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交通能源与绿色燃料

摘要

为了更好的探究不同醇能分数的正丁醇/柴油混合物在重型柴油机应用过程中的可持续性及对环境消耗的影响。作者采用纯柴油(D100)、体积比85%柴油+15%正丁醇(B15)和体积比70%柴油+30%正丁醇燃料(B30)，在一台满足国六b排放标准的重型柴油机上进行试验。结果表明，醇能分数越高，燃油经济性越差。但在中高负荷下，B15表现出和纯柴油相近的燃油经济性。作者从热力学第一定律和第二定律对发动机能量流动进行分析，得出不同醇能分数的混合燃料对发动机效率的影响有一致趋势。添加正丁醇均能提升有效热效率和㶲效率，在各个工况下㶲效率均高于有效热效率，相同工况下最高效率值分别达到43.27%和40.04%。排气㶲损在各项㶲损失中占据主要地位，且随负荷的增加呈现降低趋势在各项㶲损失中，排气㶲损和冷却液㶲损对醇能分数的变化较为敏感。排气㶲损随醇能分数增加而降低，冷却液㶲损呈现相反趋势。对可持续性参数可持续性指数和改进潜力而言，均在14bar负荷下发生突变，可持续性指数骤增，改进潜力降低。而随着醇能分数的增加，该突变点提前。颗粒排放物随醇能分数的增加而显著下降，最高下降65.2%。在低负荷下，正丁醇的添加对NOx排放没有明显影响。在中高负荷下，混合燃料的NOx排放有明显的上升。作者使用环境影响指数和环境成本来描述NOx排放对环境及人类健康的影响。在中高负荷下，正丁醇的添加对环境影响显著增加。在18bar附近负荷，环境成本提高7.1%，达到243.21￥/kWh。

关键词

正丁醇;可持续性;环境消耗;重型柴油机;排放;㶲分析

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