Hielscher ultraskaņas tehnoloģija

Ultraskaņas emulsijas ūdens-dīzeļdegvielas sadedzināšanai

Elektroenerģijas ģeneratori, kuģu dzinēji un dzelzceļa motori, kas tiek darbināmi ar dīzeļdegvielu, var darboties efektīvāk, ja izmanto ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas. Ūdens-Dīzelis emulsijas degvielas samazināt degvielas patēriņu, samazināt degšanas temperatūru, sadedzināt tīrāku un samazināt emisijas, piemēram, NOx un sodrēju. Ultraskaņas emulgācija ir uzticama, vienkārša un efektīva metode, lai ražotu augstas kvalitātes ūdens-dīzeļdegvielu.

Ūdens-dīzeļdzinēja ultraskaņas Emulgācija

Ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas (platas; W/D Emulsijas degviela) ir pārveidota dīzeļdegviela alternatīva, kas satur līdz pat 15% no ūdens. Pazīstams arī kā Aqua-Fuel, ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas, ūdens pilieni ir ultrasoniski emulģēti nepārtrauktā dīzeļmotora fāzē. Intensīva šķidrumu ultraskaņas apstrāde rada akustisku kavitāciju. Cavitational bīdes spēki traucē pilienu un ražot homogēnu emulsiju citādi nesaveicams ūdens un dīzeļdegvielas fāzēm.

Ūdens-in-Dīzelis emulsija

WiDE (W/D emulsija) ir definēta kā maisījums no dabiski nesamaisīties šķidrumu ūdens pilienu (izkliedētā/iekšējā fāze) ar dīzeļdegvielu (nepārtraukta/ārējā fāze). Ir pievienota emulgēšanas viela zemā koncentrācijā, lai uzlabotu emulsiju stabilitāti un samazinātu sajaukšanas enerģijas prasību.

Divu fāzu emulsija

Divfāzu emulsija apraksta ūdens maisījumu dīzeļdegvielā, neizmantojot nevienu virsmaktīvo vielu. Divu posmu platumā ūdens un dīzeļdegvielas padeves plūsmas ir ultrasoniski emulģētas tieši dzinēja sākumā. Ultraskaņas divfāzu ūdens-dīzeļdegvielas emulsija iet tieši no ultraskaņas plūsmas šūnu reaktora iekšdedzes dzinējā. Bez virsmaktīvās vielas emulsija netiek veikta uzglabāšanai, bet tiešai sadedzināšanai.

Gadījuma izpēte ūdens-dīzeļdegvielas Emulsijas degviela

Iestatīšanas

Ithnin et al. (2018) pētīja ietekmi ūdens-dīzeļdegvielas Emulsijas degviela (WiDE) uz viena cilindra, tiešās iesmidzināšanas dīzeļdzinēju. Ūdens un dīzeļdegviela tika uzglabāti dažādās vienībās, no kurām tie ir kvantitatīvi pārnesti sajaukšanas sistēmā. Sajaukšanas sistēma sastāvēja no augstas bīdes maisītāja un ultraskaņas homogenizatora kombinācijas. Bīdes maisītājs nodrošināja neapstrādātu ūdens un dīzeļdegvielas iepriekš sajaukumu, kamēr ultraskaņas apstrāde tika izmantota smalka izmēra, vienmērīgas emulsijas gadījumā. Ūdens-dīzeļdegvielas emulsija tika sagatavota ar 5% ūdens. Homogēna plašā degviela tika tieši pārnests no sajaukšanas sistēmas uz dzinēju. Sagatavotā plašā degviela nesatur virsmaktīvās vielas, tāpēc to dēvē par ilglaicīgu nestabilu emulsijas degvielu (UW/D). Dīzeļmotors tika pārbaudīts četros dažādos slodzes apstākļos (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) un ar konstantu ātrumu 3000 apgr./min. Lai salīdzinātu tādas sekas kā degvielas patēriņa rādītāji un emisijas, tajā pašā motorā testēts arī virsmaktīvās vielas stabilizētais emulsijas kurināmais (stabila emulsija (SW/D)) un kārtīga dīzeļdegviela (D2). 5% ūdens tiek izmantots gan nestabilām emulsijai, gan stabilai emulsijai.

