小型農(nóng)用柴油機甲醇生物柴油燃燒與排放模擬的研究 調(diào)查報告

1、小型農(nóng)用柴油機甲醇生物柴油燃燒與排放模擬的研究 調(diào)查報告 摘 要：石油資的緊缺已經(jīng)成為了現(xiàn)階段世界性的難題，我國對石油的消耗量也是巨大的，不僅包括眾多汽車的使用，還將石油資應用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，近年來我國農(nóng)業(yè)機械設備數(shù)量增長極為迅速，并且農(nóng)用拖拉機等柴油機設備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出了巨大的作用，農(nóng)用柴油機雖然動力較強，但是在使用過程中易產(chǎn)生有害氣體對空氣造成污染，對此也衍生出了新型能代替柴油作為燃料，實現(xiàn)農(nóng)用柴油機的實用性、經(jīng)濟以及環(huán)保性。目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通常將甲醇與生物柴油混合作為小型柴油機的燃料，本文對甲醇生物柴油燃燒與排放模擬進行簡要探究，并對其特性作出簡介，為早日實現(xiàn)農(nóng)用柴油機的節(jié)能減排貢獻

2、一份力量。小型農(nóng)用柴油機;甲醇;生物柴油;燃燒與排放;特性我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重視程度逐漸增加，同時也加大了對農(nóng)用機械的投資研究，現(xiàn)階段，為遵循節(jié)能減排的環(huán)境理念，在小型農(nóng)用柴油機的燃料問題上展開一定個創(chuàng)新，對甲醇生物柴油進行了進一步的研究，希望通過甲醇生物柴油的特性來改善小型農(nóng)用柴油機的性能，同時緩解柴油機排污污染較大的問題。甲醇的生產(chǎn)造價低廉，制作方式簡單，將甲醇與生物柴油進行混合，可以有效的提升柴油的燃燒效率，降低氮氧化合物的釋放，有助于改善柴油機的排放問題，同時其還能降低柴油的使用量，實現(xiàn)成本的節(jié)約。生物柴油是由動物油脂、植物油為原料，經(jīng)過化學加工等程序制成的可再生燃料，在一定程度上減少了

3、我國對柴油消耗量較大的難題。1 小型農(nóng)用柴油機甲醇生物柴油燃燒特性分析p 將甲醇混合到生物柴油中形成混合型燃料，目前在小型農(nóng)用柴油機上的使用較多，其主要是將甲醇按照一定比例直接摻入到生物柴油內(nèi)，使該混合型燃料在配制上也較為便捷，其不需改造現(xiàn)有的柴油發(fā)動機結(jié)構(gòu)，不會增加小型農(nóng)用柴油機的建造成本，此外還可以采用缸內(nèi)噴射的方式。本文在對小型農(nóng)用柴油機甲醇生物柴油燃燒特性的分析p 主要根據(jù)以下幾點進行研究。1.1 氣缸壓力和放熱率生物柴油與甲醇混合后，能夠有效的提升燃料內(nèi)的十六烷值，其燃燒時的表現(xiàn)要優(yōu)于普通柴油，并且其燃燒后產(chǎn)生的物質(zhì)能夠改善機油的活性，能在一定程度上延長機油的使用壽命，進而減少發(fā)動機

4、的磨損。通過測試比對發(fā)現(xiàn)，甲醇生物柴油能更好的適應低溫啟動，并且在發(fā)動機工作時，能夠降低柴油機缸內(nèi)的最大爆發(fā)壓力，其燃燒抗爆性能更加優(yōu)秀，可以適用于更高壓縮比的發(fā)動機內(nèi)。由于甲醇生物柴油混合燃料具有良好的霧化性，與普通柴油相比更加稀釋，滯燃期內(nèi)油氣混合更均勻，使缸內(nèi)最大壓力升高率和最大放熱率升高，但是由于預混燃燒期推后，活塞下行，使得缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力有所降低。1.2 柴油機缸內(nèi)平均溫度將甲醇摻入到生物柴油中，在化學催化劑的反應下能夠生產(chǎn)脂肪酸酯，其性質(zhì)近似于柴油，甲醇生物柴油在發(fā)動機內(nèi)燃燒時，其初始平均溫度相對較低，隨著甲醇汽化程度的增大，混合燃料的燃燒量也在逐漸增加，進而使得缸內(nèi)溫度明顯升高

5、。但是在達到一定溫度后，甲醇生物柴油比普通柴油的霧化性能要高許多，甲醇霧化會吸收發(fā)動機缸內(nèi)的熱量，使其與空氣更加均勻的混合，在持續(xù)一段時間后，缸內(nèi)的平均溫度相對穩(wěn)定，其溫度數(shù)值要比普通柴油的平均溫度低，在最大溫度上也稍有不足，但是甲醇生物柴油中的氧元素含量較高，能夠在一定程度上促進燃料的燃燒，并且對柴油機的熱效率提升也是有著 較大幫助的，所以不會小型農(nóng)用柴油機功率降低過多的問題，保證了柴油機實際使用的動力性能。2 小型農(nóng)用柴油機甲醇生物柴油排放特性農(nóng)用柴油機排放污染較高一直以來都是農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中的重要問題，近年來通過技術(shù)上的改進，農(nóng)用小型柴油機的排放性能有所改善，但是由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的特殊性

6、，以及柴油燃燒的特點，致使在一定條件下，柴油機的排放仍然存在著較多的問題，因此目前多采用甲醇生物柴油作為替代燃料，希望可以在根本上解決農(nóng)用柴油機排放污染嚴重的問題。柴油機排放的污染氣體主要有NOx 、油煙等，還存在著少量的SOx 、HC以及CO等有害氣體，此外就是引起溫室效應的CO2。柴油燃燒在溫度高、氧氣足的情況下會產(chǎn)生較多的NOx，在高溫低氧含量的情況下則會產(chǎn)生較多的油煙，因此柴油機缸內(nèi)平均溫度與氧氣含量是產(chǎn)生NOX、油煙的關(guān)鍵控制點。通過實驗以及相關(guān)儀器測得，在使用甲醇生物柴油并且缸內(nèi)溫度較高時，氧氣含量比普通柴油要低，其主要是甲醇的霧化性能出色，加快了燃油混合氣的形成，進而實現(xiàn)快速的擴散，增加了燃燒對氧氣的消耗量。甲醇生物柴油燃燒的平均溫度低和耗氧量高的綜合條件下，在一定程度上抑制了NOx的形成。同時甲醇對生物柴油的稀釋能力較強，避免燃料大部分粘貼在燃燒室底層，甲醇的添加還會增加發(fā)動機內(nèi)部的含氧量，使燃燒缺氧問題得到解決，因此甲醇生物柴油在使用時所產(chǎn)生的油煙問題有效減少。此外，甲醇生物柴油燃料燃燒的更加完全，有效的減少HC以及CO等有害氣體的排放。3 結(jié)語綜上所述，甲醇生物柴油的混合燃料在發(fā)動機內(nèi)燃燒的更徹底，并且具有良好的熱傳導效率，在根本