Azot oksitler (NO_x) Insan ve çevre sağlığı açısından hemen tehlikeli olduğu bilinmektedir. Mobil ve sabit dizel ve benzinli motorlar dünya çapında NO büyük ölçüde katkıda bulunuyor_x Emisyon. Yakıtın su ile emülsifikasyonu, NO_x Motorların emisyonları. Ultrasonik emülsiyon ince boyutlu yakıt / su-emülsiyonları üretmek için etkili bir yöntemdir.

Otomobil ve kamyon, uçak, elektrik jeneratörleri, forkliftler, klima cihazları ve kazanlar oluşturmak büyük miktarlarda partikül madde (PM) ve NO_x petrol ürünleri yanmasıyla. YOK HAYIR_x NO (nitrik oksit (NO) ve nitrik oksit karışımları olduğunu belirtir₂) Ve aynı zamanda, N₂NO, O₃N₂O₄ ve N₂O₅. Nitrik oksit ve nitrik dioksit düşük seviyeli ozon, sis katkıda ve çevre ve insanlar için tehlikelidir. Çevre düzenlemesi ile hava kirletici emisyonların adresleri sınırları sıkma. Motor emisyonları da SO (sülfür dioksit, do₂) Yakıt kükürt bileşiklerinin bir sonucu olarak. Bu sorun, Hidrodesülfürizasyon sureti ile azaltılır ya da Ultrasonik destekli kükürt giderme.

Yakıt / Su emülsiyonu üzerinde Koşu

Geçtiğimiz birkaç yıl içinde çok iş üzerinde yapılmıştır NO su etkisi_x Emisyon seviyeleri. 1 ila 19: Çeşitli yakıtı: 1 su hacim oranları 1 yanma özellikleri için test edilmiştir. Çoğu durumda, 1 hacim 2 oranında yüzey aktif madde, emülsiyon stabilizasyonu için ilave edildi.

Yanma hakkında arka plan

yakıtın yanma termal ve mekanik enerji üretir. mekanik fraksiyon tahrik veya elektrik üretimi için pistonları veya türbinleri çalıştırmak için kullanılabilir. En motorlarda, ısı enerjisi kullanılmaz. Bu, daha düşük termodinamik verimlilik ile sonuçlanır.

Yaklaşık. NO% 90_x Yakıt yanma işleminden elde edilen NO. NO esasen N (atmosfer azot oksidasyonu ile meydana gelir₂). yakıta ilave su, su buharlaşmaya bağlı yanma sıcaklığını düşürür. yakıt-su emülsiyonu su buharlaşır, çevredeki yakıt da buharlaştırılır. Bu yakıt yüzey alanını arttırır. daha düşük ısı ve daha iyi bir yakıt dağılımı için lider NO alt oluşumu_x.

Ultrasonik Emülsivonlastırma

Yakıt yanma içine su Tanıtımı için birçok eserlerde gösterilmiştir NO alt_x emisyonları. Su, iki yönden bir yakıt / su emülsiyonunun oluşturulması eklenebilir:

• stabilize edilmemiş: enjeksiyondan önce yakıt içine su içi emülsifikasyon
• stabilize: istikrarlı bir yakıt / su emülsiyonunun üretimi, bir damla-yakıt alternatif olarak kullanılacak

Canfield (1999) NO özetlemektedir_x su ve diğer katkı maddelerinin kullanılması ile indirgeme:

• stabilize edilmemiş emülsiyon
  • su ilave hacim:% 10% 80
  • YOK HAYIR_x indirgeme yoluyla: 4-60%
• stabilize edilmiş emülsiyon
  • su ilave hacim:% 25,% 50 için
  • YOK HAYIR_x indirgeme yoluyla: 22-83%

Emülsiyon

Bir emülsiyon, genellikle bir karışımıdır; karışmayan sıvılar bu yağ ve su gibi (aşamaları). emülsifikasyon işlemi sırasında, dağılmış faz (örneğin su) sıvı faz (örneğin, yağ) sokulur. uygulanmasıyla, yüksek seviyede parçalanmasını sağlayan etkilidispers fazın parçacık büyüklüğü (= damlacık boyutu) azalır. Daha küçük parçacık boyutu, daha stabil oluşturulan emülsiyondur. Ek stabilite yüzey aktif maddeler veya stabilizatörlerin sokulması ile elde edilebilir. Yukarıdaki grafikte de tıklayın Motor yağı içinde% 10 su, ultrasonik emülsifikasyonu için örnek sonuçlar (Velocite 3 Mobil Oil, Hamburg, Almanya) görmek için. Bu çalışma ile yürütülmüştür Behrend ve Schubert (2000).

