主题:【原创】油品与节能:《液体燃料的性质及应用》读书心得 -- autoeagle
化学工程问题通常可用几个方面进行解释,
质量传递,热量传递,动量传递和反应过程。
柴油及重油燃烧目前不能做到充分燃烧,所以可以在以上各方面想办法提高效率。
柴油燃烧需要与氧气接触,雾化等方法提高质量传递的效率。
催化剂如二茂铁可提高柴油与氧气的反应速率,也可提高燃烧效率。
除了前面说的内燃机燃烧4过程导致的能量释放时间的非理想性外,(这个和能否完全燃烧还不一样,同样的燃料,在上止点燃烧和排气点附近燃烧,即使产生的热量相同,做功能力截然不同,在上止点燃烧,其产生的压力分量,在整个膨胀过程中都在做工,而排气点附近燃烧,除了增加废气温度外,毫无有效功)至少还有以下问题:
1.工质气体与理想气体的区别
实际气体并不满足PT/V=const这一公式,气体的比热容随着温度升高逐渐增大,即同样热量导致的温度提升变小,这个问题wiki里的公式内有体现。
2.非平衡过程与非绝热过程
空气是热的不良导体,燃烧过程又是一个快速和空间不均匀过程,燃烧室内的温度分布也非常复杂,火焰内部为1600K,火焰壳层2700K,火焰外又有从600K到2700K的不同分布。在总内能一定条件下,由于工质气体与理想气体的区别,整个燃烧室的温度分布情况对活塞压力有明显影响。
同样,气体又是可压缩介质,在非平衡条件下,气缸内各处压力分布不同,又影响了活塞压力。
发动机的散热和摩擦生热耗费的能量占总能量流的25-35%,发动机的压缩和膨胀循环远不能用绝热过程来描述。
因此,要用宏观平衡过程观点、绝热膨胀模型对内燃机循环的一些工程问题进行深入讨论,是过于粗糙的。也正因为有这些非理性因素,使新型节能低排放发动机的设计成为了一个重要的领域,也使燃料性质的优化成为一个有意义的领域。
只要输入的能量是守恒的(喷入的燃油数量是一定的,),那么输出的能量也是一定的。
无非就是有效的功和无效的热(摩擦最终也会转化成热)。这两部分的度量还是相对简单的。前者不用说。后者就是废气所包含的热,未充分燃烧的部分,壳体的发热。
燃油添加剂(如果不能提供额外的能量)要有效,必然会在上面几点中有体现。
单纯的说燃油添加剂节油多少比例,是很没有说服力的,更像一种广告用语,而不是科学的结论。如果加上降低排气温度X,充分燃烧比例提高多少,那么说服力就大很多。
光跑台架实验,不检测和记录这些数据,实在是说不过去。
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贴未公开发表的曲线图,似乎缺乏客观性,也有泄漏内部资料之嫌。我在这里不是想给某种产品打广告,只是想介绍节油的一种途径。
下面贴一个摘自(乳化柴油及其实验研究,刘蔚,硕士论文)的曲线图,他的乳化油添加了一定量的Mn和Sb,从而达到了高负载下10%以上的节油率,而根据清华大学的实验报道,高负载下纯乳化油节油不超过4%。
这是两张爆压曲线对比,乳化油十六烷值低,所以初始放热慢,这并不是好事。不过最高爆压低,这是非常有利的优势,直接表现是发动机噪声变小,工作不粗暴。但平均压力高(这个比较难直接看出,需处理成放热曲线才好比较),热效率高,
是通过爆压曲线计算得到的比较可靠的放热曲线,可以看出急燃期和缓燃期燃烧更迅速,平均压力更高.后燃期燃烧速度也明显提高,这是金属离子助燃的明显表现,也有一定的雾化效果提升的因素。
事实上,如果再添加一些提升十六烷值的添加剂,燃烧的效果会更好。
关于尾气温度,成分有没有数据?缸体温升,冷却水带走的热量有没有数据?
图表很多,NOx,碳烟,废气温度,节油率等等都有说明,不好一一贴出。
不想流传太广,又没有附件下载功能,偷偷借用cchere的空间一下,希望不要封我的帐号.
http://upload.cchere.net/audio/0805/12718_22012634.mp3
把后缀改为.nh
用cajviewer 7.0看
实验做的很细,可惜大前提和方向搞错了,将金属离子催化燃烧故意伪装成乳化油燃烧。不过这些实验数据大家可以看一下。
二茂铁本身的安全性还好说,大量的铁离子喷射到空气里,对环境的影响如何实在不好说,不要弄出当年四乙基铅的问题来。
使用无铅油的车是绝对不能使的。
不过单就二茂铁(钴,镍)而言,目前损害气缸的问题都还没有充分解决。
国外研究人员还是眼馋这种价格低廉,效果强大的添加剂。目前有不少研究着眼于内燃机二茂铁燃烧后形态,目的大概就是研究如何抑制其副作用。
如果研究出完全抑制二茂铁副作用的方法,发明人肯定能发大财的。
柴油好像不分有铅无铅的吧。
不好意思。
比如SCR(选择性催化)装置里的催化剂是不是会中毒也是未知数
这个技术汽车上面用的还不多吧?
上面是必须要采用的,其他如颗粒捕捉器之类的技术手段也怕这个