Ultrasəs dispersiyası ilə üstün keyfiyyətli nanoyanacaqlar
Nanoyanacağın hazırlanması effektiv dispersiyadan başlayır. Dizelə, biodizelə və ya yanacaq qarışıqlarına əlavə edilən nanohissəciklər yanmaya təsir göstərə bilər, lakin onların effektivliyi mayenin bütün həcmində nə dərəcədə yaxşı paylanmasından asılıdır. Aqlomerasiya və çökmə əlavənin sabit konsentrasiyasını saxlamağı və təkrarlana bilən nəticələr əldə etməyi çətinləşdirir. Ultrasəs dispersiyası hissəcik yığınlarını parçalamaq və nanoəlavələri yanacağın bütün həcmində paylamaqla bu çətinliyi aradan qaldırır.
Nanoyanacaqlar
Nanoyanacaqlar əsas yanacağın (məsələn, dizel, biodizel, yanacaq qarışıqları) və nanohissəciklərin qarışığından ibarətdir. Bu nanohissəciklər böyük reaktiv səth sahəsi təmin edən hibrid nanokatalizatorlar kimi fəaliyyət göstərir. Nanoəlavənin ultrasəs dispersiyası alışma gecikməsinin azalması, alovun daha uzun müddət davam etməsi və aqlomeratların alışması, eləcə də ümumi emissiyaların əhəmiyyətli dərəcədə azalması kimi yanacaq göstəricilərini xeyli yaxşılaşdırır.
Nanoölçülü yanacaq–hissəcik qarışıqları daha yüksək enerji sıxlığı, daha sürətli və asan alışma, güclənmiş katalitik təsir, azalmış emissiyalar, daha sürətli buxarlanma və yanma, eləcə də daha yüksək yanma səmərəliliyi sayəsində yanacaq göstəriciləri baxımından saf maye yanacaqdan üstündür.
Yanacaqlarda hissəciklərin nanodispersiyası üçün ultrasəs emalından istifadə edin!
Yanacağınız və nanohissəciklərinizin kombinasiyası üçün ultrasəs dispersiyasının imkanlarını araşdırmaq məqsədilə komandamızla əlaqə saxlayın.
7kW ultrasəs axın sistemi
Nanoyanacaqlar: yanacaqda nanohissəciklərin ultrasəs dispersiyası
Nanohissəciklərin yanacaq çənində çökməsinin qarşısını almaq üçün hissəciklər təkmil üsulla dispersləşdirilməlidir. Ultrasəs dispersiyası serium oksid, alüminium oksid və karbon nanoboruları kimi nanohissəciklərin dizelə, biodizelə və yanacaq qarışıqlarına daxil edilməsinə kömək edir.
Akustik kavitasiya – mikroskopik qabarcıqların yaranması və çökməsi – vasitəsilə ultrasəs emalı hissəcik aqlomeratlarını parçalayan və əlavələri mayenin bütün həcmində paylayan güclü yerli kəsilmə qüvvələri yaradır. Bununla hissəcik səthinin daha böyük hissəsi ətrafdakı yanacaqla təmasda olur və katalitik təsirlə, eləcə də yanma ilə bağlı üstünlüklərin qiymətləndirilməsi dəstəklənir.
Ultrasəs əlavə üyütmə kürəcikləri olmadan dispersləşdirici təsirini birbaşa mayeyə ötürür və sonradan üyüdücü vasitələri ayırmaq ehtiyacını aradan qaldırır. Hielscher sonikatorları həm partiyalarla hazırlama, həm də axın xəttində fasiləsiz emalı dəstəkləyir və bu üsulu laboratoriya tədqiqatlarından sənaye istehsalına qədər faydalı edir.
Aşağıdakı siyahı yanacaqlarda dispersləşdirilərək artıq sınaqdan keçirilmiş nanomateriallar barədə ümumi məlumat verir:
- CNTs – karbon nanoboruları
- Ag – gümüş
- Al – alüminium
- Al2O3 – alüminium oksid
- AlCuOx – alüminium-mis oksidləri
- B – bor
- Ca – kalsium
- CaCO3 – kalsium karbonat
- Fe – dəmir
- Cu – mis
- CuO – mis oksid
- Ce – serium
- CeO2 – serium oksid
- (CeO2)·(ZrO2) – serium-sirkonium oksid
- Co – kobalt
- Mg – maqnezium
- Mn – manqan
- TiO2 – titan dioksid
- ZnO – sink oksid
Nanoölçülü, ultrasəslə monodispersləşdirilmiş serium oksid səth sahəsinin həcmə yüksək nisbəti sayəsində yüksək katalitik aktivlik göstərir; bu da yanacaq səmərəliliyinin artmasına və emissiyaların azalmasına gətirib çıxarır.
