ულტრაბგერითი ემულსიები წყლის დიზელის წვისთვის

წყლის დიზელის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია

წყლის დიზელის ემულსიები (WiDE; W / D ემულსიური საწვავი) დიზელის საწვავის შეცვლილი ალტერნატივაა, რომელიც შეიცავს წყლის 15% –მდე. ასევე ცნობილია როგორც აკვა-საწვავი, წყლის დიზელის ემულსიებში, წყლის წვეთები ულტრაბგერითი ემულსირებულია უწყვეტი დიზელის ფაზაში. სითხეების ინტენსიური სონიკაცია წარმოქმნის აკუსტიკური კავიტაციას. კავიტაციულმა გამჭვირვალე ძალებმა არღვევს წვეთი და წარმოქმნიან სხვაგვარად უვარგისი წყლისა და დიზელის ფაზების ერთგვაროვან ემულსიას.

წყლის დიზელის ემულსია

WiDE (W / D ემულსია) განისაზღვრება, როგორც წყლის წვეთების ბუნებრივად დაუშვებელი სითხეების (დისპერსიული / შინაგანი ფაზა) დიზელში (უწყვეტი / გარე ეტაპი). ემულსიფიკატორის აგენტი ემატება დაბალი კონცენტრაციით, რათა გააუმჯობესოს ემულსიები სტაბილურობაში და შეამციროს შერეული ენერგიის მოთხოვნილება.

ორსაფეხურიანი ემულსია

ორფაზიანი ემულსია აღწერს დიზელში არსებული წყლის ნაზავს, ნებისმიერი სურფაქტანტის გამოყენების გარეშე. ორფაზიანი WiDE- სთვის, წყლისა და დიზელის კვების ნაკადები ძრავის ულტრაბგერითი ემულსიური გზით ხდება. ულტრაბგერითი ორფაზიანი წყლის დიზელის ემულსია გადადის უშუალოდ ულტრაბგერითი ნაკადის უჯრედის რეაქტორიდან წვის ძრავში. სურფაქტანტის გარეშე, ემულსია არ კეთდება შესანახად, არამედ პირდაპირი წვისთვის.

წყლის დიზელის ემულსიური საწვავის შემთხვევის შესწავლა

კონფიგურაცია

Ithnin et al. (2018) studied the effect of water-in-diesel emulsion fuel (WiDE) on a single cylinder, direct injection diesel engine. Water and diesel were stored in different units, from which they have been quantitatively transferred into a mixing system. The mixing system consisted in a combination of high shear mixer and ultrasonic homogenizer. The shear mixer provided a crude pre-mix of water and diesel, whilst the sonication was used for a fine-sized, uniform emulsion. The water-diesel emulsion was prepared with 5% water. The homogeneous WiDE fuel was directly transferred from the mixing system into the into the engine. The prepared WiDE fuel did not contain any surfactants, therefore being termed as a long-term unstable emulsion fuel (UW/D). The diesel engine was tested under four different load conditions (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) and with a constant speed of 3000 rpm. In order to compare the effects such as fuel performance and emissions, a surfactant-stabilized emulsion fuel (stable emulsion (SW/D)) and neat diesel fuel (D2) were also tested on the same engine. 5% of water is used for both unstable emulsion and stable emulsion.

Შედეგები

ძრავის ტესტი აჩვენებს, რომ წყლის დიზელის ემულსიური საწვავი სურფაქტანტის გარეშე (UW / D) გარეშე ძრავის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებას ახდენს სამუხრუჭე თერმული ეფექტურობის 3.59% –ით გაზრდით (BTE) და 3.89% –ით შემცირება სამუხრუჭე სპეციფიკური მოხმარებისას (BSFC) შედარებით. დიზელის საწვავის სისუფთავე. ემულსიური საწვავი, როგორც სტაბილიზირებული (SW / D), ასევე არასტაბილური (UW / D) გაზრდილი ძრავის თერმული ეფექტურობა მიკროფეთქების ფენომენის გამო. მიკრო აფეთქების ფენომენი იწვევს ემულსირებულ წყლის წვეთების სწრაფ აორთქლებას. მას შემდეგ, რაც წუთიანი წყლის წვეთები გარშემორტყმულია ზეთში, ინტენსიური აორთქლების პროცესი არღვევს წვეთებს ძალზე წვრილ ნაწილაკებად, რაც ხელს უწყობს ჰაერისა და საწვავის შერევას. წვეთის გაფუჭება და ჰაერზე შერევა მნიშვნელოვნად ზრდის წვის ეფექტურობას.
შედეგები აჩვენებს, რომ კონცენტრირება წყლის დიზელის ემულსიური საწვავის რეალურ დროში ძრავაში, surfactant გამოყენების გარეშე, კარგად მუშაობს. ულტრაბგერით მომზადებული წყლის დიზელის ნარევის დაუყოვნებლივი გადატანა აღმოფხვრის სტაბილიზაციის პრობლემას როგორც შენახული ემულსიური საწვავის, ასევე სურფაქტანტზე დამოკიდებულებაზე. არასტაბილური წყლის დიზელის ემულსიური საწვავი (UW / D) საიმედოდ ინარჩუნებს თავის ემულსიურ ფორმას 25 წმ-ის განმავლობაში დანალექის ეტაპზე მიღწევის გარეშე (იხ. სურათი ქვემოთ).

Droplet behaviour of ultrasonically emulsified ater-in-diesel emulsion fuel over time a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s and d) 132 s. (magnification 1000×) – Ithnin et al. 2018 წელი

დიზელ საწვავსთან შედარებით, წყლის დიზელის ემულსიურ საწვავს აქვს მნიშვნელოვნად შემცირებული აზოტის ოქსიდების (NOx) და ნაწილაკების (PM) გამონაბოლქვი გამონაბოლქვი გამონაბოლქვით, შესაბამისად საშუალო შემცირებით 31,66% და 16.33%.

საერთო ჯამში, ულტრაბგერითი მომზადებული ემულსიები – სუსპაქტანტის მიერ სტაბილური ან სტაბილიზირებული – დიზელის საწვავის დაზოგვაში და გამოსაბოლქვი გამონაბოლქვის შემცირებაში.
გამწვანების გამონაბოლქვი და საწვავის დაზოგვა ულტრაბგერით!

პირველადი და მეორადი ატომიზაცია ემულსირებული საწვავის სპრეის ცეცხლში.

Ternary ფაზის ემულსია

ტერნარული ფაზის ემულსია, რომელიც ასევე ცნობილია, როგორც სამფაზიანი ემულსია, შედგება წყლის, ზეთის და ზედაპირული საშუალებისგან. დიზელის ფაზაში წყლის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის დროს ემატება ზედაპირული საშუალება. ემულგატორული აგენტი ახანგრძლივებს ემულსიის სტაბილურობას და საშუალებას იძლევა შეინარჩუნოს წყლის დიზელის საწვავი. W / D ემულსიის სტაბილურობა დამოკიდებულია ემულგატორზე, ულტრაბგერითი პროცესის პარამეტრებზე და ტემპერატურაზე. სურფაქტანტისა და სონიკაციის პარამეტრების სწორი კომბინაციით, WiDE– ს მნიშვნელოვანი გრძელვადიანი სტაბილურობის მიღწევაა შესაძლებელი.

ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის სისტემის ინსტალაცია და რეტრო – იარაღი მარტივი, უსაფრთხო და იაფია. W / D ემულსიური საწვავის გამოყენება შესაძლებელია ნებისმიერი ჩვეულებრივი დიზელის ძრავასთან (მაგ., ელექტროენერგიის გენერატორების, სარკინიგზო ძრავების, გემის ძრავების) გამოყენებით, მოდიფიკაციის გარეშე.

რა გახდის WiDE საწვავს უფრო ეფექტურს? – მიკრო აფეთქების ფენომენი

წყლის დიზელის ემულსიური საწვავი შეჩერებულია წყლის ნაწილაკების უწყვეტი დიზელის ფაზაში. წვის დროს, ემულსიური საწვავის მშვენიერი წყლის წვეთები დიზელზე უფრო სწრაფად აღწევს თავის superheated ეტაპზე და წვის დროს ქმნის ორთქლის გაფართოების გაფუჭებას (სპონტანური აფეთქება), ქმნის ძალზე წვრილ ნაწილაკებს. წიაღისეული ნაწილაკების გაზრდის ზედაპირის არეალის შედეგად ჰაერის და საწვავის შერევა მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა და ამით იზრდება წვის ეფექტურობა. (ივანოვი, ნევედევი 1965)

მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ემულსიფიკაციის სისტემები

Hielscher Ultrasonics აწვდის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი პროცესორებს მაღალი ხარისხის (ნანო) ემულსიების უწყვეტი წარმოებისთვის. ულტრაბგერითი ზემოქმედების მაღალი სიმტკიცე, სიმტკიცე და მცირე კვალი ამზადებს Hielscher Ultrasonicators- ს იდეალური შერევის წყალში დიზელის ემულსიური საწვავისთვის. თუ გსურთ წარმოქმნათ ემულსიური საწვავი წვის ძრავაში ან ინერტული ემულსიური საწვავის შესანახად და მოგვიანებით წვისთვის, Hielscher Ultrasonics– ს აქვს შესაფერისი პროგრამა თქვენი განაცხადისთვის. მცირე ულტრაბგერითი ემულსიური სისტემიდან სარკინიგზო ლოკომოტივებში და შიდა საზღვაო გემებში ინტეგრაციისთვის, ელექტროსადგურებისა და უზარმაზარი საზღვაო გემებისთვის დიდი აკვა-საწვავის მოცულობის გამომუშავებამდე. – ულტრაბგერითი პროცესორების ჩვენი მტევანი საშუალებას იძლევა ნებისმიერი მოცულობის ემულსიური საწვავის დამუშავება.
ულტრაბგერითი გამომავალი პროდუქტის, საიმედოობის და გამძლეობის გარდა, Hielscher Ultrasonics’ სამრეწველო ულტრაბგერითი პროცესორების ზუსტად კონტროლირება და მონიტორინგი შესაძლებელია. ტემპერატურისა და წნევის სენსორები გადასცემენ მონაცემებს გენერატორს, სადაც ყველა მნიშვნელოვანი პარამეტრის პარამეტრია, როგორიცაა ამპლიტუდა, წმინდა და მთლიანი ენერგია, ტემპერატურა და წნევა ჩაწერილია ჩამონტაჟებულ SD ბარათზე. ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფის კონტროლი საშუალებას იძლევა შექმნას და დაადგინოთ პროცესის ზუსტი პარამეტრი მუდმივად მაღალი ხარისხის სტანდარტიზებული ემულსიური საწვავისთვის. ჟაკეტიანი ულტრაბგერითი ნაკადის რეაქტორი შეიძლება ეფექტურად გაგრილდეს და საშუალებას მისცემს ემულსიის დამუშავებას მითითებულ ტემპერატურაზე. ჩვენი ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაცია განხორციელდეს მძიმე მოვალეობის შესრულებისას და მოთხოვნადი გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს: