Գերազանց նանո-վառելիքներ ուլտրաձայնային ցրման միջոցով
Նանովառելիքի մշակումը սկսվում է արդյունավետ ցրումից: Դիզելին, բիոդիզելին կամ խառը վառելիքին ավելացված նանոմասնիկները կարող են ազդել այրման վրա, սակայն դրանց արդյունավետությունը կախված է նրանից, թե որքան լավ են դրանք բաշխված ամբողջ հեղուկում: Ագլոմերացիան և նստվածքը դժվարացնում են հավելումների կայուն կոնցենտրացիայի պահպանումը և վերարտադրելի արդյունքների ստացումը: Ուլտրաձայնային դիսպերսիան լուծում է այս մարտահրավերը՝ մասնիկների կլաստերները բաժանելով և վառելիքի վրա նանո հավելումներ բաշխելով:
Նանո-վառելիքներ
Նանովառելիքները բաղկացած են հիմնական վառելիքի (օրինակ՝ դիզելային վառելիք, բիոդիզել, վառելիքի խառնուրդներ) և նանոմասնիկների խառնուրդից: Այդ նանոմասնիկները գործում են որպես հիբրիդային նանոկատալիզատորներ, որոնք առաջարկում են մեծ ռեակտիվ մակերես: Նանո-հավելումների ուլտրաձայնային ցրումը հանգեցնում է վառելիքի արդյունավետության էապես բարելավմանը, ինչպիսիք են բոցավառման ուշացումը, կրակի ավելի երկար պահպանումը և ագլոմերատի բռնկումը, ինչպես նաև արտանետումների զգալի ընդհանուր կրճատումը:
Նանո չափի վառելիքի մասնիկների խառնուրդները գերազանցում են մաքուր հեղուկ վառելիքը վառելիքի արդյունավետության առումով՝ ավելի բարձր էներգիայի խտությամբ, ավելի արագ և հեշտ բռնկման, ուժեղացված կատալիտիկ էֆեկտի, արտանետումների կրճատման, գոլորշիացման և այրման արագության և այրման արդյունավետության բարձրացման շնորհիվ:
Օգտագործեք sonication վառելիքի մեջ նանո-ցրման մասնիկների համար!
Կապվեք մեր թիմի հետ՝ ձեր վառելիքի եւ նանոմասնիկների համակցության համար ուլտրաձայնային ցրումը ուսումնասիրելու համար:
7 կՎտ ուլտրաձայնային հոսքի համակարգ
Nanofuels: Վառելիքի մեջ նանոմասնիկների ուլտրաձայնային ցրում
Վառելիքի բաքում նանոմասնիկների նստեցումից խուսափելու համար մասնիկները պետք է ցրվեն սոֆիստականորեն: Ուլտրաձայնային ցրումը օգնում է ներառել նանոմասնիկներ, ինչպիսիք են ցերիումի օքսիդը, ալյումինի օքսիդը եւ ածխածնի նանոխողովակները դիզելային, բիոդիզելային եւ վառելիքի խառնուրդների մեջ:
Ակուստիկ կավիտացիայի միջոցով – մանրադիտակային փուչիկների առաջացումն ու փլուզումը – սոնիկացիան առաջացնում է ուժեղ տեղային շեր ուժեր, որոնք բաժանում են մասնիկների ագլոմերատները և բաշխում հավելումներն ամբողջ հեղուկում։ Սա բացահայտում է ավելի շատ մասնիկի մակերեսը շրջապատող վառելիքի նկատմամբ, աջակցելով կատալիտիկ և այրման հետ կապված օգուտների գնահատմանը։
ultrasound-ը իր բաշխիչ գործողությունը ուղղակիորեն հասցնում է հեղուկին առանց լրացուցիչ մսաղացների, այսպիսով անտեսանելի դարձնելով անհրաժեշտությունը հետագայում բաժանել եփվող միջոցները։ Hielscher սոնիկատորները աջակցում են և՛ խմբային պատրաստմանը, և՛ անխափան առցանց մշակմանը, ինչը տեխնիկան օգտակար է դարձնում լաբորատոր հետազոտություններից մինչև արդյունաբերական արտադրություն։
Ստորև բերված ցանկը տալիս է վառելիքի մեջ ցրված արդեն փորձարկված նանո նյութերի ակնարկ.
- CNT-ներ – Ածխածնային նանոխողովակներ
- Ագ – Արծաթե
- Ալ – ալյումինե
- Ալ2Օ3 – ալյումինի օքսիդ
- AlCuOx – ալյումինի պղնձի օքսիդներ
- բ – բոր
- Ք.ա – կալցիում
- CaCO3 – կալցիումի կարբոնատ
- ֆե – երկաթ
- Cu – Պղինձ
- CuO – պղնձի օքսիդ
- Կ – ցերիում
- Գլխավոր տնօրեն2 – ցերիումի օքսիդ
- (Գլխավոր տնօրեն2)·(ZrO2) – ցերիումի ցիրկոնիումի օքսիդ
- CO – կոբալտ
- Մգ – մագնեզիում
- Մն – մանգան
- TiO2 – տիտանի երկօքսիդ
- ZnO – ցինկի օքսիդ
Նանո մասշտաբով, ուլտրաձայնային մոնո-ցրված ցերիումի օքսիդն առաջարկում է բարձր կատալիտիկ ակտիվություն՝ շնորհիվ իր բարձր մակերես-ծավալ հարաբերակցության, ինչը հանգեցնում է վառելիքի արդյունավետության բարելավմանը և արտանետումների նվազեցմանը:
Aqua-Fuels. Nano-Sized Emulsion-Fuels with Sonication
Aqua-fuels-ը ջուր-վառելիքի էմուլսիաներ են, որոնցում մանր ջրի կաթիլները բաշխվում են վառելիքի շարունակական փուլում, ինչպիսին է դիզելը: Hielscher sonicators-ն առաջացնում է ինտենսիվ ակուստիկ կավիտացիա, որն ավելի մեծ կաթիլները բաժանում է փոքրերի՝ հնարավորություն տալով մշակել էմուլսիաներ նանոմաշտաբով կաթիլներով համապատասխան ձևավորման և մշակման պայմաններում: Կարգավորելի ուլտրաձայնային ամպլիտուդը, վերահսկվող էներգիայի մուտքագրումը և ջերմաստիճանի կառավարումը օգնում են օպտիմալացնել կաթիլների չափը և վերարտադրելիությունը, մինչդեռ համատեղելի էմուլգատորները պահպանում են կայունությունը պահպանման և շահագործման ընթացքում:
Կտտացրեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային եղանակով պատրաստված ջրային վառելիքի մասին ավելին իմանալու համար:
Ուլտրաձայնային վառելիքի խառնուրդ
Ուլտրաձայնային էմուլսացման տեխնոլոգիան օգտագործվում է կայուն էթանոլ-դեկանում, էթանոլ-դիզելում կամ դիզել-բիոդիզել-էթանոլ/բիոէթանոլ խառնուրդներ արտադրելու համար: Նման խառնուրդները իդեալական բազային վառելիք են, որը կարող է բարելավվել երկրորդ քայլով՝ վառելիքի մեջ նանոմասնիկներ ցրելով:
Էմուլսիա վառելիքի ուլտրաձայնային արտադրություն
Նանո-վառելիքները ցրելու և էմուլգացնող արդյունաբերական ձայնագրիչներ
Hielscher sonicators-ը համատեղում է նանոմասնիկների արդյունավետ դեագգլոմերացիան և նանովառելիքի մշակման և արտադրության գործընթացի ճշգրիտ վերահսկումը: Ուլտրաձայնային ինտենսիվ կավիտացիան օգնում է բաժանել մասնիկների կլաստերները և բաշխել հավելումները, ինչպիսիք են մետաղական օքսիդները և ածխածնի նանոխողովակները դիզելային, բիոդիզելային և խառը վառելիքներում: Կարգավորելի ամպլիտուդը և էներգիայի մուտքագրման և ջերմաստիճանի մոնիտորինգը աջակցում են վերարտադրելի մշակմանը և ձևակերպման օպտիմալացմանը: Լաբորատոր գործիքներով և արդյունաբերական համակարգերով, որոնք կազմաձևված են խմբաքանակի կամ շարունակական հոսքի միջոցով շահագործման համար, Hielscher-ը գործնական երթուղի է ապահովում սկզբնական փորձարկումներից մինչև արտադրության ավելի մեծ ծավալներ: Թվային արդյունաբերական մոդելների վրա գործընթացի տվյալների ավտոմատ գրանցումն օգնում է թիմերին փաստաթղթավորել հաջող պայմանները և պահպանել հետևողական մշակումը, քանի որ թողունակությունը մեծանում է:
Մեծացումն ու Հուսալի Վաճառքը
Երբ պատրաստուկն իր որակի նպատակներին հասնի, անցքի սոնիկացիան ապահովում է ավելի մեծ արտադրության ծավալների ուղի: Եղանակը անցնում է ուլտրաձայնային բուժման գոտով վերահսկվող շահագործման պայմաններում, ընտրվում է միանգամյա անցում կամ ռեցիրկուլյացիոն մշակման գործընթաց՝ անհրաժեշտ արդյունքի համաձայն: Ծրագի ընտրության համար տրամադրեք հիմքային վառելիքը, հավելանյութի տեսակը և կոնցենտրացիան, նպատակային խառնուրդի որակը, պահանջվող արտադրական հոսքը և շահագործման ջերմաստիճանը: Այս մանրամասները թույլ են տալիս Hielscher-ին առաջարկել պրոցեսոր, սոնոտրոդ և հոսքի բջիջի ձևավորում պրոցեսային փորձարկումների և հետագա մեծացման համար.
