[實用新型]一種水蒸氣對液體燃料蒸氣抑爆性能測定系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420606458.7
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN204188554U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 安高軍;魯長波;熊春華;周友杰;王旭東;任連嶺;王浩喆;雷正
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總后勤部油料研究所
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 盧新

技術領域

本實用新型涉及一種抑爆性能測定系統(tǒng)，特別是涉及一種水蒸氣對液體燃料蒸氣抑爆性能測定系統(tǒng)。

背景技術

燃油摻水是一個既古老又新興的課題，早在100多年前就有人提出燃油摻水技術，由于燃油-水乳狀液在燃燒時能夠產生微爆效應，引起燃油的二次霧化，使得燃燒更加充分，大大降低了煙度和有害氣體的排放；但是由于普通乳狀液不穩(wěn)定，易分層，不能長期儲存，在應用受到了很大的限制；近年來，隨著微乳液理論的發(fā)展，開發(fā)透明、穩(wěn)定、性能與普通燃油接近的微乳化燃油已成為研究的熱點。微乳化燃油的制備更為簡單，不需要借助攪拌或超聲等外部能量，只需把燃油、水、表面活性劑和助表面活性劑按一定的比例混合就可以通過自乳化自發(fā)地形成微乳液。

我國從上世紀四十年代開始就進行了柴油乳化的試驗，到五十年代后期，進行過一些大規(guī)模的柴油乳化研究，但直到八十年代才出現(xiàn)了重大的進展，近年來我國柴油乳化技術發(fā)展較為迅速，已開發(fā)出許多柴油乳化劑配方，并有一些研究成果申請了專利，這種既節(jié)能、又能減少污染的新型燃料必定會有更為廣闊的發(fā)展前景。

李鐵臻等進行了柴油微乳液制備的小樣實驗和擴大性實驗，篩選出了合適的微乳化劑配方；研究表明，當水占6％～20％、乳化劑占10％～21％時，均能形成透明度高、穩(wěn)定性好的柴油微乳液。在小樣實驗中可以配成微乳液的水、油和乳化劑的之間配比，同樣可以應用于擴大性實驗中。儲存在敞口容器中的柴油微乳液會很快出現(xiàn)分層，但是在密閉的容器中，采用任何手段，例如振蕩或使用磁力攪拌的方式配制，不管乳化多長時間，都不能形成微乳液。分別以自來水和蒸餾水為水相進行柴油微乳液的配制，初步驗證了水質的不同會對柴油微乳液的形成產生影響。

黃艷娥等研究了溫度、加料方式和攪拌方式等因素對制備柴油微乳液的影響。實驗以柴油為油相，自來水為水相，將表面活性劑Span?80和D08/1021復配使用，以正戊醇為助表面活性劑；結果表明，當溫度在30-35℃時，能較快地得到澄清的柴油微乳液，而加料方式以及攪拌方式則對微乳液的制備沒有明顯的影響。

陳雪松等采用親水親油平衡值法和復配的方法篩選出了具有良好穩(wěn)定性的非離子型和陰離子型表面活性劑作為乳化劑，并對柴油進行乳化，將制備的柴油乳化液分別在1135單缸柴油機和2135雙缸柴油機上進行實際應用實驗，將實驗結果與普通柴油進行對比，發(fā)現(xiàn)柴油機在油耗以及排放上都有了顯著的改善。

謝新玲等制備了(D0821/TX-4/AEO-3)/柴油/正戊醇/水微乳液體系，并研究了柴油微乳液的電導率、黏度和粒徑等各項理化性能。研究表明，該柴油微乳液體系為牛頓型流體，體系的黏度隨著溫度的升高而降低，隨著表面活性劑質量分數(shù)增大而增大，并且與水量的變化規(guī)律保持一致。柴油微乳液的液滴粒徑在100nm左右，其腐蝕性、密度和凝點均符合國家標準，在室溫下能穩(wěn)定儲存6個月以上。

燃油摻水一般有兩個目的。

其一是節(jié)能減排，在油包水型乳化液中，油作為連續(xù)相存在于外相中，水作為分散相存在于內相中。由于水的沸點要低于油的沸點，所以當燃燒室的溫度急劇升高時，內相水蒸氣先蒸發(fā)膨脹，體積在瞬間增大了近1500倍，這種規(guī)模的膨脹相當于發(fā)生了一次小型的爆炸，當內相的壓力超過油滴的表面張力和大氣壓之和時，水蒸氣將突破油膜的束縛，使油滴發(fā)生爆炸，產生二次霧化，油滴將分成很多更微小的油滴，大大增加了油相與空氣的接觸面積，更有利于燃燒；微爆還產生了大量的爆炸波，沖破火焰外圍的二氧化碳、氮氣等惰性氣體，促進空氣的對流，使空氣和油蒸氣在燃燒室內分布更為均勻，同時也帶動溫度的均勻分布，加快了燃燒速度，避免了局部高溫而產生的燃燒不平衡，減少了不完全燃燒的發(fā)生，提高了燃燒效率和節(jié)能效果。

首先是降低氮氧化物的機理，氮氧化物的產生必須同時具備三個條件：高溫、充足的氧氣和在高溫下滯留足夠長的時間，三者缺一不可，因此只需至少控制其中任意一個條件即可降低氮氧化物的生成。乳化油燃燒得更加完全，提高了空氣的利用率，消耗了空氣中更多的氧氣，使氧氣的濃度大大降低，從而抑制了氮氧化物的生成；微爆作用引起的空氣對流，使空氣分布更均勻，防止了局部的富氧的產生。此外，乳化油燃燒逸出的水蒸氣分散到燃燒室中，對空氣起到稀釋的作用，并且水的氣化吸收熱量，能降低燃燒室的溫度，同時燃燒室內的溫度場分布較均勻，防止了局部高溫的形成，有利于抑制氮氧化物的生成。