Su ilə işləyən dizel emulsiyalarından istifadə edildikdə, dizel yanacağı olan elektrik generatorları, gəmi mühərrikləri və dəmir yolu mühərrikləri daha səmərəli işlənə bilər. Su-dizel emulsiyası yanacaqları yanacaq istehlakını azaldır, yanma istiliyini aşağı salır, təmiz yanır və NOx və soot kimi tullantıları azaldır. Ultrasonik emulsiya yüksək keyfiyyətli suda olan dizel yanacağı istehsal etmək üçün etibarlı, sadə və effektiv bir üsuldur.

Suda olan dizelin ultrasəs emulsiyası

Su içərisində olan dizel emulsiyaları (WiDE; W / D emulsiyası yanacağı), suyun 15% -ə qədərini ehtiva edən dəyişdirilmiş dizel yanacağı alternatividir. Su-dizel emulsiyalarında akva-yanacaq olaraq da bilinən su damlaları fasiləsiz dizel fazasına ultrasəs olaraq emulsiya edilir. Mayelərin sıx sonikasiyası akustik kavitasiya yaradır. Cavitasyon kəsmə qüvvələri damlacıqları pozur və başqa dəyişməz su və dizel fazalarından homojen bir emulsiya əmələ gətirir.

Suda olan dizel emulsiyası

WiDE (W / D emulsiyası) su damlalarının (dağılmış / daxili faza) təbii olaraq keçilməz mayelərin dizeldə (davamlı / xarici faza) qarışığı kimi müəyyən edilir. Emulsiyaların sabitliyini yaxşılaşdırmaq və qarışdırıcı enerjiyə olan tələbatı azaltmaq üçün aşağı konsentrasiyalara emulsiya edən bir maddə əlavə olunur.

İki fazlı emulsiya

İki fazalı bir emulsiya, dizel suyundakı qarışıqları, heç bir səthi-aktiv maddədən istifadə etmədən təsvir edir. İki fazalı WiDE üçün su və dizel qidalanma axınları mühərrikin sağ ön hissəsində ultrasəs şəkildə emulsiya olunur. Ultrasonik iki fazalı suda olan dizel emulsiyası birbaşa ultrasəs axını hüceyrə reaktorundan yanma mühərrikinə keçir. Səthi-aktivant olmadan, emulsiya saxlama üçün deyil, birbaşa yanma üçün hazırlanır.

Su-Dizel Emulsiyası Yanacağının Case Study

Quraşdırma

Ithnin et al. (2018) su içindəki dizel emulsiya yanacağının (WiDE) tək silindrli, birbaşa enjeksiyonlu dizel mühərrikinə təsirini öyrəndi. Su və dizel, kəmiyyətcə bir qarışdırma sisteminə keçirildiyi müxtəlif bölmələrdə saxlanıldı. Qarışdırma sistemi yüksək qayçı qarışdırıcı və ultrasəs homogenizatorun birləşməsindən ibarət idi. Qıvrım qarışdırıcı bir xam əvvəlcədən qarışıq su və dizel qarışığı təmin etdi, halbuki sonikasyon incə ölçülü, vahid bir emulsiya üçün istifadə edildi. Su-dizel emulsiyası 5% su ilə hazırlanmışdır. Homojen WiDE yanacağı birbaşa qarışdırma sistemindən mühərrikə köçürüldü. Hazırlanmış WiDE yanacağında uzun müddətli qeyri-sabit emulsiya yanacağı (UW / D) adlandırılan heç bir səthi aktiv maddə yoxdur. Dizel mühərriki dörd müxtəlif yükləmə şəraitində (1 kVt (25%), 2 kVt (50%), 3 kVt (74%), 4 kVt (100%) və sabit sürəti 3000 rpm olan sınaqdan keçirilmişdir. Yanacağın işlənməsi və emissiya kimi təsirləri müqayisə etmək üçün eyni mühərrikdə bir səth aktivant stabilizatorlu bir emulsiya yanacağı (sabit emulsiya (SW / D)) və səliqəli dizel yanacağı (D2) də sınaqdan keçirilmişdir. 5% su həm qeyri-sabit emulsiya, həm də sabit emulsiya üçün istifadə olunur.

Nəticələr

Mühərrik testi göstərir ki, sürfaktan maddəsi olmayan su-dizel emulsiyası yanacağı (UW / D) əyləc istilik səmərəliliyinin (BTE) 3.59% artması və əyləc xüsusi yanacaq istehlakının (BSFC) 3.89% azalması ilə mühərrikin əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşmasına səbəb olur. səliqəli dizel yanacağına. Həm sabitləşdirilmiş (SW / D), həm də sabitləşməmiş (UW / D) olan emulsiya yanacaqları, mikro partlayış fenomeninə görə mühərrikin istilik səmərəliliyini artırdı. Mikro partlayış fenomeni, emulsiya edilmiş su damlalarının sürətli bir buxarlanmasına səbəb olur. Bir dəqiqə su damlaları yağla əhatə olunduğundan, intensiv buxarlanma prosesi damlaları şiddətlə çox incə hissəciklərə parçalayır ki, bu da hava və yanacağın qarışmasına kömək edir. Damlacıq parçalanması və hava ilə qarışdırılması yanma səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.
Nəticələr göstərir ki, su-dizel emulsiya yanacağının real vaxt rejimində səthi-aktivant istifadə etmədən mühərrikə verilməsi və ötürülməsi anlayışı çox yaxşı işləyir. Ultrasonik olaraq hazırlanmış su-dizel qarışığının dərhal təhvil verilməsi, saxlanılan emulsiya yanacağının sabitləşmə problemini, həmçinin səthi-aktiv maddədən asılılığı aradan qaldırır. Qeyri-sabit su-dizel emulsiya yanacağı (UW / D) 25sec ərzində çökmə mərhələsinə çatmadan emulsiya formasını etibarlı şəkildə qorudu (aşağıya bax).