Hielscher-ն առաջարկում է ծախսարդյունավետ, բարձր կայուն ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ փոքր չափով, սահմանափակ տարածություն և պահանջկոտ միջավայր ունեցող բույսերում տեղադրելու համար:
Ստորև բերված աղյուսակը ցույց է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորությունը.
| Խմբաքանակի ծավալը | Հոսքի արագություն | ԽորհՄնելի Սոնիկատոր |
|---|---|---|
| 10-ից 2000 մլ | 20-ից 400 մլ / րոպե | UP400 Փ |
| 0.1-ից 20լ | 0.2-ից 4լ/րոպե | UIP2000hdT |
| 10-ից 100 լ | 2-ից 10 լ / րոպե | UIP4000hdT |
| ԱԺ | 10-ից 100 լ / րոպե | UIP16000hdT |
| ԱԺ | ավելի մեծ | կլաստերի UIP16000hdT |
MultiPhaseCavitator – Հոսքի բջջային ներդիր գերազանց նանո-էմուլսիաների համար
Հաճախ տրվող հարցեր Ալտրաձայնային նանովառելիքի արտադրության մասին
Ինչ են նանովառելիքները
Նանովառելիքները վերաբերում են վառելիքի և նանոմասնիկների խառնուրդին: Նանո-էներգետիկ մասնիկները վառելիքի մեջ ցրելու միջոցով վառելիքի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները փոխվում են դրանց ֆունկցիոնալությամբ, ցրող կառուցվածքով և ջերմության փոխանցման, հեղուկի հոսքի և մասնիկների փոխազդեցությամբ: Տարասեռ բաղադրության պատճառով նանովառելիքի բնութագրերը որոշվում են բազային վառելիքի տեսակով, ինչպես նաև նանոմասնիկների բաղադրությամբ, չափերով, ձևով, կոնցենտրացիայով և ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով: Նանովառելիքի բնութագրերը կարող են զգալիորեն տարբերվել հիմնական վառելիքի բնութագրերից:
Ինչպես է դիզելը օգտագործվում որպես վառելիք
Դիզելը հեղուկ վառելիք է, որն այրվում է դիզելային շարժիչներում։ Դիզելային շարժիչներում վառելիքը բռնկվում է առանց որևէ կայծի, բայց սեղմելով մուտքային օդի խառնուրդը, այնուհետև ներարկելով դիզելային վառելիքը։
Սովորական դիզելային վառելիքը նավթի մազութի հատուկ կոտորակային թորվածք է: Ավելի լայն իմաստով դիզել տերմինը վերաբերում է նաև նավթից չստացված վառելիքին, օրինակ. բիոդիզել, կենսազանգվածից հեղուկ (BTL), գազից հեղուկ (GTL) կամ ածուխից հեղուկ (CTL) դիզել: BTL, GTL և CTL, այսպես կոչված, սինթետիկ դիզելային վառելիքներ են, որոնք կարող են ստացվել ցանկացած ածխածնային նյութից (օրինակ՝ կենսազանգվածից, կենսագազից, բնական գազից, ածուխից և այլն): Հումքի գազաֆիկացումից հետո սինթեզի գազի, որին հաջորդում է մաքրումը, այն Ֆիշեր–Տրոպշի ռեակցիայի միջոցով վերածվում է սինթետիկ դիզելի։ Ծծմբի ծայրահեղ ցածր պարունակությամբ դիզելը (ULSD) դիզելային վառելիքի ստանդարտ է, որը պարունակում է զգալիորեն ցածր ծծմբի պարունակություն:
Ի՞նչ է կենսադիզելը:
Բիոդիզելը վերականգնվող վառելիք է, որն արտադրվում է բուսական յուղերից, կենդանական ճարպերից կամ վերամշակված քսուքներից։ Բիոդիզելը կարող է օգտագործվել դիզելային մեքենաներում և գեներատորներում աշխատելու համար: Նրա ֆիզիկական հատկությունները նման են նավթային դիզելային վառելիքի հատկություններին, թեև այն ավելի մաքուր է այրվում: Բիոդիզելը նվազեցնում է չայրված ածխաջրածինների (UHC), ածխածնի երկօքսիդի (CO2), ածխածնի երկօքսիդի (CO), ծծմբի օքսիդների և մուրի մասնիկների արտանետումները – երբ համեմատվում է սովորական դիզելային վառելիքի այրման արդյունքում առաջացած արտանետումների հետ: Ազոտի օքսիդների (NOx) արտանետումները կարող են ավելի բարձր լինել կենսադիզելի համար (դիզելի համեմատ): Այնուամենայնիվ, դա կարելի է նվազեցնել՝ օպտիմալացնելով վառելիքի ներարկման ժամանակը:
Biodiesel արտադրությունը մեծապես բարելավվում է ուլտրաձայնային transesterification. Կտտացրեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային բիոդիզելի արտադրության մասին ավելին իմանալու համար:
Կարո՞ղ է էթանոլը օգտագործվել որպես վառելիք:
Այո, էթանոլ – էթիլային սպիրտ (C2H5Օհ) – կարող է օգտագործվել որպես վառելիք: Էթանոլային վառելիքը հիմնականում օգտագործվում է որպես շարժիչային վառելիք – հիմնականում որպես կենսավառելիքի հավելում բենզինում: Այսօր մեքենաները կարող են շահագործվել 100% էթանոլային վառելիքի կամ այսպես կոչված ճկուն վառելիքի օգտագործմամբ, որոնք էթանոլի և բենզինի խառնուրդ են: Այն սովորաբար արտադրվում է կենսազանգվածի խմորման գործընթացով, օրինակ. եգիպտացորեն կամ շաքարեղեգ։ Քանի որ էթանոլային վառելիքը ստացվում է վերականգնվող, կայուն կենսազանգվածից, այն հաճախ կոչվում է բիոէթանոլ: Էլեկտրական ուլտրաձայնը կարող է զգալիորեն բարելավել կենսաէթանոլի արտադրությունը: Կտտացրեք այստեղ՝ ուլտրաձայնային բիոէթանոլի արտադրության մասին ավելին իմանալու համար:
Էթանոլը E-դիզելի թթվածինն է: E-դիզելային վառելիքի հիմնական թերությունը դիզելային վառելիքի մեջ էթանոլի անխառնելիությունն է ջերմաստիճանների լայն տիրույթում: Այնուամենայնիվ, կենսադիզելը կարող է հաջողությամբ օգտագործվել որպես ամֆիֆիլ մակերեսային ակտիվ նյութ՝ էթանոլի և դիզելային վառելիքի կայունացման համար: Էթանոլ-բիոդիզել-դիզելային վառելիքը (EB-դիզել) կարող է ուլտրաձայնային եղանակով խառնվել միկրո կամ նանոէմուլսիայի մեջ, որպեսզի EB-դիզելը կայուն լինի: – նույնիսկ զրոյից ցածր ջերմաստիճանի դեպքում և վառելիքի գերազանց հատկություններ է առաջարկում սովորական դիզելային վառելիքի համեմատ:
Ինչպե՞ս է գործում ultrasonic dispersion-ը նանավառելիքի արտադրության մեջ։
Ultrasonic dispersion-ը օգտագործում է ձայնային կավիտացիա՝ վառելիքի մասնիկային համախմբվածությունը խափանելու համար։ Միկրոսկոպիկ պղպջակներ գոյանում և փլուզվում են՝ ստեղծելով տեղայնացված շեր ուժեր և հեղուկային սեղմային հոսքեր, որոնք բաժանում են կլաստերավորված մասնիկները։ Այս գործընթացը օգնում է nano-ավելացուցիչները տարածել հեղուկում և աջակցում է վերարտադրվող բանաձևի զարգացմանը։
Որտե՞ղ nanoparticles-ները կարող են տարածվել վառելիքների մեջ՝ օգտագործելով ակուստիկ ալիքներ։
Վառելիքի ձևակերպումների մեջ ուսումնասիրված նյութերը ներառում են ցերիումի օքսիդ (CeO2), ալյումինի օքսիդ (Al2O3), տիտանի երկօքսիդ (TiO2), ցինկի օքսիդ (ZnO) և ածխածնի նանոխողովակներ (CNTs): Համապատասխան հավելումը կախված է հիմնական վառելիքից և նախատեսված կատարողականի նպատակից: Յուրաքանչյուր համակցություն պահանջում է փորձարկում՝ համապատասխան կոնցենտրացիաներ, մշակման պայմաններ և կայունություն հաստատելու համար:
Ո՞րն է տարբերությունը նանովառելիքի դիսպերսիայի և վառելիքի նանոէմուլսիայի միջև:
Նանոմասնիկների դիսպերսիան պարունակում է պինդ մասնիկներ, որոնք բաշխված են հեղուկ վառելիքի ներսում: Վառելիքի նանոէմուլսիան պարունակում է մի հեղուկի շատ փոքր կաթիլներ, որոնք ցրված են մյուսում, օրինակ՝ ջրի կաթիլներ դիզելային վառելիքի մեջ: Ուլտրաձայնը կարող է աջակցել երկու գործընթացներին: Նանոմասնիկներ և ցրված հեղուկ կաթիլներ պարունակող ձևակերպումները պահանջում են ինչպես մասնիկների կայունության, այնպես էլ էմուլսիայի կայունության գնահատում:
Արդյո՞ք ուլտրաձայնային ցրումը կանխում է նանոմասնիկների նստեցումը:
Ուլտրաձայնային բուժումը կարող է նվազեցնել ագլոմերացիան և բարելավել մասնիկների նախնական բաշխումը, բայց կայուն կայունությունը նույնպես կախված է ձևակերպումից: Մասնիկների հատկությունները, հավելումների կոնցենտրացիան, վառելիքի բաղադրությունը և համատեղելի դիսպերսանտները ազդում են մասնիկների կախված մնալու վրա: Պահպանման փորձարկումները պետք է պարզեն, թե պատրաստի նանովառելիքը որքան ժամանակ է պահպանում ընդունելի բաշխումը նախատեսված պայմաններում:
Ուլտրաձայնային մշակման ո՞ր պարամետրերն են առավել կարևոր:
Հիմնական պարամետրերը ներառում են ամպլիտուդը, էներգիայի մուտքը, բուժման տեւողությունը եւ ջերմաստիճանը: Հոսքի միջոցով մշակման համար կարեւոր են նաեւ հոսքի արագությունը եւ ռեակտորի ճնշումը: Այս պարամետրերը պետք է գնահատվեն ձեւակերպման հետ միասին: Ցանկալի ցրումը առաջացնող պայմանների փաստաթղթավորումը օգնում է հաստատել կրկնվող մշակումը եւ աջակցում է հետագա մասշտաբին:
Կարո՞ղ է ուլտրաձայնային նանովառի արտադրությունը մասշտաբավորվել լաբորատորիայից մինչեւ շարունակական մշակում?
Այո: Լաբորատոր փորձարկումները կարող են հաստատել ձեւակերպման եւ մշակման պայմանները նախքան ուլտրաձայնային հոսքի բջիջում գնահատումը: Շարունակական շահագործման ժամանակ վառելիքը անցնում է վերահսկվող բուժման գոտով: Scale-up պետք է հաստատի, որ ավելի մեծ համակարգը հասնում է պահանջվող ցրման որակին եւ կայունությանը նախատեսված թողունակության դեպքում:
Ինչպե՞ս ընտրել Hielscher ուլտրաձայնային դիսպերսատոր նանովառելիքի համար?
Սկսեք հիմնական վառելիքից, նանոմասնիկների տեսակից եւ կոնցենտրացիայից, պահանջվող խմբաքանակի ծավալից կամ հոսքի արագությունից եւ թիրախային ցրման որակից: Ներառեք գործող ջերմաստիճանը եւ նախատեսված պահեստավորման ժամանակահատվածը: Այս մանրամասները օգնում են մեզ առաջարկել իդեալական sonicator, sonotrode եւ հոսքի բջիջների կոնֆիգուրացիա կիրառման փորձարկումների եւ արտադրության պլանավորման համար:
Գրականություն / Հղումներ
- 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.