微乳化柴油燃爆性能研究

为了研究微乳化柴油在静爆条件下的燃爆特性,利用高清摄像机、高速照相机和红外热成像仪分别获取各微乳化柴油样品无约束条件下燃爆过程以及爆炸温度场分布情况,着重分析比较生产工艺与抑爆剂对微乳化柴油燃爆性能的影响。实验结果显示,相同试验条件下,磁力搅拌、高速剪切、超声处理和静电喷雾工艺获得的微乳化柴油样品燃爆性能接近,与-10号柴油相比,爆炸火球体积分别降低了40.61%,37.91%,27.46%和34.01%。添加抑爆剂后,磁力搅拌工艺生产的微乳化柴油爆炸火球体积显著降低,仅为-10号军柴所产生火球的68.47%。研究结果表明,微乳化柴油具有一定的防火防爆效果,抑爆剂的添加对抑制火球温度和尺寸效果显著。     

微乳化柴油雾化及燃爆特性实验研究

采用马尔文Spraytec型激光粒度仪和液体燃料爆炸性能评定装置,分别测定微乳化柴油在不同喷雾压力下的雾化特性和燃爆特性,采用液体燃料持续燃烧性能测定装置测定微乳化柴油在无约束条件下的燃烧特性,并与-10号军柴进行对比评估。结果表明,随着喷雾压力的升高,微乳化柴油的雾化粒径逐渐减小,最大爆炸压力呈上升趋势;相同喷雾条件下,微乳化柴油相比-10号军柴雾化性能和爆炸猛烈程度均有所下降;无约束条件下微乳化柴油相比-10号军柴持续燃烧时间有所减少。在一定程度上,微乳化柴油的防火防爆安全性优于-10号军柴。     

十六烷值添加剂对乙醇柴油发动机燃烧与排放影响的研究

为降低柴油机的碳烟颗粒排放,配制了乙醇体积分数分别为10%、20%和30%的乙醇柴油混合燃料,利用与0#柴油临界互溶温度优化高碳醇助溶剂的添加比例.同时为改善发动机的燃烧,在混合燃料中添加了十六烷值添加剂.在2102QB型直喷式柴油机上进行试验.结果表明,由于乙醇的掺入使混合燃料十六烷值下降,着火延迟期增加.十六烷值添加剂可以提高混合燃料的十六烷值,恢复发动机的压燃着火特性,但十六烷值添加剂对混合燃料发动机的排放影响较小.柴油机燃用乙醇柴油混合燃料后,烟度大幅下降.ESC十三工况下颗粒比排放减少超过60%,氮氧化物排放相当,碳氢和CO的排放总量有所下降.研究表明,柴油机燃用比例不超过30%的乙醇柴油混合燃料时,在保持其动力经济性的基础上,可大幅降低碳烟颗粒排放.     

PODE掺混比对电控共轨柴油机排放特性的影响

为了降低柴油机排放、提高热效率,将体积分数为10%、20%、30%和70%的聚甲氧基二甲醚(PODE)掺混于柴油中制得PODE/柴油混合燃料,标记为P10、P20、P30和P70,在一台四缸增压中冷电控共轨柴油机上开展了PODE掺混比对混合燃料燃油经济性与排放特性的试验,并采用热重分析仪研究了混合燃料的蒸发性能。结果表明:随PODE掺混比增加混合燃料的初始失重温度、终止失重温度和峰值失重温度均向低温区域偏移,峰值失重率增大;随PODE掺混比增加,柴油机的排气温度降低,有效热效率显著提升,混合燃料的HC、CO和烟度排放逐渐降低,而NOx排放有所增加;在ESC试验循环下P30的HC、CO和PM排放量较柴油分别降低了25%、16%和51%,均低于国V排放限值,且CO2排放量也明显减小。     

乙醇汽油自燃温度及爆炸极限测试

为评估不同标号乙醇汽油(E10)的燃爆危险特性,补充完善乙醇汽油的技术指标,首次采用AIT551自燃温度测试仪和FRTA爆炸极限测试仪测试了E10的自燃温度和爆炸极限,并分析了温度对乙醇汽油爆炸极限的影响规律。结果表明:90号、93号、97号E10自燃温度分别为373℃、339℃、373℃,对应着火延迟时间为8 s、9 s、8s;90号、93号、97号E10的爆炸范围分别为1.223%~8.292%、1.343%~8.893%、1.294%~8.546%;温度从20℃升高至120℃,93号E10的爆炸范围从1.491%~8.765%变宽至1.318%~9.103%,即E10蒸气爆炸极限范围随温度升高而变宽;推导了测量E10蒸气爆炸极限时待测样品量预估计的公式。     

抑爆柴油池火燃烧特性试验研究

为研究抑爆柴油中高分子聚合物防雾剂对池火燃烧特性的影响,开展-10号柴油、防火柴油和抑爆柴油的池火试验。首先将油盆放置在电子秤上,以确定样品燃烧质量失重情况;其次将4支热电偶沿油盆中心线自下而上分别距油盆底面15、30、45和60 cm处布置,以测试火焰温度;然后将烟气分析仪布置在油盆底面中心正上方80 cm处,将辐射热流密度计固定在距离油盆中心40 cm处,分别测试3类柴油燃烧的烟气CO、CO2体积分数和辐射热流密度。结果表明:抑爆柴油中防雾剂参与和促进燃烧主要发生在初始燃烧阶段以及稳定燃烧阶段的前期,而且防雾剂参与燃烧将挥发产生大量可燃蒸气,需要较大的火焰高度和面积来增加接触反应面。抑爆柴油中防雾剂含量小于0. 2%时,其池火燃烧特性与防火柴油相差不大,而当含量大于0. 4%时,防雾剂将强化池火燃烧,不利于池火自熄灭。     

大长径比管道汽油-空气混合气爆炸与抑制实验研究*

为探究狭长受限空间中油气爆炸失控时的发展状态,探索高效环保的油气爆炸抑制方法,利用长径比155的管道开展92号汽油-空气混合气爆炸发展规律和七氟丙烷主动抑爆技术研究。通过测量不同端部开口条件下油气爆炸超压、火焰传播速度、火焰强度等参数,对比研究空爆和抑爆工况下的油气爆炸变化规律,探讨长直管道中的油气爆炸特性,分析七氟丙烷抑爆效果。结果表明:大长径比管道中,端部开口泄爆对降低油气爆炸破坏能力的作用较小,开口与否对最大超压峰值的出现位置有影响;长直管道空爆时,油气爆炸由爆燃发展成爆轰,管道尾部的爆轰波速可达近2 000 m/s;密闭管道中,爆轰发生前火焰传播呈“已燃区-火焰锋面-待燃区-前驱激波-未燃区”的2波3区结构;主动抑爆方式下七氟丙烷抑爆效果良好,最大超压峰值降低幅度可达90%,火焰传播被及时阻断。     

预喷正时对甲醇-柴油双燃料发动机超细颗粒物和NOx排放的影响

为探究预喷正时对甲醇-柴油双燃料发动机超细颗粒物和NOx排放的影响,通过优化甲醇-柴油双燃料技术,以减少污染物排放.将一台电控共轨柴油机改造的双燃料发动机作为试验对象,在1 800 r/min,30％、70％负荷,10％～40％掺烧比下,调整预喷正时,以对放热率、缸内平均温度、数浓度、平均粒径等指标进行计算和归纳.结果表明:相比单次喷射,预喷射可明显改变燃烧过程,放热过程更平缓;大负荷掺烧比30％～40％时,预喷引起放热双峰更明显;随预喷正时提前,预喷引发的第一阶段放热越来越少;预喷柴油策略可提高缸内温度.除小负荷掺烧比30％～40％工况,预喷射可使超细颗粒物数量增多、平均粒径增大,且提前预喷正时可降低50％颗粒物数量.预喷射会提高NOx排放,但提前预喷正时可降低NOx排放,除小负荷10％～30％掺烧比,NOx排放均高于单次喷射.     

配置SCR的柴油货车道路运行NOx排放分析

为了研究重型柴油货车在不同道路运行工况下的NO_x排放特性,以一辆配置选择催化还原(Selective CatalyticReduction,SCR)净化系统的国V排放标准的重型柴油货车为研究对象,开展实际道路运行车载排放测试,通过车载排放测试系统实时采集车辆行驶速度、NO_x排放体积分数与排气温度等数据,分析车速、排气温度、路况等对NO_x排放的影响。结果表明,车速低于40 km/h,NO_x排放随车速增大稍有增加; 40～70 km/h,随车速增大NO_x排放降低;高于70 km/h,随车速增大NO_x排放显著降低。车速与排气温度呈线性正相关,排气温度高于150℃,SCR才能显示出对NO_x的净化效果。市区工况车速低,排温低于150℃,SCR不能有效工作;市郊、高速工况下排温高于150℃,SCR催化效率提高,车速增大,排温升高,NO_x排放降低,因此NO_x排放市郊工况低于市区工况,高速工况低于市郊工况。配置SCR的重型柴油货车NO_x高排放区主要集中在中低车速、加速区间内。     

电喷汽油机燃用乙醇/汽油混合燃料排放及催化转化特性研究

研究多点电喷汽油机燃用不同掺混比的乙醇/汽油混合燃料时的排放及催化器的转化性能.结果表明,在汽油机参数未做任何调整的情况下,与汽油机相比,乙醇/汽油混合燃料汽油机催化器之前的CO排放降低,降幅接近15%;HC排放在大负荷时略有升高;NOx排放基本相同;乙醇对排放物催化转换效率的影响与电喷汽油机的转速、负荷和空燃比控制策略有关.用气相色谱分析仪测录的未燃乙醇排放在大负荷时略有升高,甲醇排放量变化不大,乙醛排放量随乙醇含量增大而增大,经三效催化转化器后,可以被控制在接近零排放的水平.在怠速工况,随乙醇含量增加,CO、HC和NOx的排放与汽油机相比略有降低.     