Zamanla ultrasəs 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 et al. 2018

Səliqəli dizel yanacağı ilə müqayisə edildikdə, suda olan dizel emulsiyası yanacağı, azot oksidlərinin (NOx) və hissəcik maddələrin (PM) atılan tükənmə tullantılarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldıb və müvafiq olaraq 31.66% və 16.33% azaldıb.

Ümumiyyətlə, ultrasəslə hazırlanmış emulsiyalar – qeyri-sabit və ya səthi aktivləşdirici ilə sabitlənir – dizel yanacağına qənaət etməyə və işlənmiş tullantıların azaldılmasına kömək edir.
Ultrasoniklərlə daha geniş işlənmiş emissiya və yanacaq qənaəti!

Emulsiya edilmiş yanacağın sprey alovunda ilkin və ikincil atomizasiya.

Dernary Faza Emulsiyası

Üç fazalı bir emulsiya olaraq da bilinən bir üç fazalı emulsiya su, yağ və bir səthi aktivantdan ibarətdir. Suyun dizel fazasına ultrasəs emulsiyası zamanı bir səth aktivantı əlavə olunur. Emulsifikasiya edən vasitə, emulsiya sabitliyini artırır və suda olan dizel yanacağını saxlamağa imkan verir. W / D emulsiya sabitliyi emulsifikatordan, ultrasəs prosesinin parametrlərindən və temperaturdan asılıdır. Səthi-aktiv və sonikasiya parametrlərinin düzgün birləşməsi ilə WiDE-nin əhəmiyyətli bir uzunmüddətli sabitliyinə nail olmaq mümkündür.

Ultrasonik bir emulsiya sisteminin quraşdırılması və retro uyğunlaşdırılması sadə, təhlükəsiz və ucuzdur. W / D emulsiyası yanacaqlarında dəyişiklik olmadan hər hansı bir şərti dizel mühərrikləri (məsələn, elektrik generatorları, dəmir yolu motorları, gəmi mühərrikləri) ilə birlikdə istifadə edilə bilər.

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

Suda olan dizel emulsiyası yanacaqları davamlı dizel fazasında dayandırılmış su hissəciklərindən ibarətdir. Yandırıldıqda, emulsiya yanacağındakı incə ölçülü su damlaları dizeldən daha sürətli isidilmiş mərhələyə çatır və yanma zamanı buxar genişlənmə parçalanması (spontan partlayış) yaradır, çox incə hissəciklər yaradır. Qəbul olunan hava ilə birləşən dəqiqə hissəciklərinin səthinin artması ilə hava və yanacaq qarışığı əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşır və bununla da yanma səmərəliliyi artır. (İvanov, Nevedov 1965)

Yüksək effektiv ultrasəs emulsiya sistemləri

Hielscher Ultrasonics, yüksək keyfiyyətli (nano-) emulsiyaların davamlı istehsalı üçün yüksək effektiv ultrasəs prosessorları təqdim edir. Üstün ultrasəs performansı, möhkəmlik və kiçik bir iz izi Hielscher Ultrasonicatorları su içindəki dizel emulsiyası yanacaqları üçün ideal qarışdırma sistemi halına gətirir. Bir yanma mühərrikinə və ya sonrakı yanma üçün birbaşa emulsiya yanacağı istehsal etmək istəsəniz, Hielscher Ultrasonics tətbiqi üçün ən uyğun qurğuya sahibdir. Dəmir yolu lokomotivləri və daxili dəniz gəmilərinə inteqrasiya üçün kiçik ultrasəs emulsiya sistemlərindən tutmuş elektrik stansiyaları və nəhəng dəniz gəmiləri üçün böyük akvarium yanacağı istehsalına qədər – ultrasəs prosessorlarımızın klasterləri istənilən həcmdə emulsiya yanacaq emalı üçün imkan verir.
Yüksək ultrasəs çıxışı, etibarlılığı və möhkəmliyi ilə yanaşı, Hielscher Ultrasonics’ sənaye ultrasəs prosessorları dəqiq nəzarət və nəzarət edilə bilər. Temperatur və təzyiq sensorları məlumatı generatora ötürür, burada amplitüd, xalis və ümumi enerji, temperatur və təzyiq kimi bütün vacib proses parametrləri daxili SD-kartda qeyd olunur. Ağıllı proqram nəzarəti davamlı yüksək keyfiyyətli standart bir emulsiya yanacağı üçün dəqiq proses parametrlərini təyin etməyə imkan verir. Ceketli ultrasəs axını reaktoru effektiv şəkildə soyudulur və müəyyən temperaturda emulsiyanı emal etməyə imkan verir. Ultrasonik avadanlıqlarımızın möhkəmliyi ağır işlərdə və tələb olunan mühitlərdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Aşağıdakı cədvəldə bizim ultrasonicators təxmini emal gücü bir göstəriş verir: