Emulsii cu ultrasunete pentru arderea apei în motorină

Generatoarele de energie electrică, motoarele de navă și motoarele feroviare, care sunt alimentate cu motorină, pot fi rulate mai eficient atunci când se utilizează emulsii cu apă în motorină. Combustibilii de emulsie apă-motorină reduc consumul de combustibil, reduc temperatura de ardere, ard mai curat și reduc emisiile, ar fi NOx și funcel. Emulsionarea cu ultrasunete este o metodă fiabilă, simplă și eficientă pentru a produce combustibili de înaltă calitate apă-in-diesel.

Emulsionarea cu ultrasunete a apei-in-Diesel

Emulsii de apă în motorină (WiDE; W /D emulsie de combustibil) sunt o alternativă modificată de combustibil diesel, care conține până la 15% din apă. De asemenea, cunoscut sub numele de aqua-combustibil, în apă-diesel emulsii, picături de apă sunt ultrasonically emulsionat în faza diesel continuă. Sonicareintensă a lichidelor generează cavitație acustică. Forțele de forfecare cavitaționale perturbă picăturile și produc o emulsie omogenă a fazelor de apă și motorină altfel imiscibile.

Emulsie apă-in-diesel

WiDE (Emulsie W/D) este definit ca amestec de lichide imabilibile în mod natural de picături de apă (faza dispersată/ internă) în motorină (fază continuă/externă). Un agent de emulsionare se adaugă în concentrații scăzute pentru a îmbunătăți stabilitatea emulsiilor și a reduce necesarul de energie de amestecare.

Emulsie bifazată

O emulsie bifazată descrie amestecul de apă în motorină fără utilizarea unui agent tensioactiv. Pentru un WiDE în două faze, fluxurile de alimentare cu apă și motorină sunt emulsionate ultrasonically chiar în avans ul motorului. Emulsia ultrasonică în două faze apă-in-diesel merge direct de la reactorul cu ultrasunete cu celule de flux în motorul cu ardere. Fără agent tensiorisc, emulsia nu este făcută pentru depozitare, ci pentru ardere directă.

Studiu de caz de apă-diesel emulsie de combustibil

Programul de instalare

Ithnin et al. (2018) a studiat efectul combustibilului de emulsie water-in-diesel (WiDE) asupra unui singur cilindru, motor diesel cu injecție directă. Apa și motorina au fost depozitate în unități diferite, din care au fost transferate cantitativ într-un sistem de amestecare. Sistemul de amestecare a constat într-o combinație de mixer de forfecare mare și omogenizator cu ultrasunete. Mixerul de forfecare a oferit un pre-mix brut de apă și motorină, în timp ce sonicare a fost folosit pentru o emulsie uniformă de dimensiuni fine. Emulsia apă-diesel a fost preparată cu 5% apă. Combustibilul omogen WiDE a fost transferat direct din sistemul de amestecare în motor. Combustibilul WiDE preparat nu conținea agenți tensioactivi, fiind, prin urmare, numit combustibil de emulsie instabil pe termen lung (UW/D). Motorul diesel a fost testat în patru condiții diferite de încărcare (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) și cu o viteză constantă de 3000 rpm. Pentru a compara efectele, ar fi performanța combustibilului și emisiile, un combustibil de emulsie stabilizat de agent tensioactiv [emulsie stabilă (SW/D)], precum și combustibil diesel (D2) îngrijite au fost, de asemenea, testate pe același motor. 5% din apă este utilizată atât pentru emulsie instabilă, cât și pentru emulsie stabilă.

Rezultatele

Testul motorului arată că combustibilul de emulsie apă-motorină fără agent tensioactiv (UW/D) are ca rezultat o îmbunătățire semnificativă a motorului, cu o creștere de 3,59% a eficienței termice a frânei (BTE) și o reducere de 3,89% a consumului specific de combustibil pentru frână (BSFC) în comparație cu combustibilul diesel îngrijit. Combustibilii de emulsie, atât stabilizat (SW / D) și nestabilizate (UW / D), a crescut eficiența termică a motorului din cauza fenomenului de micro-explozie. Fenomenul de microexplozie provoacă o evaporare rapidă a picăturilor de apă emulsionate. Deoarece picăturile de apă din minut sunt înconjurate de ulei, procesul intens de evaporare perturbă picăturile violent în particule foarte fine, ceea ce promovează amestecarea aerului și a combustibilului. Întreruperea picăturii și amestecarea cu aerul crește semnificativ eficiența de ardere.
Rezultatele arată că conceptul de producere și transfer al combustibilului de emulsie apă-motorină în timp real în motor, fără a utiliza agent tensiorisc, funcționează foarte bine. Transferul imediat al amestecului apă-motorină preparat ultrasonically elimină problema de stabilizare a combustibilului de emulsie stocată, precum și dependența de agent tensiografic. Combustibilul instabil de emulsie apă-motorină (UW/D) și-a menținut în mod fiabil forma de emulsie fără a ajunge la stadiul de sedimentare în termen de 25sec (a se vedea imaginea de mai jos).

Emulsionarea cu ultrasunete este o metodă fiabilă pentru a produce combustibili de emulsie fără emulsie fără emulsie.

Comportamentul de picătură al combustibilului de emulsion emulsion ultrasonic emulsion imputat în timp a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s și d) 132 s. (mărire 1000×) – Ithnin et al. 2018

În comparație cu motorina îngrijită, combustibilul de emulsie apă-diesel are o emisie de gaze de eșapament semnificativ redusă de oxizi de azot (NOx) și particule în suspensie (PM), cu o reducere medie de 31,66% și, respectiv, 16,33 %.

