Dizelde su yanması için ultrasonik emülsiyonlar
Dizel ile çalışan güç jeneratörleri, gemi motorları ve demiryolu motorları, dizel içinde su emülsiyonları kullanıldığında daha verimli bir şekilde çalıştırılabilir. Su-dizel emülsiyon yakıtları yakıt tüketimini azaltır, yanma sıcaklığını düşürür, daha temiz yanar ve NOx ve kurum gibi emisyonları azaltır. Ultrasonik emülsifikasyon, yüksek kaliteli dizel yakıtlarda su üretmek için güvenilir, basit ve etkili bir yöntemdir.
Dizelde Suyun Ultrasonik Emülsifikasyonu
Dizel içinde su emülsiyonları (WiDE; W/D emülsiyon yakıtı), 'e kadar su içeren modifiye edilmiş bir dizel yakıt alternatifidir. Su yakıtı olarak da bilinen su-dizel emülsiyonlarında, su damlacıkları ultrasonik olarak sürekli dizel fazına emülsifiye edilir. Sıvıların yoğun sonikasyonu akustik kavitasyon oluşturur. Kavitasyonel kesme kuvvetleri damlacıkları bozar ve aksi takdirde karışmayan su ve dizel fazlarının homojen bir emülsiyonunu üretir.
Dizel içinde su emülsiyonu
WiDE (W/D emülsiyonu), dizelde (sürekli/harici faz) su damlacıklarının (dağılmış/iç faz) doğal olarak karışmayan sıvılarının karışımı olarak tanımlanır. Emülsiyonların stabilitesini iyileştirmek ve karıştırma enerjisi gereksinimini azaltmak için düşük konsantrasyonlarda bir emülsifiye edici ajan eklenir.
iki fazlı emülsiyon
İki fazlı bir emülsiyon, herhangi bir yüzey aktif madde kullanılmadan dizelde bulunan su karışımını tanımlar. İki fazlı bir WiDE için, su ve dizel besleme akışları motorun hemen önünde ultrasonik olarak emülsifiye edilir. Ultrasonik iki fazlı dizel içinde su emülsiyonu, doğrudan ultrasonik akış hücresi reaktöründen yanmalı motora gider. Yüzey aktif madde olmadan, emülsiyon depolama için değil, doğrudan yanma için yapılır.
Su-Dizel Emülsiyon Yakıtı Vaka Çalışması
Kurulum
Ithnin ve ark. (2018), dizel içinde su emülsiyon yakıtının (WiDE) tek silindirli, direkt enjeksiyonlu dizel motor üzerindeki etkisini inceledi. Su ve dizel, kantitatif olarak bir karıştırma sistemine aktarıldıkları farklı birimlerde depolandı. Karıştırma sistemi, yüksek parçalayıcı karıştırıcı ve ultrasonik homojenizatörün bir kombinasyonundan oluşuyordu. Kesme karıştırıcısı, ham bir su ve dizel ön karışımı sağlarken, sonikasyon ince boyutlu, homojen bir emülsiyon için kullanıldı. Su-dizel emülsiyonu% 5 su ile hazırlandı. Homojen WiDE yakıtı doğrudan karıştırma sisteminden motora aktarıldı. Hazırlanan WiDE yakıtı herhangi bir yüzey aktif madde içermiyordu, bu nedenle uzun vadeli kararsız emülsiyon yakıtı (UW/D) olarak adlandırılıyordu. Dizel motor dört farklı yük koşulunda (1 kW (%), 2 kW (P), 3 kW (t), 4 kW (0)) ve 3000 rpm sabit hızda test edilmiştir. Yakıt performansı ve emisyonlar gibi etkileri karşılaştırmak için, yüzey aktif madde ile stabilize edilmiş bir emülsiyon yakıtı (kararlı emülsiyon (SW/D)) ve saf dizel yakıt (D2) da aynı motorda test edildi. Suyun% 5'i hem kararsız emülsiyon hem de kararlı emülsiyon için kullanılır.
Sonuçlar
Motor testi, yüzey aktif madde içermeyen su-dizel emülsiyon yakıtının (UW/D), saf dizel yakıta kıyasla fren termal verimliliğinde (BTE) %3,59 ve frene özgü yakıt tüketiminde (BSFC) %3,89 azalma ile motorda önemli bir iyileşme sağladığını göstermektedir. Hem stabilize (SW/D) hem de stabilize edilmemiş (UW/D) emülsiyon yakıtlar, mikro patlama fenomeni nedeniyle motorun termal verimliliğini artırdı. Mikro patlama fenomeni, emülsifiye edilmiş su damlacıklarının hızlı bir şekilde buharlaşmasına neden olur. Su damlacıkları yağ ile çevrili olduğu için, yoğun buharlaşma işlemi damlacıkları şiddetli bir şekilde çok ince parçacıklara dönüştürür ve bu da hava ve yakıtın karışmasını teşvik eder. Damlacıkların bozulması ve hava ile karışması yanma verimini önemli ölçüde artırır.
