Dizeldə suda yanma üçün ultrasəs emulsiyaları

Dizellə işləyən elektrik generatorları, gəmi mühərrikləri və dəmir yolu mühərrikləri su-dizel emulsiyalarından istifadə edildikdə daha səmərəli işlədilə bilər. Su-dizel emulsiya yanacaqları yanacaq sərfini azaldır, yanma temperaturunu aşağı salır, təmizləyici maddələri yandırır və NOx və his kimi emissiyaları azaldır. Ultrasəs emulsifikasiyası yüksək keyfiyyətli su-dizel yanacağı istehsal etmək üçün etibarlı, sadə və effektiv üsuldur.

Dizeldə suyun ultrasəs emulsifikasiyası

Dizeldə su emulsiyaları (WiDE; W/D emulsiya yanacağı) dəyişdirilmiş dizel yanacağı alternatividir və tərkibində 15%-ə qədər su var. Aqua-yanacaq kimi də tanınır, su-dizel emulsiyalarında su damcıları ultrasəslə davamlı dizel fazasına emulsiya edilir. Mayelərin intensiv sonication akustik kavitasiya yaradır. Kavitasiya kəsmə qüvvələri damcıları pozur və başqa cür qarışmayan su və dizel fazalarının homojen emulsiyasını yaradır.

Dizeldə su emulsiyası

WiDE (W/D emulsiyası) dizeldə (davamlı/xarici faza) su damcılarının (dispers/daxili faza) təbii olaraq qarışmayan mayelərinin qarışığı kimi müəyyən edilir. Emulsiyaların dayanıqlığını yaxşılaşdırmaq və qarışdırma enerjisi tələbini azaltmaq üçün aşağı konsentrasiyalarda emulqator əlavə edilir.

İki fazalı emulsiya

İki fazalı emulsiya heç bir səthi aktiv maddədən istifadə etmədən dizeldəki suyun qarışığını təsvir edir. İki fazalı WiDE üçün su və dizelin qidalanma axınları mühərrikin qabağında ultrasəs emulsiya edilir. Ultrasəs iki fazalı su-dizel emulsiyası ultrasəs axını hüceyrə reaktorundan birbaşa yanma mühərrikinə keçir. Səthi aktiv maddə olmadan emulsiya saxlama üçün deyil, birbaşa yanma üçün hazırlanır.

Su-Dizel Emulsiya Yanacağının Tədqiqi

Quraşdırma

Ithnin və başqaları. (2018) dizeldəki suyun emulsiya yanacağının (WiDE) tək silindrli, birbaşa enjeksiyonlu dizel mühərrikinə təsirini öyrənmişdir. Su və dizel yanacağı müxtəlif aqreqatlarda saxlanılıb, onlardan kəmiyyətcə qarışdırma sisteminə ötürülüb. Qarışdırma sistemi yüksək kəsici qarışdırıcı və ultrasəs homogenizatorun birləşməsindən ibarət idi. Kəsmə qarışdırıcı su və dizelin xam əvvəlcədən qarışığını təmin etdi, sonikasiya isə incə ölçülü, vahid emulsiya üçün istifadə edildi. Su-dizel emulsiyası 5% su ilə hazırlanmışdır. Homojen WiDE yanacağı birbaşa qarışdırma sistemindən mühərrikə ötürülürdü. Hazırlanmış WiDE yanacağının tərkibində səthi aktiv maddələr yoxdur, buna görə də uzunmüddətli qeyri-sabit emulsiya yanacağı (UW/D) adlandırılır. Dizel mühərrik dörd müxtəlif yük şəraitində (1 kVt (25%), 2 kVt (50%), 3 kVt (74%), 4 kVt (100%) və 3000 rpm sabit sürətlə sınaqdan keçirilmişdir. Yanacaq performansı və emissiyalar kimi təsirləri müqayisə etmək üçün eyni mühərrikdə səthi aktiv maddə ilə stabilləşdirilmiş emulsiya yanacağı (sabit emulsiya (SW/D)) və səliqəli dizel yanacağı (D2) də sınaqdan keçirilmişdir. Həm qeyri-sabit emulsiya, həm də sabit emulsiya üçün suyun 5%-i istifadə olunur.

Nəticələr

Mühərrik sınağı göstərir ki, səthi aktiv maddə olmayan su-dizel emulsiyası yanacağı (UW/D) mühərrikin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmasına səbəb olur ki, bu göstərici ilə müqayisədə əyləcin istilik səmərəliliyinin (BTE) 3,59% artması və əyləcin xüsusi yanacaq sərfiyyatının (BSFC) 3,89% azalması ilə nəticələnir. səliqəli dizel yanacağı üçün. Həm stabilləşdirilmiş (SW/D), həm də qeyri-stabilləşdirilmiş (UW/D) emulsiya yanacaqları mikro-partlayış fenomeninə görə mühərrikin istilik səmərəliliyini artırdı. Mikro-partlayış fenomeni emulsiyalaşmış su damcılarının sürətlə buxarlanmasına səbəb olur. Dəqiqə su damcıları neftlə əhatə olunduğundan, intensiv buxarlanma prosesi damcıları şiddətlə pozaraq çox incə hissəciklərə çevirir ki, bu da hava və yanacağın qarışmasını təmin edir. Damcıların pozulması və hava ilə qarışması yanma səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Nəticələr göstərir ki, səthi aktiv maddədən istifadə etmədən real vaxt rejimində su-dizel emulsiya yanacağının istehsalı və mühərrikə ötürülməsi konsepsiyası çox yaxşı işləyir. Ultrasəs üsulu ilə hazırlanmış su-dizel qarışığının dərhal ötürülməsi saxlanılan emulsiya yanacağı üçün stabilləşmə problemini, eləcə də səthi aktiv maddədən asılılığı aradan qaldırır. Qeyri-sabit su-dizel emulsiya yanacağı (UW/D) 25 saniyə ərzində çökmə mərhələsinə çatmadan öz emulsiya formasını etibarlı şəkildə saxladı (aşağıdakı şəkilə baxın).

Zamanla ultrasəslə emulsiya edilmiş ater-in-dizel emulsiya yanacağının damcı davranışı a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s və d) 132 s. (böyütmə 1000×) – Ithnin və başqaları. 2018

Səliqəli dizel yanacağı ilə müqayisədə, dizeldəki su emulsiya yanacağı orta hesabla müvafiq olaraq 31,66% və 16,33% azalma ilə azot oksidlərinin (NOx) və hissəciklərin (PM) işlənmiş emissiyasını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Ümumiyyətlə, ultrasəslə hazırlanmış emulsiyalar – qeyri-sabit və ya səthi aktiv maddə ilə sabitləşmişdir – dizel yanacağına qənaət etməyə və işlənmiş tullantıları azaltmağa kömək edir.
Ultrasonika ilə daha yaşıl egzoz emissiyası və yanacağa qənaət!

Emulsiya edilmiş yanacağın sprey alovunda ilkin və ikincili atomizasiya.

Üç fazalı emulsiya

Üç fazalı emulsiya kimi tanınan üç fazalı emulsiya su, yağ və səthi aktiv maddədən ibarətdir. Suyun dizel fazasına ultrasəs emulsifikasiyası zamanı səthi aktiv maddə əlavə edilir. Emulsiyalaşdırıcı agent emulsiyanın dayanıqlığını uzadır və dizel yanacağında suyun saxlanmasına imkan verir. W/D emulsiyasının sabitliyi emulqatordan, ultrasəs proses parametrlərindən və temperaturdan asılıdır. Səthi aktiv maddə və sonikasiya parametrlərinin düzgün birləşməsi ilə WiDE-nin əhəmiyyətli uzunmüddətli sabitliyinə nail olmaq olar.

Ultrasəs emulsifikasiya sisteminin quraşdırılması və retro-quraşdırılması sadə, təhlükəsiz və ucuzdur. W/D emulsiya yanacaqları istənilən adi dizel mühərrikləri (məsələn, enerji generatorları, dəmir yolu mühərrikləri, gəmi mühərrikləri) ilə heç bir dəyişiklik edilmədən istifadə oluna bilər.

WiDE yanacaqlarını daha səmərəli edən nədir? – Mikro-partlayış fenomeni

Dizeldə su emulsiya yanacaqları davamlı dizel fazasında asılı su hissəciklərindən ibarətdir. Yandırıldıqda, emulsiya yanacağındakı incə ölçülü su damcıları dizeldən daha sürətli qızdırılan mərhələyə çatır və yanma zamanı buxar genişlənməsinin parçalanması (kortəbii partlayış) yaradır və çox incə hissəciklər yaradır. Daxil olan hava ilə birləşən kiçik hissəciklərin artan səth sahəsi sayəsində hava və yanacağın qarışığı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırılır və bununla da yanma səmərəliliyi artır. (İvanov, Nevedov 1965)

Yüksək Performanslı Ultrasəs Emulsiya Sistemləri

Hielscher Ultrasonics yüksək keyfiyyətli (nano) emulsiyaların davamlı istehsalı üçün yüksək performanslı ultrasəs prosessorları təmin edir. Üstün ultrasəs performansı, möhkəmlik və kiçik bir yer izi Hielscher Ultrasonicators-u dizeldəki su emulsiya yanacaqları üçün ideal qarışdırma sistemi edir. İstər yanma mühərrikinə birbaşa vurulmaq üçün emulsiya yanacağı, istərsə də saxlama və sonradan yanma üçün sabit emulsiya yanacağı istehsal etmək istəsəniz, Hielscher Ultrasonics tətbiqiniz üçün ən uyğun quraşdırmaya malikdir. Dəmir yolu lokomotivlərində və daxili dəniz gəmilərində inteqrasiya üçün daha kiçik ultrasəs emulsiya sistemlərindən elektrik stansiyaları və nəhəng dəniz gəmiləri üçün böyük aqua-yanacaq həcmlərinin yaradılmasına qədər. – ultrasəs prosessorları qruplarımız istənilən həcmdə emulsiya yanacağının emalına imkan verir.
Yüksək ultrasəs çıxışı, etibarlılıq və möhkəmlikdən başqa, Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları dəqiq idarə oluna və izlənilə bilər. Temperatur və təzyiq sensorları məlumatları generatora ötürür, burada amplituda, xalis və ümumi enerji, temperatur və təzyiq kimi bütün mühüm proses parametrləri quraşdırılmış SD kartda qeyd olunur. Ağıllı proqram idarəetməsi davamlı yüksək keyfiyyətli standartlaşdırılmış emulsiya yanacağı üçün dəqiq proses parametrlərini qurmağa və təyin etməyə imkan verir. Gödəkçəli ultrasəs axın reaktoru effektiv şəkildə soyudula bilər və emulsiyanı müəyyən edilmiş temperaturda emal etməyə imkan verir. Ultrasəs avadanlıqlarımızın möhkəmliyi ağır iş şəraitində və tələbkar mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal qabiliyyətinin göstəricisini verir: