柴油乳化与燃烧性能测定.ppt
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1、柴油乳化与燃烧性能柴油乳化与燃烧性能测定测定 背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求 实验背景实验背景中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验 背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验为什么在为什么在为什么在为什么在中级物理化学实验中级物理化学实验中级物理化学实验中级物
2、理化学实验课程中开设课程中开设课程中开设课程中开设柴油微柴油微柴油微柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能研究乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能研究乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能研究乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能研究这一实验?这一实验?这一实验?这一实验?1.1.中级物理化学实验中级物理化学实验课程是在学生修完课程是在学生修完基础物理化学实基础物理化学实验验的基础上开设的实验选修课。课程的开设,旨在于通过实的基础上开设的实验选修课。课程的开设,旨在于通过实验把一些重要的物理化学理论、实验方法和技术应用到实际的验把一些重要的物理化学理论、实验方法和技术应用到实际的研究中,从逻辑思维能力、自学能力和科学
3、研究能力三方面培研究中,从逻辑思维能力、自学能力和科学研究能力三方面培养学生认识事物和运用知识技能解决问题的本领,并开阔学生养学生认识事物和运用知识技能解决问题的本领,并开阔学生视野,活跃学术思想。视野,活跃学术思想。2.2.学生已具备进行实验研究的一些理论和实验基础学生已具备进行实验研究的一些理论和实验基础,包包括括:相图知识、量热技术的测定原理与实验方法相图知识、量热技术的测定原理与实验方法 背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化
4、学理化学实验实验实验实验柴油乳化柴油乳化即柴油、水在表面活性剂作用下形成的即柴油、水在表面活性剂作用下形成的W/OW/O或或O/WO/W乳液,乳液,对于对于W/OW/O型乳化柴油,在加热燃烧时水蒸气受热膨胀后能够产生微型乳化柴油,在加热燃烧时水蒸气受热膨胀后能够产生微爆,使得燃油二次雾化,与氧气充分接触,燃烧更加充分,提高爆,使得燃油二次雾化,与氧气充分接触,燃烧更加充分,提高了燃烧效率,大大降低了废气中的有害气体的含量。了燃烧效率,大大降低了废气中的有害气体的含量。什么是什么是乳化柴油乳化柴油 燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。早在一百多年前就燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。早在一百多年前
5、就有人使用掺水燃油。乳化油技术始于有人使用掺水燃油。乳化油技术始于19131913年,剑桥大学的年,剑桥大学的HopKinsonHopKinson教授当时为了冷却内燃机内部介质并消除汽油机爆燃教授当时为了冷却内燃机内部介质并消除汽油机爆燃现象,首先尝试在内燃机燃油中掺入了水进行试验。此举开创现象,首先尝试在内燃机燃油中掺入了水进行试验。此举开创了乳化油技术研究发展的先河。了乳化油技术研究发展的先河。乳化油属于热力学不稳定体系,随环境条件的改变、放置时间变长会出现稳定性差、存储时间短及燃烧不稳定等现象,使内燃机工作不正常并产生锈蚀等危害。限制了它的推广应用范围。背景背景背景背景研究现状研究现状研
6、究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验微乳体系微乳体系:微乳液是由水,油,表面活性剂与微乳液是由水,油,表面活性剂与助表面活性剂助表面活性剂在在适当比例自发形成的一种透明或半透明的、低粘度的,各向同适当比例自发形成的一种透明或半透明的、低粘度的,各向同性且性且热力学稳定的油水混合体系热力学稳定的油水混合体系,由于微乳液能形成超低界面,由于微乳液能形成超低界面张力张力,具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小
7、等特殊性质,已引已引起人们广泛关注。起人们广泛关注。什么是微乳柴油?微乳柴油:微乳柴油:按柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂按合适的按柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂按合适的比例混合在一起可自发形成稳定的微乳燃料。比例混合在一起可自发形成稳定的微乳燃料。其它微乳燃料其它微乳燃料:“柴油、甲醇、表面活性剂、助表面活性剂柴油、甲醇、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料微乳燃料 “柴油、乙醇、表面活性剂、助表面活性剂柴油、乙醇、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料微乳燃料 “汽油、水、表面活性剂、助表面活性剂汽油、水、表面活性剂、助表面活性剂”微乳燃料等微乳燃料等 背景背景背景背景研究现状研究现状研究
8、现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验微乳柴油与乳化柴油的区别?微乳柴油与乳化柴油的区别?乳化油属于热力学不稳定体系;乳化油属于热力学不稳定体系;微乳燃油微乳燃油微乳燃油微乳燃油热力热力热力热力学稳定的油水混合体系学稳定的油水混合体系学稳定的油水混合体系学稳定的油水混合体系。与乳化柴油相比,微乳燃油可长期稳定与乳化柴油相比,微乳燃油可长期稳定与乳化柴油相比,微乳燃油可长期稳定与乳化柴油相比,微乳燃油可长期稳定,不分不分不分不分层层层层,且制备简单
9、且制备简单且制备简单且制备简单,并能使燃烧更完全并能使燃烧更完全并能使燃烧更完全并能使燃烧更完全,燃烧效率高燃烧效率高燃烧效率高燃烧效率高,节油率达节油率达节油率达节油率达5%5%5%5%15%,15%,15%,15%,排气温度下降排气温度下降排气温度下降排气温度下降20%20%20%20%60%,60%,60%,60%,烟度下降烟度下降烟度下降烟度下降40%40%40%40%77%,NO77%,NO77%,NO77%,NOx x x x 和和和和CO CO CO CO 排放量降低排放量降低排放量降低排放量降低25%,25%,25%,25%,在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果在节能环保和
10、经济效益上都有较为可观的效果在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果,已已已已成为世界各国竞相开发的热点。成为世界各国竞相开发的热点。成为世界各国竞相开发的热点。成为世界各国竞相开发的热点。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验研究微乳柴油的意义与目的?研究微乳柴油的意义与目的?能源能源2004全年我国进口原油12,272吨,2005年,中国的石油日需求量比去年增11%;
11、2006年,石油消费量增长了6.7%。我国进口原油的30%用于汽车消耗,2010年仍将短缺能源8%,石油进口依存度,预计2010年将上升为23%。现在我国年耗汽油和柴油总量约为1.15亿吨,进口原油及成品油已成为国家财政的沉重负担。提高燃油的燃烧效率,是解决能源危机提高燃油的燃烧效率,是解决能源危机所需关注的方向之一。所需关注的方向之一。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状.理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验研究微乳柴油的意义与目的?研究微乳
12、柴油的意义与目的?环境环境 世界环境状况日益恶化,全球变暖,臭氧层空洞,酸雨等环境问题逐渐为类所重视。柴油机尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物的含量很高,对环境造成了严重危害。世界各国都先后制定了限制汽车废气排放的限量值。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验研究微乳柴油的意义与目的?研究微乳柴油的意义与目的?天然石油的储备有限,而且人类面临日益严峻的能源危机和环境污染问题。如何提高燃油燃烧效率和减少环境污染
13、,研究新型节油防污染技术,包括最为人们青睐并具有节能效率高,减少尾气污染的燃料乳化以及微乳化技术,己成为人们十分关心的问题。由于乳化柴油可以在不改变柴油机的结构下直由于乳化柴油可以在不改变柴油机的结构下直接燃烧,成为研究的热点。接燃烧,成为研究的热点。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求 柴油乳化技术早在柴油乳化技术早在100100多年前就有人提出。多年前就有人提出。5050年代末由年代末由于环境污染日益严重,石油资源危机等原因而受到了重视,于环境污染日益严重,石油资源危
14、机等原因而受到了重视,7070年代末进入实用性发展阶段,目前工业发达国家柴油掺水年代末进入实用性发展阶段,目前工业发达国家柴油掺水技术已达到广泛应用。,并拥有多项专利技术发表,实现了技术已达到广泛应用。,并拥有多项专利技术发表,实现了工业化。有文献报道:工业化。有文献报道:中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验 由法国埃尔夫石油公司生产的注册商标为“Auqazole”的乳化油在法国六个城市及德国首都柏林的500辆城市巴士上使用,经过三年运行测试证明可降低30%氮氧化物,80%的烟尘排放,成为真正意义的绿色燃料。日本、美国、德国等国的柴油乳化剂都早已作为商品销售于市场,
15、现己开发第三代或第四代产品。日本专营乳化油的萨米特公司推出的H一10,6H一107乳化剂产品,远销往东南亚各国。我国柴油掺水乳化技八十年代初才有突破性进展,最近几年发展比较迅速,并有初步应用和乳化柴油专利申请。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求燃料油掺水燃烧技术存在的问题燃料油掺水燃烧技术存在的问题中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验(1)如何提高实用性燃料油乳化液的储存稳定性(2)如何提高燃料油乳化液的节油性能,例 乳化燃油中的水能否在燃料
16、着火之前分解成氢 气和氧气而参与燃烧等,使燃油充分燃烧。(3)如何设计出更好的燃烧乳化燃油的内燃机。背景背景背景背景研究现状研究现状研究现状研究现状理论依据理论依据理论依据理论依据实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验内容概述实验要求实验要求实验要求实验要求解决上述问题所做的研究与努力解决上述问题所做的研究与努力:中级物中级物中级物中级物理化学理化学理化学理化学实验实验实验实验1.不断改进乳化工艺使乳化液液滴的粒径达到极 限。这一努力使乳化液的稳定性得以提高2.在乳化液中增加添加剂的用量,使常规乳化转变为微乳化,获得透明的热力学稳定的微乳化液。但微乳化液中添加剂含量大,成本高.3.研究新型的
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