ულტრაბგერითი ემულსიები წყალ-დიზელში წვისთვის

დენის გენერატორები, გემების ძრავები და რკინიგზის ძრავები, რომლებიც იკვებება დიზელით, შეიძლება უფრო ეფექტურად იმუშაონ წყლის დიზელში ემულსიების გამოყენებისას. წყლის დიზელის ემულსიური საწვავი ამცირებს საწვავის მოხმარებას, ამცირებს წვის ტემპერატურას, წვავს საწმენდს და ამცირებს ემისიებს, როგორიცაა NOx და ჭვარტლი. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია საიმედო, მარტივი და ეფექტური მეთოდია მაღალი ხარისხის წყლის დიზელში საწვავის წარმოებისთვის.

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია წყლის დიზელში

Water-in-Diesel ემულსიები (WiDE; W/D ემულსიის საწვავი) არის მოდიფიცირებული დიზელის საწვავის ალტერნატივა, რომელიც შეიცავს 15% წყალს. ასევე ცნობილია როგორც აკვა-საწვავი, წყალ-დიზელის ემულსიებში, წყლის წვეთები ულტრაბგერითი ემულსირდება უწყვეტი დიზელის ფაზაში. სითხეების ინტენსიური სონიკა წარმოქმნის აკუსტიკური კავიტაციას. კავიტაციური ათვლის ძალები არღვევს წვეთებს და წარმოქმნის წყლისა და დიზელის სხვაგვარად შეურევი ფაზების ერთგვაროვან ემულსიას.

წყალი დიზელის ემულსია

WiDE (W/D ემულსია) განისაზღვრება, როგორც წყლის წვეთების ბუნებრივად შეურევი სითხეების ნაზავი (დისპერსირებული/შიდა ფაზა) დიზელში (უწყვეტი/გარე ფაზა). ემულსიფიკატორი ემატება დაბალ კონცენტრაციებში ემულსიების სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად და შერევის ენერგიის მოთხოვნილების შესამცირებლად.

ორფაზიანი ემულსია

ორფაზიანი ემულსია აღწერს წყლის ნარევს დიზელში ნებისმიერი სურფაქტანტის გამოყენების გარეშე. ორფაზიანი WiDE-სთვის წყლისა და დიზელის კვების ნაკადები ულტრაბგერითი ემულსირდება ძრავის წინ. ულტრაბგერითი ორფაზიანი წყალი დიზელში ემულსია პირდაპირ გადადის ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედის რეაქტორიდან წვის ძრავაში. სურფაქტანტის გარეშე ემულსია მზადდება არა შესანახად, არამედ პირდაპირი წვისთვის.

წყალ-დიზელის ემულსიური საწვავის შემთხვევის შესწავლა

დაყენება

ითნინი და სხვ. (2018) შეისწავლა წყლის დიზელში ემულსიის საწვავის (WiDE) ეფექტი ერთ ცილინდრიან, პირდაპირი ინექციის დიზელის ძრავაზე. წყალი და დიზელი ინახებოდა სხვადასხვა აგრეგატში, საიდანაც რაოდენობრივად გადადიოდა შერევის სისტემაში. შერევის სისტემა შედგებოდა მაღალი ათვლის მიქსერისა და ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის კომბინაციაში. ათვლის მიქსერი უზრუნველყოფდა წყლისა და დიზელის უხეში წინასწარ შერევას, ხოლო სონიკა გამოიყენებოდა წვრილი ზომის, ერთგვაროვანი ემულსიისთვის. წყალ-დიზელის ემულსია მომზადდა 5%-იანი წყლით. ერთგვაროვანი WiDE საწვავი პირდაპირ გადადიოდა შერევის სისტემიდან ძრავში. მომზადებული WiDE საწვავი არ შეიცავდა ზედაპირულად აქტიურ ნივთიერებებს, ამიტომ მას უწოდებენ გრძელვადიანი არასტაბილური ემულსიის საწვავს (UW/D). დიზელის ძრავის ტესტირება მოხდა ოთხი განსხვავებული დატვირთვის პირობებში (1 კვტ (25%), 2 კვტ (50%), 3 კვტ (74%), 4 კვტ (100%)) და მუდმივი სიჩქარით 3000 ბრ/წთ. იმისათვის, რომ შევადაროთ ისეთი ეფექტები, როგორიცაა საწვავის ეფექტურობა და გამონაბოლქვი, იმავე ძრავზე გამოსცადეს ზედაპირულად სტაბილიზირებული ემულსიური საწვავი (სტაბილური ემულსია (SW/D)) და სუფთა დიზელის საწვავი (D2). წყლის 5% გამოიყენება როგორც არასტაბილური, ასევე სტაბილური ემულსიისთვის.

