უმაღლესი ნანო-საწვავი ულტრაბგერითი დისპერსიით
ნანოსაწვავის განვითარება იწყება ეფექტური დისპერსიით. დიზელზე, ბიოდიზელზე ან შერეულ საწვავზე დამატებულ ნანონაწილაკებს შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ წვაზე, მაგრამ მათი მოქმედება დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად კარგად არის ისინი განაწილებული სითხეში. აგლომერაცია და დალექვა ართულებს დანამატის თანმიმდევრული კონცენტრაციის შენარჩუნებას და რეპროდუცირებადი შედეგების მიღებას. ულტრაბგერითი დისპერსია ამ გამოწვევას წყვეტს ნაწილაკების გროვების დაშლით და ნანო-დანამატების განაწილებით მთელ საწვავზე.
ნანო-საწვავი
ნანოსაწვავი შედგება ძირითადი საწვავის (მაგ. დიზელი, ბიოდიზელი, საწვავის ნარევები) და ნანონაწილაკების ნარევი. ეს ნანონაწილაკები მოქმედებს როგორც ჰიბრიდული ნანოკატალიზატორები, რომლებიც გვთავაზობენ დიდი რეაქტიული ზედაპირის ფართობს. ნანო-დანამატის ულტრაბგერითი დისპერსიის შედეგად მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს საწვავის მუშაობას, როგორიცაა აალების შეფერხება, ხანგრძლივად ცეცხლგამძლეობა და აგლომერატის აალება, ასევე ემისიების მნიშვნელოვან შემცირებას.
ნანო ზომის საწვავის ნაწილაკების ნაზავია Excel სუფთა თხევადი საწვავის მიმართ საწვავის მუშაობის უფრო მაღალი ენერგიის სიმკვრივით, უფრო სწრაფი და ადვილი აალება, გაძლიერებული კატალიზური ეფექტი, შემცირებული ემისია, უფრო სწრაფი აორთქლება და წვის სიჩქარე და გაუმჯობესებული წვის ეფექტურობა.
გამოიყენეთ सोनიკაცია კილომეტრული ნაწილაკების საწვავში განაწილებისთვის!
დაგვიკავშირდით ჩვენი გუნდისთვის, რომ დაათვალიეროთ ულტრაბგერითი განაწილება თქვენი საწვავისა და ნანონაწილაკების კომბინაციისთვის.
7 კვტ ულტრაბგერითი ნაკადის სისტემა
ნანოძრავები: ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი განაწილება საწვავში
ნანონაწილაკების საწვავის ტანკში ჩასაბარებლად, ნაწილაკები უნდა განაწილდეს სათანადოდ. ულტრაბგერითი განაწილება ეხმარება ნანონაწილაკების, როგორიც არის ცერიუმის ოქსიდი, ალუმინის ოქსიდი და ნახშირბადის ნანომილისების, დანერგვას დიზელში, ბიოსაწვავში და საწვავის მტრევებში.
აკუსტიკური კავიტაციის საშუალებით – მიკროსკოპული ბუშტების წარმოქმნა და კოლაფსი – სონიკა წარმოქმნის ინტენსიურ ადგილობრივ ათვლის ძალებს, რომლებიც არღვევენ ნაწილაკების აგლომერატებს და ანაწილებენ დანამატებს სითხეში. ეს ავლენს უფრო მეტ ნაწილაკებს ზედაპირს მიმდებარე საწვავზე, რაც ხელს უწყობს კატალიზურ და წვასთან დაკავშირებული სარგებლის შეფასებას.
ულტრაბგერითი აწვდის თავის დისპერსიულ მოქმედებას პირდაპირ სითხეში საღარავი მძივების დამატების გარეშე, რაც გამორიცხავს დაფქვის მედიის გამოყოფის აუცილებლობას. Hielscher sonicators მხარს უჭერენ როგორც სურათების მომზადებას, ასევე უწყვეტ შიდა დამუშავებას, რაც ტექნიკას სასარგებლოს ხდის ლაბორატორიული კვლევიდან სამრეწველო წარმოებამდე.
ქვემოთ მოყვანილი სია გაძლევთ მიმოხილვას საწვავში დისპერსიული უკვე გამოცდილი ნანო მასალების შესახებ:
- CNT-ები – ნახშირბადის ნანომილები
- აღ – ვერცხლი
- ალ – ალუმინის
- ალ2ო3 – ალუმინის ოქსიდი
- AlCuOx – ალუმინის სპილენძის ოქსიდები
- ბ – ბორის
- დაახ – კალციუმი
- CaCO3 – კალციუმის კარბონატი
- ფე – რკინის
- კუ – სპილენძი
- CuO – სპილენძის ოქსიდი
- ცე – ცერიუმი
- CEO2 – ცერიუმის ოქსიდი
- (CEO2)·(ZrO2) – ცერიუმის ცირკონიუმის ოქსიდი
- CO – კობალტი
- მგ – მაგნიუმი
- მნ – მანგანუმი
- TiO2 – ტიტანის დიოქსიდი
- ZnO – თუთიის ოქსიდი
ნანო მასშტაბის, ულტრაბგერითი მონო-დისპერსირებული ცერიუმის ოქსიდი გთავაზობთ მაღალ კატალიზურ აქტივობას მისი მაღალი ზედაპირის მოცულობასთან თანაფარდობის გამო, რაც იწვევს საწვავის ეფექტურობის გაუმჯობესებას და ემისიების შემცირებას.
Aqua-Fuels: ნანო ზომის ემულსია-საწვავი Sonication-ით
აკვა-საწვავი არის წყლის საწვავში ემულსიები, რომლებშიც წყლის წვრილი წვეთები ნაწილდება საწვავის უწყვეტ ფაზაში, როგორიცაა დიზელი. Hielscher sonicators წარმოქმნიან ინტენსიურ აკუსტიკური კავიტაციას, რომელიც არღვევს უფრო დიდ წვეთებს პატარაებად, რაც საშუალებას აძლევს ემულსიების განვითარებას ნანომასშტაბიანი წვეთებით შესაფერისი ფორმულირებისა და დამუშავების პირობებში. რეგულირებადი ულტრაბგერითი ამპლიტუდა, კონტროლირებადი ენერგიის შეყვანა და ტემპერატურის მართვა ხელს უწყობს წვეთების ზომისა და რეპროდუცირების ოპტიმიზაციას, ხოლო თავსებადი ემულგატორები მხარს უჭერენ სტაბილურობას შენახვისა და დამუშავების დროს.
დააწკაპუნეთ აქ, რომ გაიგოთ მეტი ულტრაბგერითი მომზადებული აკვა-საწვავის შესახებ!
საწვავის ულტრაბგერითი შერწყმა
ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის ტექნოლოგია გამოიყენება სტაბილური ეთანოლი-დეკანში, ეთანოლ-დიზელში ან დიზელ-ბიოდიზელი-ეთანოლი/ბიოეთანოლი ნარევების წარმოებისთვის. ასეთი ნარევები არის იდეალური საბაზო საწვავი, რომელიც შეიძლება გაუმჯობესდეს მეორე ეტაპზე ნანონაწილაკების საწვავში დაშლით.
ემულსიის საწვავის ულტრაბგერითი წარმოება
სამრეწველო სონიკატორები ნანო-საწვავის დაშლისა და ემულსიფიკაციისთვის
Hielscher sonicators აერთიანებს ნანონაწილაკების ეფექტურ დეაგლომერაციას და პროცესის ზუსტ კონტროლს ნანოსაწვავის განვითარებისა და წარმოებისთვის. ინტენსიური ულტრაბგერითი კავიტაცია ხელს უწყობს ნაწილაკების გროვების დაშლას და დანამატების განაწილებას, როგორიცაა ლითონის ოქსიდები და ნახშირბადის ნანომილები დიზელზე, ბიოდიზელზე და შერეულ საწვავზე. რეგულირებადი ამპლიტუდა და ენერგიის შეყვანისა და ტემპერატურის მონიტორინგი ხელს უწყობს რეპროდუცირებადი დამუშავებას და ფორმულირების ოპტიმიზაციას. ლაბორატორიული ინსტრუმენტებითა და სამრეწველო სისტემებით, რომლებიც კონფიგურირებულია სერიული ან უწყვეტი ნაკადის მუშაობისთვის, Hielscher უზრუნველყოფს პრაქტიკულ გზას საწყისი გამოცდებიდან უფრო მაღალი წარმოების მოცულობამდე. პროცესის მონაცემთა ავტომატური ჩაწერა ციფრულ სამრეწველო მოდელებზე ეხმარება გუნდებს წარმატებული პირობების დოკუმენტირებაში და გამტარუნარიანობის ზრდის თანმიმდევრული დამუშავების შენარჩუნებაში.
მასშტაბირება და საიმედო წარმოება
მას შემდეგ, რაც ფორმულირება დააკმაყოფილებს თავის ხარისხობრივ მიზნებს, ნაკადის გაჟონვა უზრუნველყოფს მარშრუტს წარმოების უფრო მაღალი მოცულობებისკენ. საწვავი გადის ულტრაბგერითი დამუშავების ზონაში კონტროლირებად ოპერაციულ პირობებში, ერთი უღელტეხილის ან რეცირკულაციის დამუშავებით შერჩეული საჭირო შედეგის მიხედვით. აღჭურვილობის შერჩევისთვის მიუთითეთ საბაზისო საწვავი, დანამატის ტიპი და კონცენტრაცია, სამიზნე დისპერსიის ხარისხი, საჭირო გამტარუნარიანობა და სამუშაო ტემპერატურა. ეს დეტალები საშუალებას აძლევს Hielscher-ს, რეკომენდაცია გაუწიოს პროცესორის, sonotrode და ნაკადის უჯრედების კონფიგურაციას პროცესის საცდელებისა და შემდგომი მასშტაბის გაზრდისთვის.
Hielscher გვთავაზობს ხარჯთეფექტურ, ძალიან მდგრად ულტრაბგერით პროცესორებს მცირე კვალით ინსტალაციისთვის მცენარეებში შეზღუდული სივრცისა და მომთხოვნი გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული Sonicator |
|---|---|---|
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000hdT |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000hdT |
მრავალფაზიანი კავიტატორი – პატრულადი უჯრის ჩანართი უმაღლესი ნანო-ემულსბისთვის
ხშირად დასმული კითხვები ულტრაბგერითი ნანო საწვავის წარმოების შესახებ
რა არის ნანო-საწვავი
ნანო-საწვავი ეხება საწვავის და ნანონაწილაკების ნარევს. ნანო-ენერგეტიკული ნაწილაკების საწვავში დისპერსიით, საწვავის ფიზიკურ-ქიმიური თვისებები იცვლება მათი ფუნქციურობით, დისპერსიული სტრუქტურით და სითბოს გადაცემის, სითხის ნაკადის და ნაწილაკების ურთიერთქმედების რთული ურთიერთქმედებით. ჰეტეროგენული შემადგენლობის გამო, ნანოსაწვავის მახასიათებლები განისაზღვრება საბაზისო საწვავის ტიპით, აგრეთვე ნანონაწილაკების შემადგენლობით, ზომით, ფორმის, კონცენტრაციით და ფიზიკური და ქიმიური თვისებებით. ნანოსაწვავის მახასიათებლები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ძირითადი საწვავის მახასიათებლებისგან.
როგორ გამოიყენება დიზელი როგორც საწვავი?
დიზელი არის თხევადი საწვავი, რომელიც იწვება დიზელის ძრავებში. დიზელის ძრავებში საწვავი აალდება ყოველგვარი ნაპერწკლის გარეშე, ოღონდ შემავალი ჰაერის ნარევის შეკუმშვით და შემდეგ დიზელის საწვავის ინექციით.
ჩვეულებრივი დიზელის საწვავი არის ნავთობის საწვავის სპეციფიკური ფრაქციული დისტილატი. უფრო ფართო გაგებით, ტერმინი დიზელი ასევე ეხება საწვავს, რომელიც არ არის მიღებული ნავთობისგან, მაგ. BTL, GTL და CTL, არის ე.წ. სინთეზური დიზელის საწვავი, რომელიც შეიძლება მიღებულ იქნას ნებისმიერი ნახშირბადოვანი მასალისგან (მაგ. ბიომასა, ბიოგაზი, ბუნებრივი აირი, ქვანახშირი და ა.შ.). ნედლეულის სინთეზურ გაზად გაზიფიკაციის შემდეგ, რასაც მოჰყვება გაწმენდა, იგი გარდაიქმნება ფიშერ-ტროპშის რეაქციის საშუალებით სინთეზურ დიზელში. ულტრა დაბალი გოგირდის დიზელი (ULSD) არის დიზელის საწვავის სტანდარტი, რომელიც შეიცავს გოგირდის მნიშვნელოვნად დაბალ შემცველობას.
რა არის ბიოდიზელი?
ბიოდიზელი არის განახლებადი საწვავი, რომელიც იწარმოება მცენარეული ზეთებისგან, ცხოველური ცხიმებისგან ან რეციკლირებული ცხიმებისგან. ბიოდიზელი შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიზელის მანქანებში და გენერატორებში. მისი ფიზიკური თვისებები მსგავსია ნავთობის დიზელის, თუმცა უფრო სუფთად წვავს. ბიოდიზელი ამცირებს დაუწვარი ნახშირწყალბადების (UHC), ნახშირორჟანგის (CO2), ნახშირბადის მონოქსიდის (CO), გოგირდის ოქსიდების და ჭვარტლის ნაწილაკების ემისიებს. – ჩვეულებრივი დიზელის წვის შედეგად წარმოქმნილ ემისიებთან შედარებით. აზოტის ოქსიდების (NOx) ემისია შეიძლება იყოს უფრო მაღალი ბიოდიზელისთვის (დიზელთან შედარებით). თუმცა, ეს შეიძლება შემცირდეს საწვავის ინექციის დროის ოპტიმიზაციის გზით.
ბიოდიზელის წარმოება მნიშვნელოვნად უმჯობესდება ულტრასონიკის ტრანსესტერიფიკაციის მეშვეობით. დააწკაპუნეთ აქ, რომ გაიგოთ მეტი ულტრასონიკურად ბიოდიზელის წარმოებაზე!
შესაძლებელია თუ არა ეთანოლის გამოყენება საწვავად?
კი, ეთანოლი – ეთილის ალკოჰოლი (C₂H5OH) – შევიძლია გამოვიყენოთ საწვავად. ეტანოლით საწვავები ძირითადად გამოიყენება როგორც ძრავის საწვავები – მთავრობილად როგორც ბიოსაწვავის დანამატ ნავთობში. დღეს ავტომობილები შეიძლება იმუშაონ 100% ეთანოლით ან გამოიყენონ sogenannten ფლექს-საწვავები, რომელიც ეთანოლისა და ნავთობის ნარევია. მას ხშირად აწარმოებენ ბიომასის ფერმენტაციის პროცესით, მაგალითად, სიმინდი ან შაქრის ბატკანი. რადგან ეთანოლი საწვავი გამომდინარეობს განახლებადი, მდგრადი ბიომასიდან, მას ხშირად უწოდებენ ბიოეთანოლს. ულტრასონური ტალღები მნიშვნელოვნად შეიძლება გაუმჯობესოს ბიოეთანოლის წარმოება. დააწკაპუნეთ აქ, რომ გაიგოთ მეტი ულტრასონიკურად ბიოეთანოლის დამზადებაზე!
ეთანოლი არის ჟანგბადი E-დიზელში. E-დიზელის მთავარი ნაკლი არის დიზელში ეთანოლის შეუთავსებლობა ტემპერატურის ფართო დიაპაზონში. თუმცა, ბიოდიზელი შეიძლება წარმატებით იქნას გამოყენებული როგორც ამფიფილური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერება ეთანოლისა და დიზელის სტაბილიზაციისთვის. ეთანოლ-ბიოდიზელი-დიზელის (EB-დიზელის) საწვავი შეიძლება შერეული იყოს ულტრაბგერითი მიკრო ან ნანო-ემულსიაში ისე, რომ EB-დიზელი იყოს სტაბილური. – თუნდაც ნულამდე ტემპერატურაზე და სთავაზობს საწვავის მაღალ თვისებებს ჩვეულებრივ დიზელის საწვავთან შედარებით.
როგორ მუშაობს ულტრაბგერითი დისპერსია ნანოზმავლის წარმოებაში?
ულტრაბგერითი დისპერსია იყენებს აკუსტიკურ კავალაციას, რათა დაშალოს ნაწილაკების ჯგუფები საწვავში. ფორმირდება და იშლება მიკროსკოპული ბუშტუკები, რომლებიც ქმნიან ადგილობრივ სრიალის ძალებსა და სითხის ნაკადებს, რომლებიც აცალკევებენ შეკრულ ნაწილაკებს. ეს პროცესი ეხმარება ნანომომატების სითხეში თანაბრად გავრცელებას და ხელს უწყობს გამეორებადი ფორმულაციების შემუშავებას.
რომელი ნანოჩასტიკები შეიძლება დაიშალოს საწვავში ულტრაბგერით?
საწვავის ფორმულირებებში გამოკვლეული მასალები მოიცავს ცერიუმის ოქსიდს (CeO2), ალუმინის ოქსიდს (Al2O3), ტიტანის დიოქსიდს (TiO2), თუთიის ოქსიდს (ZnO) და ნახშირბადის ნანომილებს (CNTs). შესაბამისი დანამატი დამოკიდებულია საბაზისო საწვავზე და სავარაუდო შესრულების მიზანზე. თითოეული კომბინაცია მოითხოვს ტესტირებას შესაბამისი კონცენტრაციების, დამუშავების პირობებისა და სტაბილურობის დასადგენად.
რა განსხვავებაა ნანოსაწვავის დისპერსიასა და საწვავის ნანოემულსიას შორის?
ნანონაწილაკების დისპერსია შეიცავს მყარ ნაწილაკებს, რომლებიც ნაწილდება თხევად საწვავში. საწვავის ნანოემულსია შეიცავს ერთი სითხის ძალიან მცირე წვეთებს მეორეში გაფანტული, როგორიცაა წყლის წვეთები დიზელში. ულტრაბგერას შეუძლია ორივე პროცესის მხარდაჭერა. ნანონაწილაკებისა და დისპერსიული სითხის წვეთების შემცველი ფორმულირებები მოითხოვს როგორც ნაწილაკების სტაბილურობის, ასევე ემულსიის სტაბილურობის შეფასებას.
ხელს უშლის თუ არა ულტრაბგერითი დისპერსია ნანონაწილაკების დალექვას?
ალტრაფსულური სითბური გამუშვების გამოყენება შეუძლია აგლომერაციის შემცირებისა და ნაწილაკების საწყისი განაწილების გაუმჯობესებისთვის, მაგრამ ხანგრძლივი სტაბილურობაც დამოკიდებულია ფორმულაზე. ნაწილაკების თვისებები, დამატებითი ნივთიერებების კონცენტრაცია, საწვავის შემადგენლობა და თავსებადი დაყოფისთვის დამხმარე ნივთიერებები გავლენას ახდენენ იმაზე, დარჩებიან თუ არა ნაწილაკები მჭიდროდ გაწონასწორებულ მდგომარეობაში. შენახვის ტესტებმა უნდა დაადგინონ რამდენ ხანს ინარჩუნებს დასრულებული ნანოსაწვავი მისგან მიღებულ პირობებში მისაღებ განაწილებას.
რომელი ალტრაფსულური დამუშავების პარამეტრებია ყველაზე მნიშვნელოვანი?
ძირითადი პარამეტრები მოიცავს ამპლიტუდას, ენერგიის შეყვანას, მკურნალობის ხანგრძლივობას და ტემპერატურას. ნაკადის დამუშავებისთვის ასევე მნიშვნელოვანია ნაკადის სიჩქარე და რეაქტორის წნევა. ეს პარამეტრები უნდა შეფასდეს ფორმულირებასთან ერთად. პირობების დოკუმენტირება, რომლებიც წარმოქმნიან სასურველ დისპერსიას, ხელს უწყობს განმეორებადი დამუშავების დამყარებას და ხელს უწყობს შემდგომ მასშტაბებს.
შეიძლება თუ არა ულტრაბგერითი ნანოსაწვავის წარმოების მასშტაბირება ლაბორატორიიდან უწყვეტ დამუშავებამდე?
დიახ. ლაბორატორიულ კვლევებს შეუძლიათ დაადგინონ ფორმულირებისა და დამუშავების პირობები ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედში შეფასებამდე. უწყვეტი მუშაობის დროს საწვავი გადის კონტროლირებად დამუშავების ზონაში. მასშტაბირებამ უნდა დაადასტუროს, რომ უფრო დიდი სისტემა აღწევს დისპერსიის საჭირო ხარისხს და სტაბილურობას დანიშნულ გამტარუნარიანობაზე.
როგორ ავირჩიო Hielscher ულტრაბგერითი დისპერსატორი ნანოსაწვავისთვის?
დაიწყეთ საბაზისო საწვავით, ნანონაწილაკების ტიპით და კონცენტრაციით, საჭირო სერიული მოცულობით ან ნაკადის სიჩქარით და სამიზნე დისპერსიის ხარისხით. ჩართეთ სამუშაო ტემპერატურა და განკუთვნილი შენახვის პერიოდი. ეს დეტალები გვეხმარება გირჩიოთ იდეალური სონიკატორი, სონოტროდი და ნაკადის უჯრედის კონფიგურაცია განაცხადის ცდებისა და წარმოების დაგეგმვისთვის.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- 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.