Akvayanacaqlar: ultrasəs emalı ilə nanoölçülü emulsiya yanacaqları
Akvayanacaqlar incə su damcılarının dizel kimi fasiləsiz yanacaq fazasının bütün həcmində paylandığı yanacaqda su emulsiyalarıdır. Hielscher sonikatorları iri damcıları kiçik damcılara parçalayan güclü akustik kavitasiya yaradır və uyğun tərkib və emal şəraitində nanoölçülü damcıları olan emulsiyaların hazırlanmasına imkan verir. Tənzimlənən ultrasəs amplitudası, nəzarət olunan enerji girişi və temperaturun idarə edilməsi damcı ölçüsünü və nəticələrin təkrarlana bilməsini optimallaşdırmağa kömək edir, uyğun emulqatorlar isə saxlama və istifadə zamanı sabitliyi dəstəkləyir.
Ultrasəslə hazırlanmış akvayanacaqlar haqqında daha ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin!
Yanacaqların ultrasəslə qarışdırılması
Ultrasəs emulsiyalaşdırma texnologiyasından dekanda etanol, dizeldə etanol emulsiyaları və ya dizel–biodizel–etanol/bioetanol qarışıqları kimi sabit qarışıqların istehsalı üçün istifadə olunur. Bu cür qarışıqlar ideal əsas yanacaqdır və ikinci mərhələdə yanacağa nanohissəciklərin dispersləşdirilməsi ilə daha da yaxşılaşdırıla bilər.
Emulsiya yanacaqlarının ultrasəslə istehsalı
Nanoyanacaqların dispersləşdirilməsi və emulsiyalaşdırılması üçün sənaye sonikatorları
Hielscher sonikatorları nanoyanacaqların hazırlanması və istehsalı üçün nanohissəciklərin effektiv deaqlomerasiyasını prosesə dəqiq nəzarətlə birləşdirir. Güclü ultrasəs kavitasiyası hissəcik yığınlarının parçalanmasına və metal oksidləri, karbon nanoboruları kimi əlavələrin dizelin, biodizelin və yanacaq qarışıqlarının bütün həcmində paylanmasına kömək edir. Tənzimlənən amplituda, enerji girişinin və temperaturun monitorinqi təkrarlana bilən emalı və formulun optimallaşdırılmasını dəstəkləyir. Partiyalarla və ya fasiləsiz axınlı iş rejimi üçün konfiqurasiya edilmiş laboratoriya cihazları və sənaye sistemləri ilə Hielscher ilkin sınaqlardan daha böyük istehsal həcmlərinə keçid üçün praktik yol təqdim edir. Rəqəmsal sənaye modellərində proses məlumatlarının avtomatik qeydə alınması komandalara uğurlu şəraiti sənədləşdirməyə və emal məhsuldarlığı artdıqca sabit emalı qorumağa kömək edir.
Miqyasın artırılması və etibarlı istehsal
Formul keyfiyyət hədəflərinə cavab verdikdən sonra axınlı ultrasəs emalı daha böyük istehsal həcmlərinə keçid imkanı verir. Yanacaq nəzarət olunan iş şəraitində ultrasəs emalı zonasından keçir; tələb olunan nəticəyə uyğun olaraq birdəfəlik keçidli və ya təkrar dövriyyəli emal seçilir. Avadanlıq seçimi üçün əsas yanacaq, əlavənin növü və konsentrasiyası, hədəflənən dispersiya keyfiyyəti, tələb olunan emal məhsuldarlığı və iş temperaturu barədə məlumat verin. Bu məlumatlar Hielscher şirkətinə proses sınaqları və sonrakı miqyas artırılması üçün prosessor, sonotrod və axın kamerası konfiqurasiyasını tövsiyə etməyə imkan verir.
Hielscher məhdud sahəyə və sərt mühit şəraitinə malik müəssisələrdə quraşdırılmaq üçün az yer tutan, iqtisadi cəhətdən sərfəli və çox dayanıqlı ultrasəs prosessorları təklif edir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü barədə məlumat verir:
| Partiyanın həcmi | Axın sərfi | Tövsiyə olunan sonikator |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | daha böyük | birgə işləyən cihazlar qrupu: UIP16000hdT |
MultiPhaseCavitator – üstün keyfiyyətli nanoemulsiyalar üçün axın kamerası əlavəsi
Ultrasəslə nanoyanacaq istehsalı haqqında tez-tez verilən suallar
Nanoyanacaqlar nədir
Nanoyanacaqlar yanacaq və nanohissəciklərin qarışığıdır. Nanoenergetik hissəciklərin yanacaqda dispersləşdirilməsi zamanı onların funksionallığı, dispers strukturu və istilik ötürülməsi, maye axını və hissəciklərarası qarşılıqlı təsirlərin mürəkkəb əlaqəsi yanacağın fiziki-kimyəvi xassələrini dəyişdirir. Heterogen tərkibə görə nanoyanacağın xüsusiyyətləri əsas yanacağın növü, eləcə də nanohissəciklərin tərkibi, ölçüsü, forması, konsentrasiyası və fiziki-kimyəvi xassələri ilə müəyyən olunur. Nanoyanacağın xüsusiyyətləri əsas yanacağın xüsusiyyətlərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənə bilər.
Dizeldən yanacaq kimi necə istifadə olunur?
Dizel dizel mühərriklərində yandırılan maye yanacaqdır. Dizel mühərriklərində yanacaq heç bir qığılcım olmadan, daxil olan hava qarışığının sıxılması və sonra dizel yanacağının püskürdülməsi ilə alışdırılır.
Adi dizel yanacağı neft mənşəli mazutun müəyyən fraksiyalı distillatıdır. Daha geniş mənada dizel termini neftdən alınmayan yanacaqlara da aiddir, məsələn, biodizel, biokütlədən mayeyə (BTL), qazdan mayeyə (GTL) və ya kömürdən mayeyə (CTL) çevrilmə ilə alınan dizel. BTL, GTL və CTL istənilən karbonlu materialdan (məsələn, biokütlə, bioqaz, təbii qaz, kömür və s.) alına bilən, sintetik dizel yanacaqları adlandırılan yanacaqlardır. Xammal sintez qazına qazlaşdırıldıqdan və sonra təmizləndikdən sonra Fischer–Tropsch reaksiyası vasitəsilə sintetik dizelə çevrilir. Çox aşağı kükürdlü dizel (ULSD) kükürd miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə azaldılmış dizel yanacağı üçün standartdır.
Biodizel nədir?
Biodizel bitki yağlarından, heyvan piylərindən və ya təkrar emal edilmiş yağlardan istehsal olunan bərpa olunan yanacaqdır. Biodizeldən dizellə işləyən nəqliyyat vasitələrini və generatorları işlətmək üçün istifadə oluna bilər. Daha təmiz yanmasına baxmayaraq, onun fiziki xassələri neft mənşəli dizelinkinə oxşardır. Adi dizelin yanması nəticəsində yaranan emissiyalarla müqayisədə biodizel yanmamış karbohidrogenlərin (UHC), karbon dioksidin (CO2), karbon monoksidin (CO), kükürd oksidlərinin və his hissəciklərinin emissiyalarını azaldır. Biodizeldə azot oksidlərinin (NOx) emissiyası daha yüksək ola bilər (dizellə müqayisədə). Lakin yanacağın püskürdülmə vaxtının optimallaşdırılması ilə bunu azaltmaq mümkündür.
Ultrasəs transesterifikasiyası biodizel istehsalını xeyli yaxşılaşdırır. Ultrasəslə biodizel istehsalı haqqında daha ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin!
Etanoldan yanacaq kimi istifadə oluna bilərmi?
Bəli, etanol – etil spirti (C₂H5OH) – yanacaq kimi istifadə oluna bilər. Etanol yanacaqları əsasən mühərrik yanacağı kimi – başlıca olaraq benzinə bioyanacaq əlavəsi kimi istifadə olunur. Hazırda avtomobillər 100% etanol yanacağı və ya etanol ilə benzinin qarışığı olan, fleks yanacaqlar adlandırılan yanacaqlarla işləyə bilər. Etanol adətən qarğıdalı və ya şəkər qamışı kimi biokütlənin fermentasiyası ilə istehsal olunur. Etanol yanacağı bərpa olunan, dayanıqlı biokütlədən alındığı üçün çox vaxt bioetanol adlandırılır. Yüksək güclü ultrasəs bioetanol istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Ultrasəslə bioetanol istehsalı haqqında daha ətraflı məlumat almaq üçün buraya klikləyin!
Etanol E-dizeldə oksigenli komponentdir. E-dizelin əsas çatışmazlığı geniş temperatur diapazonunda etanolun dizellə qarışmamasıdır. Lakin etanol və dizelin sabitləşdirilməsi üçün biodizeldən amfifil səthi aktiv maddə kimi uğurla istifadə oluna bilər. Etanol–biodizel–dizel (EB-diesel) yanacağı ultrasəslə qarışdırılaraq mikroemulsiya və ya nanoemulsiya halına gətirilə bilər ki, EB-diesel hətta sıfırdan aşağı temperaturlarda da sabit qalsın və adi dizel yanacağı ilə müqayisədə üstün yanacaq xassələri təmin etsin.