Rezultātus

Motora pārbaude rāda, ka ūdens-dīzeļdegvielas Emulsijas degviela bez virsmaktīvās vielas (UW/D) ievērojami uzlabo motoru ar 3,59% bremzēšanas siltuma efektivitātes pieaugumu (BTE) un par 3,89% samazināt bremžu specifisko degvielas patēriņu (BSFC), salīdzinot ar kārtīgu dīzeļdegvielu. Emulsijas degviela, gan stabilizēta (SW/D), gan nestabilizēta (UW/D), palielināja motora termisko efektivitāti mikrosprādziena fenomena dēļ. Mikrosprādziena fenomens izraisa emulģētu ūdens pilienu strauju iztvaikošanu. Tā kā minūtes ūdens pilieni ir apkārt eļļai, intensīvs iztvaikošanas process graujas pilienus spēcīgi vērā ļoti smalkas daļiņas, kas veicina sajaukšanu gaisu un degvielu. Nomestuve traucējumi un sajaukšana ar gaisu ievērojami palielina degšanas efektivitāti.
Rezultāti rāda, ka ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas degvielas ražošanas un nodošanas koncepcija reālajā laikā ekspluatācijā, neizmantojot virsmaktīvās vielas, darbojas ļoti labi. Ultrasoniski sagatavotā ūdens-dīzeļdegvielas maisījuma tūlītēja pārsūtīšana novērš stabilizācijas problēmu uzglabāto emulsijas degvielu, kā arī atkarību no virsmaktīvās vielas. Nestabila ūdens-dīzeļdegvielas Emulsijas degviela (UW/D) uzticami saglabāja savu emulsijas formu, nesasniedzot sedimentācijas posmu 25sec (skatīt attēlu zemāk).

Ultraskaņas emulgācija ir uzticama metode, lai ražotu emulgatoru bez ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas degvielām.

Ultrasoniski emulģētu ater-in-dīzeļdegvielas emulsijas degvielas pilienu uzvedība laika gaitā a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s un d) 132 s. (palielinājums 1000 ×) – Ithnin et al. 2018

Salīdzinot ar kārtīgu dīzeļdegvielu, ūdens-dīzeļdegvielas Emulsijas degviela ir ievērojami samazināta slāpekļa oksīdu (NOx) un daļiņu (PM) izplūdes emisija ar vidējo samazinājumu attiecīgi par 31,66% un 16,33%.

Kopumā ultrasoniski sagatavotas emulsijas – virsmaktīvā viela var būt nereaģētspējīga vai stabilizēta – palīdz taupīt dīzeļdegvielu un samazināt izplūdes gāzu emisiju.
Zaļāka izplūdes gāzu emisija un degvielas ietaupījums ar Ultrasoniku!

Ultrasoniski emulģētas Nano izmēra ūdens-degvielas emulsijas. (Noklikšķiniet, lai palielinātu!)

Primārā un sekundārā atomizācija emulģētas degvielas izsmidzinātā liesmā.

Ultraskaņas emulgatori 3x UIP1000hdT ūdens-dīzeļdegvielas emulsijām

3x UIP1000hdT ultraskaņas emulsijas sistēma ūdens-dīzeļdegvielas emulsijām

Informācijas pieprasījums




Ņemiet vērā, ka mūsu Privātuma politika.


Ultraskaņas ūdens-dīzeļdegviela
par

  • dzelzceļa lokomotīves
  • jūras kuģiem
  • stacionārie elektrības ģeneratori

Trīskāršās fāzes emulsija

Trīskāršās fāzes emulsija, kas pazīstama arī kā trīsfāzu emulsija, sastāv no ūdens, eļļas un virsmaktīvās vielas. Ūdens ultraskaņas emulgācijas laikā dīzeļdegvielas fāzē pievieno virsmaktīvo vielu. Emulsificēšanas aģents paildzinātu emulsijas stabilitāti un ļauj uzglabāt ūdens dīzeļdegvielu. W/D emulsijas stabilitāte ir atkarīga no emulģatora, ultraskaņas procesa parametriem un temperatūras. Ar pareizo virsmaktīvo un ultraskaņas parametru kombināciju var panākt ievērojamu ilgtermiņa stabilitāti plašā mērogā.

Ultraskaņas emulgācijas sistēmas uzstādīšana un modernizēšana ir vienkārša, droša un lēta. W/D emulsijas degvielu var izmantot kopā ar jebkuru parasto dīzeļmotoru (piemēram, elektroenerģijas ģeneratori, dzelzceļa dzinēji, kuģu dzinēji) bez pārveidošanas.

