2036,m點火絲=0.0066g ,代以上數(shù)據(jù)到Qv= (- CAT- m

24、點火絲Q點火絲)/ m柴油得：Qv= - 14541.35J/K 乂 2. 424K - 0.0066g 乂 (-6694.4 J/g)/ 1.2036g_-1=-29.249kJ.g T/ m 柴油=2.014 K/g一一 一-1Qv/ m 柴油=-24.301kJ.g11百度文庫-讓每個人平等地提升自我T/At=2.376 X 103 K/s5.2.34.5 : 0.5微乳柴油不完全燃燒的雷諾校正及計算其燃燒熱通過Origin處理數(shù)據(jù)，得到雷諾校正圖如下:,樹閏制度 I7 n q is a J2B fl J33 42S.2 -.口 -IJ婚月-25.4 -25.2 二15.0 1 i.e

25、T-2%4 -14 J圖3 8:2乳化柴油燃燒熱的測定雷諾校正由上圖可以知道： T=2. 695C根據(jù)公式： -mQv - m點火絲Q點火絲=CAT,有Qv= （- CA T - m 點火絲Q點火絲）/ m 柴油已知：C=14541.35J/K, Q點火絲=-6694.4 J/g , m柴油=1.2120g,m點火絲 =0.0082g,代入上述數(shù)據(jù)于 Qv= （- CAT- m點火絲Q點火絲）/ m柴油得：Qv= - 14541.35J/K X2. 695K - 0.0082 gX（-6694.4 J/g）/ 1.2120g -1=-32.289kJ.g12百度文庫-讓每個人平等地提升自我T/

26、 m 柴油 =2.224K/gQv/ m 柴油二- 26.641kJ.g T/At=2.495 X 103 K/s5.2.44 : 1微乳柴油不完全燃的雷諾校正及計算其燃燒熱通過Origin處理數(shù)據(jù)，得到雷諾校正圖如下：圖4 7:3乳化柴油燃燒熱的測定雷諾校正由上圖可以知道： T=2.638C根據(jù)公式：-mQv - m點火絲Q點火絲=CA T,有Qv= （- CZ T - m點火絲Q點火絲）/ m 柴油已知：C=14541.35J/K, Q點火絲=-6694.4 J/g , m柴油=1.2128gm點火絲=0.0120g,代入上述數(shù)據(jù)于 Qv= （ - CA T - m點火絲Q點火絲）/ m柴

27、油得：13百度文庫-讓每個人平等地提升自我Qv= - 14541.35J/K X 2.638K-0.0120 gX(-6694.4 J/g)/ 1.2128g=-31.563 kJ.g -1T/ m 柴油=2.175 K/g1Qv/ m 柴油=-26.025kJ.g T/At=2.442 X 103 K/s 6、結(jié)果與討論由微乳柴油的擬三元相圖可以看到相圖分為兩個相區(qū) ，左邊為共溶區(qū)，右邊 為不共溶區(qū)，中間為臨界線。如圖所示，我們所得到的微乳區(qū)面積比較小，經(jīng)分析， 可能原因為： 正丁醇作為輔助表面活性劑，存在于界面活性劑之間，參與液滴界面膜的形成， 同時還要分配到油相和水相中，使兩相性質(zhì)得到改

28、善，從而有利于表面張力的降 低和微乳液的形成。醇量太少，很難改變界面膜的流動性。而本次實驗我們所采 用的復(fù)合乳化劑中正丁醇質(zhì)量分數(shù)為 23.8%,含量相對較少，因此得到的微乳區(qū) 面積并不大。本次實驗復(fù)合乳化劑中各成分的作用分別為： 油酸作陰離子表面活化劑，CTAB 作陽離子表面活化劑，氨水是使 HLB值親水劑方向， 正丁醇是作表面輔助劑。 配置不同配比的微乳液，所加入的復(fù)合乳化劑的量不同。復(fù)合乳化劑對于微乳液的制備具有很大的影響，故復(fù)合乳化劑的制備是本次實驗 的關(guān)鍵。在制備復(fù)合乳化劑時，各種試劑的加入順序影響很大，攪拌時間和攪拌 速度也存在一定的影響。在本次實驗過程中，我們先加油酸，再逐滴滴加

