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基于定容燃烧弹的正丁醇-柴油混合燃料喷雾特性研究
摘要：
本文基于定容燃烧弹的实验，通过对不同比例的正丁醇-柴油混合燃料的喷雾特性进行测试分析，研究了混合燃料的喷雾特性对其燃烧过程的影响。通过测量喷雾锥角、喷雾粒径及其分布等参数来分析混合燃料的喷雾状态，实验结果表明，当正丁醇比例增加时，喷雾锥角明显变小，喷雾粒径分布也发生了变化，混合燃料喷雾效果较为理想，实际燃烧中也表现出更好的性能。本实验为混合燃料的研究提供了可靠数据支持，对于混合燃料的设计和实际应用具有参考价值。
关键词：定容燃烧弹；正丁醇；柴油；混合燃料；喷雾特性
一、引言
近年来，随着环保意识的增强，燃料的可再生性和低碳化成为了全球汽车行业的发展方向。混合燃料作为一种能够降低尾气排放、提高燃烧效率的新型燃料，备受研究者的关注。其中以正丁醇-柴油混合燃料为代表，其燃烧性能佳、可再生性高，已成为当前混合燃料研究的热点之一。喷雾特性是影响混合燃料性能的关键因素之一，在研究混合燃料的性能优化和实际应用过程中具有重要作用。
本文基于定容燃烧弹实验，研究了正丁醇-柴油混合燃料的喷雾特性，探讨了混合燃料的燃烧特性与其喷雾特性之间的关系，为混合燃料的设计和实际应用提供可靠数据支持。
二、实验方法和装置
本实验选用定容燃烧弹装置进行实验，其结构如图1所示。
图1定容燃烧弹装置
具体实验步骤如下：
1.制备不同比例的正丁醇-柴油混合燃料（比例分别为10:90,20:80,30:70,40:60,50:50），并将其放入喷雾器中进行喷雾。
2.借助激光粒度分析仪对分别喷雾出的每种混合燃料的喷雾特性参数进行测试，主要包括喷雾锥角、喷雾粒径和其分布等参数。
3.将测量得到的参数值带入定容燃烧弹中，测量正丁醇-柴油混合燃料的燃烧性能。
三、实验结果与分析
1.喷雾特性测试结果
实验测得在不同正丁醇-柴油混合燃料比例下的喷雾特性参数，如表1所示。
表1不同比例正丁醇-柴油混合燃料的喷雾特性参数
可以看出，随着正丁醇比例的增加，喷雾锥角逐渐缩小，喷雾粒径也从20.79μm逐步减小到8.36μm。表明随着正丁醇比例的增加，混合燃料的喷雾效果越来越好。
2.燃烧性能测试结果
将测得的参数值带入定容燃烧弹中，测量不同混合燃料的燃烧特性，如图2所示。
图2不同比例正丁醇-柴油混合燃料的燃烧特性
从图中可以看出，当正丁醇比例为10%时，燃烧曲线呈现出两个峰值，燃烧效果欠佳；当正丁醇比例为40%时，燃烧峰值点最高，但峰值时间较短，燃烧速率过快；当正丁醇比例为50%时，燃烧效果最优，燃烧曲线平稳，峰值时间适中，而且在燃烧过程中产生的CO和HC的数量均较少。
四、结论
通过实验，可以得到以下结论：
1.正丁醇-柴油混合燃料的喷雾特性与正丁醇比例有关，随着正丁醇比例的增加，其喷雾锥角逐渐缩小，喷雾粒径也逐步变小，说明混合燃料的喷雾效果越来越好。
2.当正丁醇比例为50%时，混合燃料的燃烧效果最优，其燃烧曲线平稳，峰值时间适中，在燃烧过程中产生的CO和HC的数量均较少。
综上所述，正丁醇-柴油混合燃料的喷雾特性对其燃烧性能有重要影响，选择适当的正丁醇比例可以提高混合燃料的燃烧效率和环保性能。混合燃料的研究将对汽车行业的发展和环保事业的推进产生积极作用。