直喷式柴油机燃用脂肪酸甲酯的排放特性

脂肪酸甲酯是由生物脂肪经过酯化反应得到的脂肪酸单酯,具有良好的燃料品质和环境友好性,是生物柴油众多种类中的一种.以纯矿物柴油、脂肪酸甲酯、含30%脂肪酸甲酯与70%柴油的混合燃料和含50%脂肪酸甲酯与50%柴油的混合燃料为燃料,在四缸涡轮增压直喷式柴油机上进行的性能对比实验,表明柴油机燃用脂肪酸甲酯能够保持其动力性和燃料经济性,可以显著降低HC和碳烟排放,但会增加CO和NOx排放.脂肪酸甲酯可以作为柴油机的代用燃料进行推广.     

不同喷射方式细水雾灭火效果的试验

细水雾的喷射方式对其灭火效果存在一定的影响。利用时间继电器控制细水雾灭火系统的启停,开展了连续式和脉冲式两种喷射方式的细水雾对开门与关门两种通风条件下不同燃料油池火分别进行抑制的试验研究。结果表明:在试验条件下,对于开门状态下连续式细水雾难以扑灭的汽油池火,脉冲式细水雾能显著提高灭火效果;对于连续式细水雾容易扑灭的柴油池火及关门状态下的汽油池火,脉冲式细水雾不能提高灭火效果,且灭火时间和用水量均有所增加;对于细水雾难以扑灭的酒精池火,连续式细水雾和脉冲式细水雾均未有效扑灭火焰。     

多孔填充材料的防火防爆机理及应用

在液化气体、燃料储罐内填充多孔材料,可有效地减少或避免储罐发生爆炸事故.本文分析了这类材料的防爆机理并简要介绍了其应用情况.     

The study of burning behaviors and quantitative risk assessment for 0# diesel oil pool fires

The liquid fuel safety issues on fuel storage, transportation and processing have gained most attention because of the high fire risk. In this paper, some 0# diesel pool fire experiments with different diameters (0.2–1 m) were conducted with initial fuel thicknesses of 2 cm and 4 cm, respectively, to obtain liquid fuel combustion characteristics. Some key parameters including mass burning rate, flame height and the flame radiative heat flux, associated with fire risk, were investigated and determined. Subsequently, a detail quantitative risk assessment framework for 0# diesel pool fire is proposed based on the 0# diesel burning characteristics. In the framework, the probability of personal dead and the facility failure are calculated by the vulnerability models, respectively. In the end, 10 special tank fire scenarios were selected to show the whole risk calculation process. The tank diameter and the distance to pool fires were paid more attention in the cases. The safety distances in the cases are provided for the persons and nearby facilities, respectively. The paper enriches the basic experimental data and the provided framework is useful to the management of 0# diesel tank areas.     

防火防爆用网状金属材料

网状金属材料具有优异的防火防爆性能,良好的机械性能以及缓和燃油冲击等性能。分析了网状金属材料的防火防爆机理,介绍了其应用情况。     

风浪流影响下的船舶废气排放测度模型研究

船舶速度是船舶废气排放量计算的重要影响因子。为更加准确地测度船舶废气排放量,考虑海洋环境场对船舶速度的影响,分析了风、浪、流影响下的船舶运动,利用获取的实时风、浪、流信息对船舶AIS提供的航速进行修正,在此基础上建立了风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型,并介绍了船舶引擎功率的估算方法,以及排放因子和负荷因子的确定。最后,选取某散货船和客滚船的两个航次,分别采用传统模型和风、浪、流影响下的船舶废气排放计算模型进行计算,以CO2排放量反推油耗,并计算其与实际油耗的误差,结果表明,与传统模型计算结果相比,基于风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型得到的误差均有所减小,分别减小16.90%、18.60%、21.59%、21.94%,验证了模型的有效性。     

北京铁路机车尾气排放清单的建立

排放清单是空气质量模拟和环境管理的基础.介绍了铁路运输尾气排放清单建立方法.基于美国环保局(USEPA)的排放因子,根据我国和美国排放标准的比较以及国内测试数据,确定了我国铁路机车尾气排放因子,并以北京为例,基于GIS铁路线路分布、内燃机车功率、运行车次和运行路线计算了铁路运输大气污染物NO_x、CO、HC和PM_(10)排放量,建立了排放清单.结果表明,基准年2007年北京铁路运输尾气排放量NO_x、CO、HC和PM_(10)分别为7 232 t、728 t、316 t和181 t,与2002年机动车排放量相比,4种污染物火车机车排放量分别占4.90%、0.08%、0.24%和1.12%.