Შედეგები

ძრავის ტესტი აჩვენებს, რომ წყლის დიზელის ემულსიის საწვავი სურფაქტანტის გარეშე (UW/D) იწვევს ძრავის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებას სამუხრუჭე თერმული ეფექტურობის (BTE) 3.59%-ით და სამუხრუჭე სპეციფიური საწვავის მოხმარების (BSFC) 3.89%-ით შემცირებით. სუფთა დიზელის საწვავზე. ემულსიური საწვავი, როგორც სტაბილიზებული (SW/D) და არასტაბილური (UW/D), ზრდიდა ძრავის თერმული ეფექტურობას მიკრო აფეთქების ფენომენის გამო. მიკრო აფეთქების ფენომენი იწვევს ემულგირებული წყლის წვეთების სწრაფ აორთქლებას. ვინაიდან წყლის წუთში წვეთები გარშემორტყმულია ზეთით, ინტენსიური აორთქლების პროცესი ძალადობრივად არღვევს წვეთებს ძალიან წვრილ ნაწილაკებად, რაც ხელს უწყობს ჰაერისა და საწვავის შერევას. წვეთების დარღვევა და ჰაერთან შერევა მნიშვნელოვნად ზრდის წვის ეფექტურობას.
შედეგები აჩვენებს, რომ წყლის დიზელის ემულსიის საწვავის რეალურ დროში წარმოების და გადატანის კონცეფცია ძრავში ზედაპირულად აქტიური ნივთიერების გამოყენების გარეშე ძალიან კარგად მუშაობს. ულტრაბგერითი მომზადებული წყალ-დიზელის ნარევის დაუყოვნებელი გადატანა გამორიცხავს შენახული ემულსიის საწვავის სტაბილიზაციის პრობლემას, ისევე როგორც სურფაქტანტზე დამოკიდებულებას. არასტაბილური წყალ-დიზელის ემულსიური საწვავი (UW/D) საიმედოდ ინარჩუნებდა თავის ემულსიურ ფორმას დალექვის სტადიამდე 25 წამში მიღწევის გარეშე (იხილეთ სურათი ქვემოთ).

ულტრაბგერითი ემულსიირებული ატერ-დიზელში ემულსიის საწვავის წვეთოვანი ქცევა დროთა განმავლობაში ა) 10 წმ, ბ) 25 წმ, გ) 50 წმ და დ) 132 წმ. (გადიდება 1000×) – ითნინი და სხვ. 2018 წელი

სუფთა დიზელის საწვავთან შედარებით, წყლის დიზელში ემულსიის საწვავს აქვს მნიშვნელოვნად შემცირებული გამონაბოლქვი აზოტის ოქსიდების (NOx) და ნაწილაკების (PM) გამონაბოლქვი საშუალოდ 31.66% და 16.33% შესაბამისად.

საერთო ჯამში, ულტრაბგერითი მომზადებული ემულსიები – არასტაბილურია ან სტაბილიზირებულია ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებით – ეხმარება დიზელის საწვავის დაზოგვას და გამონაბოლქვის გამონაბოლქვის შემცირებას.
მწვანე გამონაბოლქვი და საწვავის დაზოგვა ულტრაბგერით!

პირველადი და მეორადი ატომიზაცია ემულგირებული საწვავის შესხურებულ ცეცხლში.

მესამე ფაზის ემულსია

სამფაზიანი ემულსია, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც სამფაზიანი ემულსია, შედგება წყლის, ზეთისა და ზედაპირული აქტიური ნივთიერებისგან. დიზელის ფაზაში წყლის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის დროს ემატება სურფაქტანტი. ემულგირებადი აგენტი ახანგრძლივებს ემულსიის სტაბილურობას და საშუალებას იძლევა შეინახოს წყალი დიზელის საწვავში. W/D ემულსიის სტაბილურობა დამოკიდებულია ემულგატორზე, ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრებზე და ტემპერატურაზე. სურფაქტანტისა და სონიკაციური პარამეტრების სწორი კომბინაციით, WiDE-ის მნიშვნელოვანი გრძელვადიანი სტაბილურობის მიღწევა შესაძლებელია.