29、氨水， 接著加入正丁醇，最后加入 CTAB整個過程用時約40分鐘，最后得到澄清、透 亮的復(fù)合乳化劑。在制備微乳柴油的時候，隨著微乳液中含水量的增加，乳化劑 的用量也逐漸增加，制備出來的微乳柴油的透明度都相當不錯， 放置一個星期后 也無分層或渾濁現(xiàn)象出現(xiàn)。本實驗中的得到的微乳區(qū)較小，可能是因為制備復(fù)合14百度文庫-讓每個人平等地提升自我乳化劑時各種試劑的加入順序不當，又或者是制備微乳柴油時復(fù)合乳化劑的用量 不當。柴油0#、不同組分及配比的乳化柴油燃燒效率在測定柴油燃燒效率的時候，我們采取了不完全燃燒的形式，因為完全燃燒可比 性不大，而且沒有必要，而在實際使用的時候，我們的柴油一般都是不完全燃燒

30、的。在本次實驗中，我們做了柴油0#和4.5: 0.5及4: 1這三個樣品，結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 4.5: 0.5的燃燒熱是最大的，柴油0#的燃燒熱最小。但實驗過程中，我們觀察 到，燃燒完后柴油0#馬到的炭黑最多，其次是4.5:0.5的乳化柴油，4:1的乳化 柴油燃燒后得到的炭黑是最少的，實驗現(xiàn)象與計算值明顯不符合。為了避免平行測定中稱量的差異對實驗的影響，以得到更精確的實驗結(jié)果，我又計算了各柴油的 T/m (K/g)(單位質(zhì)量柴油燃燒引起溫度的變化值)、Qv/g(J/g)(單位質(zhì)量柴油燃燒放出的熱量)，以研究柴油0#和微乳柴油燃燒效率的不同；接著我又通過計算 T/At (K/s)(即單位時間柴油燃燒時燃

31、燒溫度隨 時間的變化率)研究柴油0#和微乳柴油燃燒速率的不同。通過計算，得到如下結(jié) 果：柴油0#4.5 : 0.5微乳柴油4:1微乳柴油燃燒熱(kJ/g )-29.249-32.289-31.563Qv/ m 柴油(kJ/g )-24.301-26.641-26.025T/m ( K/g)2.0142.2242.175 T/At (K/s)-32.376 X10-32.495 X10-32.442 X 10通過精密的計算，再次證明了，無論從燃燒效率還是從燃燒速度來看，4.5: 0.5的微乳柴油都是最高效、最高速的。4: 1的微乳柴油燃燒后炭黑最少，但燃燒 值卻比4.5: 0.5的微乳柴油的小，

32、可能是因為4: 1的微乳柴油含柴油量相對較 少，但燃燒比較完全。15百度文庫-讓每個人平等地提升自我根據(jù)以上結(jié)果對乳化柴油的形成過程、經(jīng)濟價值與社會與環(huán)境價值進行初 步評估。由以上計算可以知道，我們制備出來的微乳液在燃燒方面取得了較好的效果，在環(huán)境價值上來說，其污染也是比較少的。但是由于加入了大量的復(fù)合乳化劑， 導(dǎo) 致成本是純柴油的十幾倍，并無經(jīng)濟效益，根本無法在實際中應(yīng)用。要制得經(jīng)濟 效益較高的的柴油微乳液，關(guān)鍵在于制備出優(yōu)良的復(fù)合乳化劑，這也將是我們?nèi)?后的重點研究對象。7問題思考柴油的主要成分是什么？其燃燒后可能形成的產(chǎn)物有那些？答:柴油主要由C-H化合物組成，包括烷燒、環(huán)烷燒、烯姓、快