Sonuçlar, su-dizel emülsiyon yakıtının yüzey aktif madde kullanmadan gerçek zamanlı olarak üretilmesi ve motora aktarılması konseptinin çok iyi çalıştığını göstermektedir. Ultrasonik olarak hazırlanan su-dizel karışımının hemen transferi, depolanan emülsiyon yakıtı için stabilizasyon problemini ve yüzey aktif maddeye olan bağımlılığı ortadan kaldırır. Kararsız su-dizel emülsiyon yakıtı (UW/D), 25 saniye içinde çökeltme aşamasına ulaşmadan emülsiyon formunu güvenilir bir şekilde korumuştur (aşağıdaki resme bakın).

Ultrasonik olarak emülsifiye edilmiş dizel emülsiyon yakıtının zaman içindeki damlacık davranışı a) 10 sn, b) 25 sn, c) 50 sn ve d) 132 sn. (büyütme 1000×) – Ithnin ve ark. 2018
Saf dizel yakıtla karşılaştırıldığında, dizel içinde su emülsiyon yakıtı, sırasıyla ortalama 1,66 ve ,33'lük bir azalma ile nitrojen oksit (NOx) ve partikül madde (PM) egzoz emisyonunu önemli ölçüde azaltır.
Genel olarak, ultrasonik olarak hazırlanmış emülsiyonlar – kararsız veya yüzey aktif madde ile stabilize edilmiş olsun – Dizel yakıttan tasarruf etmeye ve egzoz emisyonlarını azaltmaya yardımcı olur.
Ultrasonik ile Daha Yeşil Egzoz Emisyonu ve Yakıt Tasarrufu!

3 katı UIP1000hdT Dizel içinde su emülsiyonları için ultrasonik emülsiyon sistemi
için:
- Demiryolu Lokomotifleri
- Deniz Taşıtları
- Sabit güç jeneratörleri
Üçlü Faz Emülsiyonu
Üç fazlı emülsiyon olarak da bilinen üçlü faz emülsiyonu, su, yağ ve bir yüzey aktif maddeden oluşur. Suyun dizel fazına ultrasonik emülsifikasyonu sırasında bir yüzey aktif madde eklenir. Emülsifiye edici ajan, emülsiyon stabilitesini uzatır ve dizel yakıtta suyun depolanmasına izin verir. W / D emülsiyon stabilitesi, emülgatöre, ultrasonik işlem parametrelerine ve sıcaklığa bağlıdır. Yüzey aktif madde ve sonikasyon parametrelerinin doğru kombinasyonu ile, WiDE'nin önemli bir uzun vadeli stabilitesi elde edilebilir.
Ultrasonik emülsifikasyon sisteminin kurulumu ve güçlendirilmesi basit, güvenli ve ucuzdur. W/D emülsiyon yakıtlar, herhangi bir geleneksel dizel motorla (örn. güç jeneratörleri, demiryolu motorları, gemi motorları) modifikasyon yapılmadan birlikte kullanılabilir.
