在踏入全球现代化的步伐20世纪至21世纪中,化石燃料潜在着能源短缺的危机,特别是从石油提炼出来的汽油,是引致全球石油危机的一个原因。从探明的储量分析,现地球上的石油、天然气和煤炭的总储量分别为:石油 1万亿桶,天然气 120万亿立方米,煤炭 1万亿吨;按照全世界对化石燃料的消耗速度计算,这些能源可供人类使用的时间大约还有:石油:45-50年,天然气:50-60年,煤炭:200-220年。因而我们找寻可以替代这些属于不可再生能源的燃料,作为生物燃料的二甲醚是其中一种。
我们所研究的项目是二甲醚发电机的功率分析与可行性评估,主要是探究二甲醚取代柴油作为发动机燃料进行燃烧后柴油机有什么提升或变化,同时会不会对发电机部分产生影响,主要目标在于通过仿真软件对二甲醚在某个柴油发动机气缸内的燃烧情况进行模拟,并通过改变初始条件和空燃比寻找最大热效率和最大输出功的点,与已知的柴油发动机的热效率及输出功对比,分析二甲醚发电机的可行性。
首先,我们通过比较确认二甲醚发电机和柴油发电机的发电部分的功率转化与燃料没有直接关系,但发动机的输出功会间接影响到整个发电机组的发电功率;其次,我们通过仿真模拟和热循环计算发现二甲醚作为燃料代替柴油用于发动机的热效率理论值和实际值都比柴油更高,同时二甲醚具有许多柴油没有的优势,除了需要加大空燃比并且增加每秒进入气缸的二甲醚的量外,并无其他缺点,所以二甲醚代替柴油作为发动机燃料的可行性相当高。