红外热像仪用于储油罐测温以及对NOx排放的影响进行实验评估

根据英国石油公司（BP）对2015年世界能源的统计审查，世界化石燃料消耗量每天增加80万桶。2014年，美国，中国和印度的燃油消耗量分别比2013年增加了1.2％，2.6％和7.1％。世界卫生组织（WHO）发现，世界上80％的城市居民吸入劣质空气，每年因污染的环境而造成300万人的早期死亡。新德里是世界上污染最严重的大城市，其次是开罗和达卡等其他大城市。美国国家航空航天局（NASA）确定了印度和中国的NOx排放量呈上升趋势。由于使用可再生资源，美国的NOx减少了50％，而中国的NOx却增加了20％e50％。因此，通过将可再生能源投入使用，会导致NOx含量和大气中其他有害污染物的减少。2014年，全球生物燃料产量增长了7.4％。不同种类的生物脂质，如原始植物油，用过的植物油，非食用油，基于动物脂肪的油和藻类，都可用于生产生物柴油。

图为柴油储油罐

影响NOx排放变化的关键因素是储油罐温度。之前已经记录了NOx排放与燃烧温度之间的关系。根据模拟结果，NOx含量达到化学计量峰值，然后在稀和浓燃料浓度时均下降。由于热NOx依赖于火焰温度的现象，在较高的燃气混合气温度下观察到的最高NOx排放速率。随着温度的升高，热NOx的形成呈指数增长。创建了一个二维燃烧室数学模型，并观察到煤直径的增加导致了更高的火焰温度，这往往会导致更高的NOx排放。为了提高喷射正时，较长的点火延迟时间导致在预混燃烧阶段燃烧的燃料量增加，从而导致储油罐温度升高，这是排放物中NOx浓度较高的原因。同时，较高的喷射压力导致在预混燃烧阶段较高的放热速率，从而导致较高的储油罐温度，这归因于NOx排放量更大。

目前关于单独使用樟脑油和柴油的直接研究是对生物柴油领域的新研究。在这项研究中，已经实现了使用红外热像仪对储油罐测温与NOx排放之间的相关性的新程序。

图为柴油50％负载条件下储油罐温度分布

介绍由樟脑油和生物废物资源（如动物脂肪渣油和废食用油）获得的燃料混合物的性能，排放和燃烧特性。一直坚持使用红外热像仪来对储油罐测温，以及对各种混合物为燃料的压燃式直喷柴油机中NOx形成的影响。性能分析结果表明，与柴油相比，所有生物柴油混合物的规模均呈下降趋势。在整个樟脑油混合物中，由于其较低的粘性，因此比其他混合物具有更好的性能。

燃烧分析表明，所有替代燃料混合物都在较早的曲柄角处表现出燃烧开始。点火延迟时间随所有混合物的负载增加而减小。所有混合燃料的燃烧持续时间都比柴油的持续时间长，其中樟脑油的最低，这归因于其较低的粘度，雾化效果更好。

根据排放结果：

NOx随所有混合燃料中生物柴油浓度的增加而增加。在替代燃料中，樟脑油的NOx值最低。同时，从废食用油中获得的生物柴油由于其较高的氧含量而导致了较高的NOx排放。

因此可以得出结论，通过将NOx排放浓度与红外热像仪对储油罐测温相结合，提出了一种新的排放调查程序。樟脑油混合物在所有性能，燃烧和排放方面均显示出比其他源自动物脂肪渣油和废食用油的生物柴油更积极的结果。体积比为20％的樟脑油混合物适用于柴油发动机，无需进行任何发动机改装。未来可通过红外热像仪校准和优化储油罐测温，以测量不同生物柴油的NOx排放变化。

参考文献

2016. Mohamed Shameer a, K. Ramesh. Experimental evaluation on performance, combustion behavior and influence of in-cylinder temperature on NOx emission in a D.I diesel engine using thermal imager for various alternate fuel blends. Energy. 2016.