- ince boyutlu emülsiyon
- Değişken su içeriği
- yüzey aktif madde olsun veya olmasın
- kısa işlem süresi
- Kurulumu kolay
- Çalıştırması Güvenli
- düşük yatırım, hızlı yatırım getirisi
- Az bakım gerektirir
- Kolay güçlendirme
- Motorda değişiklik yok
WiDE Yakıtlarını Daha Verimli Yapan Nedir? – Mikro Patlama Fenomeni
Dizelde su emülsiyon yakıtları, sürekli bir dizel fazında asılı su parçacıklarından oluşur. Yandığında, emülsiyon yakıtındaki ince boyutlu su damlacıkları, kızgın aşamalarına dizelden daha hızlı ulaşır ve yanma sırasında bir buhar genleşme parçalanması (kendiliğinden patlama) oluşturarak çok ince parçacıklar oluşturur. Emme havası ile birleşen dakika parçacıklarının artan yüzey alanı nedeniyle, hava ve yakıt karışımı önemli ölçüde iyileştirilir ve böylece yanma verimliliği artar. (İvanov, Nevedov 1965)
Yüksek Performanslı Ultrasonik Emülsifikasyon Sistemleri
Hielscher Ultrasonics, yüksek kaliteli (nano) emülsiyonların sürekli üretimi için yüksek performanslı ultrasonik işlemciler sağlar. Üstün ultrasonik performans, sağlamlık ve küçük bir ayak izi, Hielscher Ultrasonicators'ı dizel emülsiyon yakıtları için ideal karıştırma sistemi haline getirir. Bir yanmalı motora doğrudan enjeksiyon için emülsiyon yakıtları veya depolama ve daha sonra yanma için kararlı emülsiyon yakıtları üretmek istiyorsanız, Hielscher Ultrasonics, uygulamanız için en uygun kuruluma sahiptir. Demiryolu lokomotiflerine ve iç deniz taşıtlarına entegrasyon için daha küçük ultrasonik emülsiyon sistemlerinden, enerji santralleri ve büyük deniz taşıtları için büyük su yakıtı hacimlerinin üretilmesine kadar – Ultrasonik işlemci kümelerimiz, herhangi bir hacmin emülsiyon yakıtının işlenmesine izin verir.
Yüksek ultrasonik çıktı, güvenilirlik ve sağlamlığın yanı sıra, Hielscher Ultrasonik’ Endüstriyel ultrasonik işlemciler hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve izlenebilir. Sıcaklık ve basınç sensörleri verileri jeneratöre iletir ve burada genlik, net ve toplam enerji, sıcaklık ve basınç gibi tüm önemli proses parametreleri dahili bir SD karta kaydedilir. Akıllı yazılım kontrolü, sürekli yüksek kalitede standartlaştırılmış bir emülsiyon yakıtı için kesin proses parametrelerinin oluşturulmasına ve ayarlanmasına olanak tanır. Ceketli ultrasonik akış reaktörü verimli bir şekilde soğutulabilir ve emülsiyonun belirtilen sıcaklıklarda işlenmesine izin verebilir. Ultrasonik ekipmanımızın sağlamlığı, ağır hizmet ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışmaya izin verir.
Aşağıdaki tablo size ultrasonicators'ımızın yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesini verir:
Akış Oranı | Önerilen Cihaz |
---|---|
0.5 ila 4L/dk | UP200Ht, UP400St |
1 ila 8L/dk | UIP2000hdT |
2 ila 20L/dk | UIP4000hdT |
30 ila 300L/dk | UIP16000 |
daha büyük | grubu UIP16000 |
Bizimle İletişime Geçin! / Bize Sor!

Yüksek güçlü ultrasonik homojenizatörler laboratuvar Hedef pilot ve Endüstriyel Ölçek.
Literatür/Referanslar
- Ahmed Muhsin İthnin; Wira Jazair Yahya; Muhammed Azrin Ahmet; Nur Atiqah Ramlan; Hassaneddin Abdul Kadir; Ne de Azwadi Che Sidik; Tsuyoshi Koga (2018): Emülgatör içermeyen Dizelde Su emülsiyon yakıtı: Stabilite davranışı, motor performansı ve egzoz emisyonu. Yakıt 215, 2018. 454-462.
- Muhammed Yahaya Han; Z. A. Abdul Karim; Ftwi Yohaness Hagos; A. Reşid, A. Aziz; Isa M. Tan (2014): Yakıt Olarak Dizel İçinde Su Emülsiyonunda Güncel Eğilimler. Bilim Dünyası Dergisi 2014(17):527472.
- Piotr Pacholski; Mariola Błaszczyk; Jerzy Sęk (2016): Alternatif Yakıt Olarak Emülsifiye Dizel. Teknik Konular, 4/2016, s. 62-67.
- V.M. İvanov; P.I. Nefedov (1965): Doğal ve emülsifiye sıvı yakıtların yanma sürecinin deneysel olarak incelenmesi, NASA Tech. Transl. TIF-258, 1965.
Bilmeye Değer Gerçekler
Aquafuels / Dizel İçinde Su Yakıtları
Bir emülsiyon, bir veya daha fazla fazın (dağılma fazı) diğerinde (sürekli faz) ince bir şekilde dağıldığı, iki veya daha fazla karışmayan sıvıdan oluşan sıvı bir sistemdir. Su için – Dizel yakıt emülsiyonları, sürekli dizel yakıt fazında su ince damlacıklar halinde dağılır. Bu tip emülsiyon, "yakıtta su" emülsiyonu veya su yakıtı olarak bilinir.