33、姓、二烯姓以及 芳香燒。在這幾種成分中，烷姓都占有最大的比例。其完全燃燒后可能形成的產(chǎn) 物：水、二氧化碳，在高溫缺氧時不完全燃燒，易炭化形成炭煙。乳化柴油與微乳柴油的區(qū)別？制備方法上有什么不同？答：與乳化柴油相比，微乳燃油可長期穩(wěn)定，不分層，且制備簡單，并能使燃燒更 完全，燃燒效率高,節(jié)油率達5 % 15 % ,排氣溫度下降20 % 60 % ,煙度下降 40 % 77 % ,NOx和CO排放量降低25 %，在節(jié)能環(huán)保和經(jīng)濟效益上都有較為可 觀的效果，已成為世界各國競相開發(fā)的熱點。制備方法不同：微乳柴油的制備比較簡單，只需要把油、水、表面活性劑、助表 面活性劑按合適的比例混合在一起就可以自發(fā)形

34、成穩(wěn)定的微柴油。乳化柴油由柴油70%鋤劑15%水15%昆合而成，采用油水法可以制備乳化柴油，步驟如下： 選定所要加入的乳化劑，采用HLB值篩選法控制所要加入乳化劑的量；用玻璃棒 攪拌使各種乳化劑混合均勻。乳化柴油為什么不穩(wěn)定？其對柴油發(fā)動機產(chǎn)生的損害是什么？16百度文庫-讓每個人平等地提升自我答：乳化柴油用的添加劑，是以降低界面張力為設(shè)計目標，讓表面活性劑組成的 復(fù)合界面膜，強力而牢固地吸附在油水表面，但它不是熱力學(xué)上的穩(wěn)定體系， 故 穩(wěn)定性不好，大多1-3個月不分層，不錯的也只有半年左右。乳化油屬于熱力學(xué) 不穩(wěn)定體系，隨環(huán)境條件的改變、放置時間變長會出現(xiàn)穩(wěn)定性差、存儲時間短及 燃燒不穩(wěn)定等現(xiàn)

35、象，使內(nèi)燃機工作不正常并產(chǎn)生銹蝕等危害。限制了它的推廣應(yīng) 用范圍。為什么要進行柴油微乳液的研究？形成微乳柴油的通常條件是什么？其中 各組分的作用是什么？答：近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)和交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展，對石油的需求量增大，而 石油資源有限，于是出現(xiàn)了石油供應(yīng)不足、價格上漲的趨勢。人類面臨日益嚴峻 的能源危機。但經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展必須是在保護生存環(huán)境、 節(jié)約寶貴資源和降低 能耗的前提下的發(fā)展。因此，如何提高燃油燃燒效率和減少環(huán)境污染，研究新型 節(jié)油防污染技術(shù)，包括最為人們青睞并具有節(jié)能效率高， 減少尾氣污染的燃料乳 化以及微乳化技術(shù)，己成為人們十分關(guān)心的問題。微乳燃料的制備比較簡單，只 需要把油、水

36、、表面活性劑、助表面活性劑按合適的比例混合在一起就可以自發(fā) 形成穩(wěn)定的微乳燃料。其中各組分的作用是，醇的種類和表面活性劑復(fù)配比例對 水最大增溶量有很大影響。醇碳數(shù)適中時，醇更易富集于界面上，增加了界面面 積，使增溶水量增加，更易形成微乳液。什么是相圖？什么是擬三元相圖？通過擬三元相圖的繪制與分析，你可以得到那些信息？答：對于多相體系，個相間的相互轉(zhuǎn)化，新相的形成，舊相的消失與溫度，壓力， 成有關(guān)。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)給出的表示相變規(guī)律的各種幾何圖形稱為相圖。在等溫等壓下三組分體系的相行為可以采用平面三角形來表示，稱為三元相圖。對四組分 體系，需要采用立體正四面體。而四組分以上的體系就無法全面的表示。 通常對 四組分或四組分以上體系，采用變量合并法，比如固定某兩個組分的配比，使實 際獨立變量不超過三個，從而仍可用三角相圖來表示，這樣的相圖稱為擬三元相 圖。17百度文庫