Nanoyanacaq istehsalında ultrasəs dispersiyası necə işləyir?
Ultrasəs dispersiyası yanacaqdakı hissəcik aqlomeratlarını parçalamaq üçün akustik kavitasiyadan istifadə edir. Mikroskopik qabarcıqlar yaranır və çökür, yığın halında olan hissəcikləri ayıran yerli kəsilmə qüvvələri və maye şırnaqları əmələ gətirir. Bu proses nanoəlavələrin mayenin bütün həcmində paylanmasına kömək edir və təkrarlana bilən formul hazırlanmasını dəstəkləyir.
Ultrasəs vasitəsilə hansı nanohissəciklər yanacaqlarda dispersləşdirilə bilər?
Yanacaq formullarında araşdırılan materiallara serium oksid (CeO₂), alüminium oksid (Al₂O₃), titan dioksid (TiO₂), sink oksid (ZnO) və karbon nanoboruları (CNTs) daxildir. Uyğun əlavə əsas yanacaqdan və nəzərdə tutulan effektivlik hədəfindən asılıdır. Uyğun konsentrasiyaları, emal şəraitini və sabitliyi müəyyən etmək üçün hər kombinasiya sınaqdan keçirilməlidir.
Nanoyanacaq dispersiyası ilə yanacaq nanoemulsiyası arasında nə fərq var?
Nanohissəcik dispersiyasında maye yanacaq daxilində paylanmış bərk hissəciklər olur. Yanacaq nanoemulsiyasında isə bir mayenin digərində dispersləşdirilmiş çox kiçik damcıları, məsələn, dizeldə su damcıları olur. Ultrasəs hər iki prosesi dəstəkləyə bilər. Tərkibində nanohissəciklər və dispersləşdirilmiş maye damcıları olan formullarda həm hissəciklərin, həm də emulsiyanın sabitliyi qiymətləndirilməlidir.
Ultrasəs dispersiyası nanohissəciklərin çökməsinin qarşısını alırmı?
Ultrasəs emalı aqlomerasiyanı azalda və hissəciklərin ilkin paylanmasını yaxşılaşdıra bilər, lakin uzunmüddətli sabitlik formuldan da asılıdır. Hissəciklərin xassələri, əlavənin konsentrasiyası, yanacağın tərkibi və uyğun dispersləşdirici maddələr hissəciklərin asılı vəziyyətdə qalıb-qalmamasına təsir edir. Saxlama sınaqları hazır nanoyanacağın nəzərdə tutulan şəraitdə məqbul paylanmanı nə qədər müddət qoruduğunu müəyyən etməlidir.
Ultrasəs emalının hansı parametrləri ən vacibdir?
Əsas parametrlərə amplituda, enerji girişi, emal müddəti və temperatur daxildir. Axınlı emalda axın sərfi və reaktorun təzyiqi də əhəmiyyətlidir. Bu parametrlər formulla birlikdə qiymətləndirilməlidir. İstənilən dispersiyanı təmin edən şəraitin sənədləşdirilməsi təkrarlana bilən emalın qurulmasına kömək edir və sonrakı miqyas artırılmasını dəstəkləyir.
Ultrasəslə nanoyanacaq istehsalının miqyası laboratoriyadan fasiləsiz emala qədər artırıla bilərmi?
Bəli. Laboratoriya sınaqları ultrasəs axın kamerasında qiymətləndirmədən əvvəl formulu və emal şəraitini müəyyən edə bilər. Fasiləsiz iş rejimində yanacaq nəzarət olunan emal zonasından keçir. Miqyasın artırılması daha böyük sistemin nəzərdə tutulan emal məhsuldarlığında tələb olunan dispersiya keyfiyyətini və sabitliyi təmin etdiyini təsdiqləməlidir.
Nanoyanacaqlar üçün Hielscher ultrasəs dispersləşdiricisini necə seçə bilərəm?
Əsas yanacaq, nanohissəciklərin növü və konsentrasiyası, tələb olunan partiya həcmi və ya axın sərfi və hədəflənən dispersiya keyfiyyəti barədə məlumatla başlayın. İş temperaturunu və nəzərdə tutulan saxlama müddətini də daxil edin. Bu məlumatlar tətbiq sınaqları və istehsalın planlaşdırılması üçün ideal sonikatoru, sonotrodu və axın kamerası konfiqurasiyasını tövsiyə etməyimizə kömək edir.
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.