棕榈油乙醇混合燃料在柴油机上的试验研究

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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集棕榈油-乙醇混合燃料在柴油机上的试验研究李献菁黄华赵令猛韦为黄锦成（广西大学机械工程学院南宁530004）摘要：通过在S195柴油机上进行对比试验，分析了棕榈油及棕榈油-乙醇混合燃料的不同比例对柴油机性能的影响。研究结果表明，柴油机燃用混合燃料后，乙醇的掺烧率为30%以下时，其动力性能良好，折合油耗率均有不同程度的改善。柴油机燃用棕榈油和混合燃料时，碳烟在整个运转工况范围内均比燃用柴油时有大幅度的降低。在大负荷下的CO排放量比燃用柴油时有明显的降低。NOx排放量比燃用柴油时有所改

2、善，随着乙醇比例的增大NOx排放量逐级降低，但HC排放量比燃用柴油时有所增加。关键词：柴油机；棕榈油；乙醇；排放冷凝点(℃)-13-1-3-117.3生物柴油是由植物油（如棕榈油）、动物脂肪等氧含量wt%）10~13034.7[1]原料制成，具有可再生、清洁和安全等优势。其十十六烷指数51〉458六烷值和闪点较高，抗暴性能优于常规柴油，含硫热值kJ/kg39.543.526.8量低，不含对环境造成污染的芳香族烷烃，而且便1.2.2棕榈油＋乙醇混合溶液配制于运输和储藏。乙醇作为一种可再生的代用燃料，乙醇体积分数分别为10%、20%和30%。先往量在柴油机

3、上应用，可有效降低发动机排气中颗粒物、筒里倒入棕榈油(如图1a)，再加入乙醇。观察发现，一氧化碳、氮氧化物等有害物质的含量，环境效益初加乙醇时，在搅拌之前混合溶液分两层，乙醇在显著。但是乙醇的十六烷值较低，难以直接在普通上面一层，这是因为乙醇密度小于棕榈油密度的缘柴油机上使用，为此可以考虑掺混的方式加以应用。故；振荡搅拌，待静止稳定后，溶液呈透明状，且本文主要以棕榈油及棕榈油-乙醇混合燃料为混合溶液长期放置均稳定，也不会出现分层现象（如燃料，在柴油机上进行了动力性、经济性和排放特图1b~d）。性的试验研究，并与柴油燃料进行了比较。1试验装置1.1试验装

4、置试验用柴油机为S195柴油机。试验用主要测试设备为D110水力测功机,FC2210Z智能油耗仪,FTY-100不透光烟度计,AVL五组份汽车排气分析a）P100b）P90E10c）P80E20d）P70E30仪。图1溶液的混合情况1.2试验燃料1.3试验方案1.2.1试验用燃料本试验在不改变原机结构参数的情况下进行，本试验研究5种燃料的排放特性。这5种燃料分别在额定转速2000r/min及最大扭矩转速分别为：0#柴油（D100），棕榈油(P100)，体积分数1500r/min下对柴油机燃用上述5种燃料时的性能为90%的棕榈油+10%乙醇（P90E10

5、），体积分数为80%和排放情况进行对比试验。的棕榈油+20%乙醇（P80E20），体积分数为70%的棕2试验结果与分析榈油+30%乙醇（P70E30）。各种燃料的理化性质如表1所示。2.1混合燃料动力性分析表1燃料理化性质由乙醇的理化性质可以知道，乙醇的低热值较燃料类型棕榈油常规柴油乙醇低，但由于乙醇的理论空燃比相对石油燃料低，理3密度(g/cm)0.8690.82~0.860.79论混合气的热值与石油燃料理论混合气的热值基本2[2，3]运动粘度m/s4.3(40℃)2.0~4.01.51相同。因此发动机燃用或掺烧乙醇燃料时，将供闪点（闭口）(℃)13

6、265-8813-14油量进行调整后，并不会影响发动机的功率。实验1作者简介：李献菁(1982--)，女，硕士研究生；主要研究方向为代用燃料发动机。E-mail:cashlix@126.com成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集用柴油机烧棕榈油-乙醇混合燃料的输出功率与烧6001500r/minD100纯柴油的输出功率无明显差别，均可达到额定负荷。550P1002.2燃料经济性500P90E10450P80E202.3D1001500r/minP70E302.1400P1001.9P90E103501.7be/(g

7、/(KW.h))P80E203001.5P70E302501.3B/(kg/h)2001.1024680.9Pe/kW0.75500.52000r/minD10002468500P100Pe/kW450P90E10P80E203400P70E30D1002000r/min2.5P100350P90E10be/(g/(KW.h))3002P80E20250P70E30B/(kg/h)1.520013579Pe/kW1图3柴油机燃用不同混合燃料时燃油消耗率的变化0.550013579Pe/kWD1004501500r/minP100图2柴油机燃用不同混合燃

8、料时燃油消耗量的变化400P90E10图2和图3分别给出了柴油机燃用不同棕榈油-P80E203