乙醇-柴油混合燃料助溶剂的筛选及在柴油机上的应用研究

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1、万方数据乙醇一柴油混合燃料助溶剂的筛选及在柴油机上的应用研究SelectionofCosolventsforEthan01．DieselBlendedFuelandApplicationonDieselEnd"ADDlication0nDieselnRine姓2015年6月万方数据独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的

2、学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：骣≮≯f岁嘲7日万方数据学位论文版权使用授权书IUlIIIIIIIIIIIIIILIIIIIIIUIY2798944江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时

3、授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密影学位敝储虢墓磊干)d歹年b月呷日指导教师签名：ut厂年6月7日万方数据江苏大学硕士学位论文摘要乙醇是可再生的生物能源，既可以采用谷物、甘蔗的等农作物发酵生产，也可以通过乙烯、乙炔等化工原料制备。乙醇作为柴油机的含氧替代燃料，具有改进燃烧过程，降低

4、柴油机颗粒物排放等许多优点。但在纯柴油中添加乙醇，在各种不同的环境条件下，乙醇与柴油都务必保持均匀相溶，假如两者分离，就会明显地影响发动机工作过程的可靠性和匀称性。因此，选择合适的助溶剂对乙醇柴油的使用具有重要意义。本文采用气相色谱．质谱联用技术对国五0号柴油样品进行组分分析，并对样品柴油的碳原子数分布和重均分子量进行了数理统计研究。结果表明：柴油样品的GC．MS总离子流色谱图总共包含164个大小峰，扣除背景峰后得到68种主要成分，并采用归一法进行定量计算，最后获得68种组分的质量百分含量比。柴

5、油样品的碳原子数主要在8～28范围之间，所含的饱和烃(烷烃和环烷烃)的质量分数达到98．5％，含芳烃量极少；正烷烃占总质量的54．62％，异烷烃占总质量的40．3％。在显著性水平Q=0．05的条件下，样品柴油的碳数分布符合正态分布。其重均相对分子质量为232。分别选取正丙醇、异丙醇、1，2．丙二醇、1，3．丙二醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、正己醇、异己醇、正庚醇、正辛醇、乙酸乙酯、庚酸乙酯、碳酸二甲脂、油酸、正丁胺等作为助溶剂，在环境温度15*C、乙醇体积掺混比为10％的条件下，研究了这些

6、助溶剂对E10混合燃料互溶性的影响。结果表明：醇的碳链结构及羟基数量对助溶效果都有影响。在碳数和羟基数目一样的情况下，正构醇对乙醇柴油的助溶效果要优于异构醇。醇包含的羟基数量增多，助溶效果显著变差。C4以上醇的助溶能力远强于丙醇，其中辛醇的作用效果最好，其次是己醇、庚醇、戊醇、丁醇。对分子模拟的方法进行了简要的总结，并借助多个量子化学软件，建立了实施COSMO．RS热力学模型计算的路线。通过分析C2．-6正构醇和烷烃的。曲线及对应COSMO表面。掩蔽电荷的分布，可以得出：丙醇的分子极性更类似乙醇

7、，与丁醇、戊醇和己醇的结构性质差异较大。不同碳数的正构醇对乙醇柴油产生不同助溶效果的根本原因在于烷烃的碳原子与正构醇烷基上的氢原子之间的静电作用力，这种力随着正构醇碳链的加长呈现由强到弱的趋势。由于丙醇与乙醇的表面掩蔽电荷分布类似，分子极性相近，导致助溶效果并不理想。同时考虑到燃料价格成本，虽然正戊醇和正己醇的助溶效果要好于正丁醇，但二者的价格是正丁醇的2～3倍，故最理想的乙醇柴油助溶剂应为正丁醇，添加5％体积分数就完全可以保证T万方数据乙醇一柴油混合燃料助溶剂的筛选及应用研究乙醇柴油的互溶稳定

8、性，满足日常使用要求。通过将预测的数据与试验所测得的数据进行对比，来验证该方法在预测烃醇互溶度的可行性。从实验与计算结果对比来看，COSMO．RS模型能较好地描述四种正构醇对乙醇．柴油溶解性提高指数的影响趋势。通过发动机台架试验进一步分析醇类助溶剂和十六烷值提高剂对柴油机燃烧过程、经济性和排放性能的影响。结果表明：在标定转速下，中高负荷时添加乙醇和丁醇可以提高柴油机的热效率。相同乙醇掺混比例，添加十六烷值改进剂会使油耗率降低。含醇燃油的HC排放有不同程度的升高，添加十六烷值改良剂能够明显改善掺混