În general, emulsiile preparate ultrasonically – instabil sau stabilizat de agent tensiomodern – pentru a economisi motorină și pentru a reduce emisiile de gaze de eșapament.
Mai ecologice de emisii de evacuare și de economii de combustibil cu ultrasonics!

Ultrasunetelor emulsionate emulsii apă-combustibili nano-sized. (Click pentru a mari!)

Atomizarea primară și secundară în flacăra de pulverizare a combustibilului emulsionat.

Emulgatori cu ultrasunete 3x UIP1000hdT pentru emulsii de apă-in-diesel

3x UIP1000hdT sistem de emulsie cu ultrasunete pentru emulsii de apă-in-diesel

Cerere de informatie





Cu ultrasunete de apă-in-Diesel
Pentru:

  • locomotive feroviare
  • nave maritime
  • generatoare de energie staționare

Emulsie faza ternară

O emulsie ternară, cunoscută și sub numele de emulsie trifazată, constă în apă, ulei și un agent tensioactiv. În timpul emulsionării cu ultrasunete a apei în faza diesel se adaugă un agent tensioactiv. Agentul de emulsionare prelungește stabilitatea emulsiei și permite stocarea combustibilului cu apă în motorină. Stabilitatea emulsiei W/D depinde de emulgator, parametrii procesului cu ultrasunete și temperatura. Cu combinația potrivită de parametri tensioactiv și sonicare, se poate obține o stabilitate semnificativă pe termen lung a WiDE.

Instalarea și reamenajarea unui sistem de emulsificare cu ultrasunete este simplu, sigur și ieftin. Combustibilii de emulsie W/D pot fi utilizați în combinație cu orice motoare diesel convenționale (de exemplu, generatoare de energie, motoare feroviare, motoare de navă) fără modificări.

Avantajele combustibililor cu ultrasunete diesel emulsie

  • emulsie de dimensiuni fine
  • conținut variabil de apă
  • cu sau fără agent tensiotensial
  • timp scurt de procesare
  • ușor de instalat
  • în condiții de siguranță pentru a funcționa
  • investiții mici, roi rapid
  • întreținere redusă
  • post-echipare ușoară
  • fără modificări ale motorului

Ce face WiDE Combustibili mai eficiente? – Fenomenul micro-explozie

Combustibilii de emulsie apă-in-diesel constau în particule de apă suspendate într-o fază diesel continuă. Când sunt arse, picăturile de apă de dimensiuni fine din combustibilul de emulsie ajung la stadiul supraîncălzit mai repede decât motorina și creează o despărțire de expansiune a vaporilor (explozie spontană) în timpul combustiei, creând particule foarte fine. Datorită suprafeței crescute a particulelor de minute combinate cu aerul de admisie, amestecul de aer și combustibil este îmbunătățit semnificativ și crește astfel eficiența de ardere. (Ivanov, Nevedov 1965)

Sisteme de emulsificare ultrasonică de înaltă performanță

Hielscher Ultrasonics furnizează procesoare ultrasonice de înaltă performanță pentru producția continuă de emulsii de înaltă calitate (nano-) emulsii. Performanță superioară cu ultrasunete, robustețe, și o amprentă mică face Hielscher Ultrasonicators sistemul ideal de amestecare pentru combustibili de emulsie apă-in-diesel. Wether pe care doriți să producă combustibili de emulsie pentru injectarea directă într-un motor cu ardere sau combustibili stabile emulsie pentru depozitare și ardere mai târziu, Hielscher Ultrasonics are configurația cea mai potrivită pentru aplicarea dumneavoastră. De la sisteme mai mici de emulsie cu ultrasunete pentru integrarea în locomotive feroviare și nave marine interioare până la generarea de volume mari de combustibili acvarii pentru centralele electrice și navele marine uriașe – clusterele noastre de procesoare cu ultrasunete permit procesarea combustibilului de emulsie de orice volum.
Pe lângă puterea cu ultrasunete ridicată, fiabilitatea și robustețea, Hielscher Ultrasonics’ procesoare industriale cu ultrasunete pot fi controlate cu precizie și monitorizate. Senzorii de temperatură și presiune transmit datele către generator, unde toți parametrii importanți ai procesului, ar fi amplitudinea, energia netă și energia totală, temperatura și presiunea sunt înregistrați pe un card SD încorporat. Controlul inteligent al software-ului permite stabilirea și stabilirea parametrilor exacti ai procesului pentru un combustibil standardizat de emulsie de calitate continuă de înaltă calitate. Reactorul cu flux cu ultrasunete cu sacou poate fi răcit eficient și permite procesarea emulsiei la temperaturi specificate. Robustețea echipamentului nostru cu ultrasunete permite funcționarea 24/7 la grele și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

Debit Aparate recomandate
0.5 până la 4L/min Uf200 ः t. UP400St
1 până la 8L/min UIP2000hdT
2 până la 20L/min UIP4000hdT
30 până la 300L/min UIP16000
mai mare grup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să folosiți formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, emulsionarea combustibilului de apă și prețurile. Vom fi bucuroși să discutăm procesul cu tine și să vă oferim un sistem cu ultrasunete care îndeplinește cerințele de emulsie!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru dispersie, emulsificare și extracția celulară.

Omogenizatoare cu ultrasunete de mare putere de la laborator la Pilot și scară industrială.

Literatura / Referințe



Ce trebuie să știți

Acvarii / Combustibili pentru apă în motorină

O emulsie este un sistem lichid format din două sau mai multe lichide imiscible, în cazul în care una sau mai multe faze (faza de dispersare) sunt dispersate fin în cealaltă (fază continuă). Pentru apă – emulsii de combustibil diesel, apa este dispersată ca picături fine în faza continuă de motorină. Acest tip de emulsie este cunoscut sub numele de emulsie "apă-în-combustibil" sau ca aquafuel.