Ultrason

yüksek yoğunluklarda sıvıları sonike zaman, sıvı ortam içine yayılması ses dalgaları frekansa bağlı oranları, yüksek basınç (sıkıştırma) ve alçak basınç (seyrelme) döngülerde sonuçlanır. Düşük basınç döngüsü sırasında, yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları sıvı içinde küçük bir vakum kabarcığı ya da boşluk oluşturur. kabarcıklar artık enerjiyi absorbe edildiği bir hacme ulaşmak zaman, onlar yüksek basınçlı döngüsü sırasında şiddetle daraltmak. Bu olgu kavitasyon denir. Patlamaya çok yüksek sıcaklıklar (yaklaşık. 5,000K) ve baskılara sırasında (yaklaşık. 2,000atm) lokal olarak ulaşılır. Kavitasyon kabarcığın bölünmesi ayrıca kadar 280m / s hız sıvı jetleri ile sonuçlanır.

Ultrason üretmek kanıtlanmıştır çok homojen emülsiyonlar tarafından yağ içinde su (w / o) veya su içinde yağ (o / w) arasında Yüksek kavitasyonel kesmeli. ultrasonikasyon parametreleri de kontrol edilebilir olarak, parçacık boyutu ve dağılımı iyi olan Ayarlanabilir ve tekrarlanabilir. Tipik olarak, ultrason bir akış-hücre reaktör içinde uygulanır. Bu nedenle, emülsiyon olabilir in-line kesintisiz olarak. Bu nedenle, ultrasonikasyon stabilize ve stabilize edilmemiş emülsiyonlar yapımında kullanılabilir.

Aşağıdaki tablo, çeşitli ultrasonik güç seviyeleri için genel işlem kapasitesi gösterir.

Ultrasonik Gaz giderme ve Köpük Giderici

Ultrason ayrıca yardımcı olur hava kabarcıklarının miktarını azaltmak Emülsiyon karışımı içinde. sağa resim etkisi gösterilmektedir (5sn. soldan sağa görüntüleri ilerleme) kabarcık içeriğine Ultrasonifikasyondan. enjeksiyon zamanlaması baloncuk içeriği nedeni dalgalanmalar varyasyonları gibi, gaz, hava tahliye ve köpük giderici ultrasonikasyon motor performansını arttırır.

Ultrasonik Süreç Ekipmanları

Hielscher olduğunu Yüksek kapasiteli ultrason lider satıcılar, Dünya çapında. Hielscher kadar ultrasonik işlemciler yapar gibi 16kW Tek bir cihaz başına enerji, var Bitki boyutunda bir sınırlama ya da işleme kapasitesi. Birkaç 16kW sistemlerinin Kümeleri açılan yakıtların geniş hacimli üretimi kullanılmaktadır. Endüstriyel yakıt işleme çok ultrasonik enerjiye ihtiyacı yoktur. gerçek enerji gereksinimi tezgah üstü ölçekte bir 1 kW ultrasonik işlemci kullanılarak belirlenebilir. bu tezgah üstü çalışmalarda Tüm sonuçlar olabilir kolayca ölçekli.

Ultrasonication Maliyetleri

Ultrasonication etkili bir işleme teknolojisidir. Ultrasonik işleme maliyetleri yatırım ağırlıklı sonucu
ultrason, kullanım maliyetlerini ve bakım için. ödenmemiş enerji verimliliği (görmek grafik) Hielscher ultrasonik cihazlar kullanım maliyetlerini azaltmaya yardımcı olur.

Edebiyat

Behrend, O., Schubert, H. (2000): Influence of continuous phase viscosity on emulsification by ultrasound, in: Ultrasonics Sonochemistry 7 (2000) 77-85.

Canfield, A., C. (1999): Dizel Motorunda Dizel Su Emülsiyon Yanma Etkileri YOK_x Emisyonları, içinde: Usta Tez Florida, 1999 University of mezun okula sundu.