Ultraskaņas dīzeļdegvielas emulsijas degvielas priekšrocības

  • smalka izmēra emulsija
  • mainīgs ūdens saturs
  • ar vai bez virsmaktīvās vielas
  • īss apstrādes laiks
  • viegli uzstādīt
  • droši darboties
  • zems investīciju līmenis, ātra RoI
  • zemas uzturēšanas
  • viegli modernizēšanas
  • nekādas izmaiņas dzinēja

Kas padara plašu degvielu efektīvāku? – Mikro sprādziena fenomens

Ūdens-in-dīzeļdegvielas emulsijas degvielu veido suspendētās ūdens daļiņas nepārtrauktā dīzeļdegvielas fāzē. Kad sadedzināti, smalka izmēra ūdens pilienu emulsijas degvielas sasniegt savu pārkarsēto posmā ātrāk nekā dīzeļdegvielu un izveidot tvaika izplešanās break-up (spontāni eksplozijas) laikā sadedzināšanas, radot ļoti smalkas daļiņas. Sakarā ar pieaugošo virsmas laukumu minūšu daļiņu apvienojumā ar ieplūdes gaisu, gaisa un degvielas sajaukšana ir ievērojami uzlabojusies, un tādējādi palielina degšanas efektivitāti. (Ivanov, Nevedov 1965)

Augstas veiktspējas ultraskaņas Emulgācijas sistēmas

Hielscher Ultrasonics piegādā augstas veiktspējas ultraskaņas procesorus nepārtrauktai augstas kvalitātes (Nano-) emulsiju ražošanai. Izcila ultraskaņas veiktspēja, izturība un neliels nospiedums padara Hielscher Ultrasonicators ideālu sajaukšanas sistēmu ūdens-dīzeļdegvielas emulsijas degvielu. Laika jūs vēlaties ražot emulsijas degvielu tiešai injicēšanai iekšdedzes dzinēju vai stabilu emulsijas degvielu uzglabāšanai un vēlākai sadedzināšanai, Hielscher Ultrasonics ir vispiemērotākais iestatījums jūsu pieteikumam. No mazākām ultraskaņas emulsijas sistēmām, lai integrētu dzelzceļa lokomotīves un iekšzemes jūras kuģus līdz lielu ūdens degvielas daudzumu ģenerēšanas spēkstacijām un milzīgiem jūras kuģiem – mūsu ultraskaņas procesoru kopas ļauj jebkura tilpuma emulsijas degvielas apstrādei.
Bez augstas ultraskaņas izvadi, uzticamību un robustumu, Hielscher Ultrasonics’ rūpnieciskos ultraskaņas procesorus var precīzi kontrolēt un uzraudzīt. Temperatūras un spiediena devēji pārraida datus ģeneratoram, kur visi svarīgākie procesa parametri, piemēram, amplitūda, neto un kopējā enerģija, temperatūra un spiediens, tiek ierakstīti uz iebūvētas SD kartes. Inteliģentā programmatūras vadība ļauj izveidot un iestatīt precīzus procesa parametrus standartizētam emulsijas kurināmajam ar nepārtraukti augstu kvalitāti. Ultraskaņas plūsmas reaktoru apvalkā var efektīvi dzesēt un ļaut emulsiju apstrādāt noteiktā temperatūrā. Mūsu ultraskaņas iekārtu izturība ļauj 24/7 darbību pie lielas noslodzes un sarežģītos apstākļos.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu:

Plūsmas ātrums Ieteicamie ierīces
0.5 līdz 4L/min UP200Ht, UP400St
no 1 līdz 8L/min UIP2000hdT
2 līdz 20L/min UIP4000hdT
30 līdz 300L/min UIP16000
lielāks klasteris UIP16000

Sazinies ar mums! / Uzdot mums!

Lūgt vairāk informācijas

Lūdzu, izmantojiet zemāk esošo formu, lai pieprasītu papildu informāciju par ultraskaņas procesoriem, ūdens degvielas emulgāciju un cenām. Mēs labprāt apspriedīsim jūsu procesu ar jums un piedāvāsim jums ultraskaņas sistēmu, kas atbilst jūsu emulsijas prasībām!









Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.


Hielscher Ultrasonics ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus dispersijai, emulgācijai un šūnu ekstrakcijai.

Augstas jaudas ultraskaņas homogenizatori no Laboratorija lai Pilots un rūpnieciska mēroga.

Literatūra / Literatūras saraksts



Fakti ir vērts zināt

Akvakultūras/ūdens-dīzeļdegviela

Emulsija ir šķidra sistēma, kas sastāv no diviem vai vairākiem nesašķīdīgiem šķidrumiem, ja viens vai vairāki posmi (izkliedētā fāze) ir smalki izkliedēti otrā (nepārtrauktā fāze). Par ūdens – dīzeļdegvielas emulsijas, ūdens ir izkliedēts kā smalkas pilienu nepārtrauktā dīzeļdegviela degvielas fāzē. Šāda veida emulsija ir pazīstama kā "ūdens degviela" emulsija vai kā aquafuel.