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის სისტემის ინსტალაცია და რეტრო დაყენება მარტივი, უსაფრთხო და იაფია. W/D ემულსიური საწვავი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერ ჩვეულებრივ დიზელის ძრავებთან ერთად (მაგ., დენის გენერატორები, რკინიგზის ძრავები, გემის ძრავები) ცვლილებების გარეშე.

რა ხდის WiDE საწვავს უფრო ეფექტურს? – მიკრო აფეთქების ფენომენი

წყლის დიზელის ემულსიის საწვავი შედგება წყლის შეჩერებული ნაწილაკებისგან უწყვეტი დიზელის ფაზაში. წვის დროს, ემულსიის საწვავში შემავალი წყლის წვრილი წვეთები უფრო სწრაფად აღწევს ზედმეტად გაცხელებულ სტადიას, ვიდრე დიზელი და ქმნის ორთქლის გაფართოების რღვევას (სპონტანური აფეთქება) წვის დროს, რაც ქმნის ძალიან წვრილ ნაწილაკებს. წვრილი ნაწილაკების ზედაპირის გაზრდის გამო, მიმღებ ჰაერთან ერთად, ჰაერისა და საწვავის შერევა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია და ამით იზრდება წვის ეფექტურობა. (ივანოვი, ნევდოვი 1965)

მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის სისტემები

Hielscher Ultrasonics აწვდის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი პროცესორებს მაღალი ხარისხის (ნანო) ემულსიების უწყვეტი წარმოებისთვის. უმაღლესი ულტრაბგერითი შესრულება, გამძლეობა და მცირე ნაკვალევი ხდის Hielscher Ultrasonicators-ს იდეალურ შერევის სისტემას წყლის დიზელში ემულსიის საწვავისთვის. თუ გსურთ ემულსიური საწვავის წარმოება წვის ძრავში პირდაპირი ინექციისთვის ან სტაბილური ემულსიური საწვავი შესანახად და მოგვიანებით წვისთვის, Hielscher Ultrasonics-ს აქვს ყველაზე შესაფერისი კონფიგურაცია თქვენი გამოყენებისთვის. მცირე ულტრაბგერითი ემულსიური სისტემებიდან რკინიგზის ლოკომოტივებში და შიდა საზღვაო გემებში ინტეგრაციისთვის, ელექტროსადგურებისა და უზარმაზარი საზღვაო გემებისთვის წყლის საწვავის დიდი მოცულობის გამომუშავებამდე. – ჩვენი ულტრაბგერითი პროცესორების კლასტერები იძლევა ემულსიის საწვავის დამუშავებას ნებისმიერი მოცულობის.
მაღალი ულტრაბგერითი გამომუშავების, საიმედოობისა და გამძლეობის გარდა, Hielscher Ultrasonics’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორების ზუსტად კონტროლი და მონიტორინგი შესაძლებელია. ტემპერატურისა და წნევის სენსორები მონაცემებს გადასცემენ გენერატორს, სადაც პროცესის ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრი, როგორიცაა ამპლიტუდა, წმინდა და მთლიანი ენერგია, ტემპერატურა და წნევა, ჩაწერილია ჩაშენებულ SD ბარათზე. ინტელექტუალური პროგრამული კონტროლი საშუალებას გაძლევთ დაადგინოთ და დააყენოთ ზუსტი პროცესის პარამეტრები მუდმივად მაღალი ხარისხის სტანდარტიზებული ემულსიის საწვავისთვის. ჟაკეტიანი ულტრაბგერითი ნაკადის რეაქტორი შეიძლება ეფექტურად გაცივდეს და დაუშვას ემულსიის დამუშავება მითითებულ ტემპერატურაზე. ჩვენი ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა იძლევა 24/7 მუშაობის საშუალებას მძიმე მოვალეობებში და მომთხოვნ გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: