Ultratovushli dispersiyalash orqali yuqori sifatli nano-yoqilgʻilar
Nano-yoqilgʻini ishlab chiqish samarali dispersiyalashdan boshlanadi. Dizel, biodizel yoki aralash yoqilgʻilarga qoʻshilgan nanozarrachalar yonishga taʼsir qilishi mumkin, ammo ularning samaradorligi suyuqlik boʻylab qanchalik yaxshi taqsimlanganiga bogʻliq. Aglomeratsiya va choʻkish qoʻshimchaning bir xil konsentratsiyasini saqlashni va takrorlanuvchan natijalar olishni qiyinlashtiradi. Ultratovushli dispersiyalash zarrachalar toʻplamlarini parchalash va nanoqoʻshimchalarni yoqilgʻi boʻylab taqsimlash orqali bu muammoni hal qiladi.
Nano-yoqilgʻilar
Nano-yoqilgʻilar asosiy yoqilgʻi (masalan, dizel, biodizel, yoqilgʻi aralashmalari) va nanozarrachalar aralashmasidan iborat. Bu nanozarrachalar katta reaktiv sirt maydoniga ega gibrid nanokatalizatorlar vazifasini bajaradi. Nanoqoʻshimchani ultratovush yordamida dispersiyalash yoqilgʻining ishlash koʻrsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilaydi: alangalanish kechikishi kamayadi, alanga uzoqroq saqlanadi va aglomeratlar alangalanadi, shuningdek, chiqindilar umumiy miqdori sezilarli darajada kamayadi.
Nanooʻlchamli yoqilgʻi-zarracha aralashmalari yuqoriroq energiya zichligi, tezroq va osonroq alangalanish, kuchaygan katalitik taʼsir, kamaygan chiqindilar, tezroq bugʻlanish va yonish tezligi hamda yaxshilangan yonish samaradorligi tufayli yoqilgʻining ishlash koʻrsatkichlari boʻyicha sof suyuq yoqilgʻidan ustun turadi.
Yoqilgʻilardagi zarrachalarni nanodispersiyalash uchun ultratovush bilan ishlov berishdan foydalaning!
Yoqilgʻingiz va nanozarrachalaringiz kombinatsiyasi uchun ultratovushli dispersiyalash imkoniyatlarini oʻrganish maqsadida jamoamiz bilan bogʻlaning.
7kW ultratovushli oqim tizimi
Nano-yoqilgʻilar: yoqilgʻidagi nanozarrachalarni ultratovush yordamida dispersiyalash
Nanozarrachalar yoqilgʻi bakida choʻkib qolmasligi uchun zarrachalarni puxta usulda dispersiyalash kerak. Ultratovushli dispersiyalash seriy oksidi, alyuminiy oksidi va uglerod nanonaychalari kabi nanozarrachalarni dizel, biodizel va yoqilgʻi aralashmalariga kiritishga yordam beradi.
Akustik kavitatsiya – mikroskopik pufakchalarning hosil boʻlishi va kollapsi – orqali ultratovush bilan ishlov berish zarracha aglomeratlarini parchalovchi va qoʻshimchalarni suyuqlik boʻylab taqsimlovchi kuchli mahalliy siljish kuchlarini hosil qiladi. Bu zarrachalar sirtining kattaroq qismini atrofdagi yoqilgʻi bilan kontaktda boʻlishini taʼminlab, katalitik va yonish bilan bogʻliq afzalliklarni baholashga yordam beradi.
Ultratovush maydalash sharchalarini qoʻshmasdan, dispersiyalash taʼsirini bevosita suyuqlikka uzatadi va shu orqali keyinchalik maydalash muhitini ajratish zaruratini yoʻq qiladi. Hielscher ultratovush qurilmalari ham partiyalarni tayyorlash, ham uzluksiz oqim liniyasida ishlov berishni qoʻllab-quvvatlaydi, bu esa usulni laboratoriya tadqiqotlaridan sanoat ishlab chiqarishigacha foydali qiladi.
Quyidagi roʻyxat yoqilgʻilarda dispersiyalangan va allaqachon sinovdan oʻtkazilgan nanomateriallar haqida umumiy maʼlumot beradi:
- CNTs – uglerod nanonaychalari
- Ag – kumush
- Al – alyuminiy
- Al2O3 – alyuminiy oksidi
- AlCuOx – alyuminiy-mis oksidlari
- B – bor
- Ca – kalsiy
- CaCO3 – kalsiy karbonati
- Fe – temir
- Cu – mis
- CuO – mis oksidi
- Ce – seriy
- CeO2 – seriy oksidi
- (CeO2)·(ZrO2) – seriy-sirkoniy oksidi
- Co – kobalt
- Mg – magniy
- Mn – marganes
- TiO2 – titan dioksidi
- ZnO – rux oksidi
Nanooʻlchamli, ultratovush yordamida monodispersiyalangan seriy oksidi sirt maydonining hajmga nisbati yuqoriligi tufayli yuqori katalitik faollikka ega boʻlib, yoqilgʻi samaradorligini yaxshilaydi va chiqindilarni kamaytiradi.
Suvli yoqilgʻilar: ultratovush bilan ishlov berish yordamida nanooʻlchamli emulsion yoqilgʻilar
Suvli yoqilgʻilar yoqilgʻidagi suv emulsiyalari boʻlib, ularda mayda suv tomchilari dizel kabi uzluksiz yoqilgʻi fazasi boʻylab taqsimlangan boʻladi. Hielscher ultratovush qurilmalari yirik tomchilarni kichikroq tomchilarga parchalovchi kuchli akustik kavitatsiya hosil qiladi va mos formula hamda ishlov berish sharoitlarida nanooʻlchamli tomchilarga ega emulsiyalarni ishlab chiqishga imkon beradi. Sozlanadigan ultratovush amplitudasi, nazorat qilinadigan energiya kiritilishi va haroratni boshqarish tomchi oʻlchami va takrorlanuvchanlikni optimallashtirishga yordam beradi, mos emulgatorlar esa saqlash va muomala qilish paytida barqarorlikni taʼminlashga koʻmaklashadi.
Ultratovush yordamida tayyorlangan suvli yoqilgʻilar haqida koʻproq bilish uchun shu yerni bosing!
Yoqilgʻilarni ultratovush yordamida aralashtirish
Ultratovushli emulsiyalash texnologiyasi dekandagi etanol, dizeldagi etanol yoki dizel–biodizel–etanol/bioetanolning barqaror aralashmalarini ishlab chiqarish uchun qoʻllanadi. Bunday aralashmalar ideal asosiy yoqilgʻi boʻlib, ularni ikkinchi bosqichda yoqilgʻi ichida nanozarrachalarni dispersiyalash orqali yaxshilash mumkin.
Emulsion yoqilgʻilarni ultratovush yordamida ishlab chiqarish
Nano-yoqilgʻilarni dispersiyalash va emulsiyalash uchun sanoat ultratovush qurilmalari
Hielscher ultratovush qurilmalari nano-yoqilgʻilarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish uchun nanozarrachalarni samarali deaglomeratsiyalashni jarayonni aniq boshqarish bilan birlashtiradi. Kuchli ultratovushli kavitatsiya zarrachalar toʻplamlarini parchalashga va metall oksidlari hamda uglerod nanonaychalari kabi qoʻshimchalarni dizel, biodizel va aralash yoqilgʻilar boʻylab taqsimlashga yordam beradi. Sozlanadigan amplituda hamda kiritiladigan energiya va haroratni kuzatish takrorlanuvchan ishlov berish va formulani optimallashtirishga koʻmaklashadi. Partiyali yoki uzluksiz oqimli ishlash uchun sozlangan laboratoriya asboblari va sanoat tizimlari bilan Hielscher dastlabki sinovlardan kattaroq ishlab chiqarish hajmlariga oʻtishning amaliy yoʻlini taqdim etadi. Raqamli sanoat modellarida jarayon maʼlumotlarini avtomatik qayd etish jamoalarga muvaffaqiyatli sharoitlarni hujjatlashtirish va ishlov berish unumdorligi ortib borganda bir xil ishlov berishni saqlashga yordam beradi.
Miqyosni oshirish va ishonchli ishlab chiqarish
Formula oʻzining sifat maqsadlariga javob bergach, oqimda ultratovush bilan ishlov berish kattaroq ishlab chiqarish hajmlariga oʻtish imkonini beradi. Yoqilgʻi nazorat qilinadigan ish sharoitlarida ultratovush bilan ishlov berish zonasidan oʻtadi; talab etilgan natijaga qarab bir martalik oʻtkazish yoki qayta aylantirib ishlov berish tanlanadi. Uskunani tanlash uchun asosiy yoqilgʻi, qoʻshimchaning turi va konsentratsiyasi, maqsadli dispersiya sifati, talab etilgan ishlov berish unumdorligi va ish harorati haqida maʼlumot bering. Bu maʼlumotlar Hielscher kompaniyasiga jarayon sinovlari va keyingi miqyosni oshirish uchun protsessor, sonotrod va oqim hujayrasi konfiguratsiyasini tavsiya qilish imkonini beradi.
Hielscher joyi cheklangan va murakkab ish sharoitlariga ega korxonalarga oʻrnatish uchun iqtisodiy jihatdan samarali, juda mustahkam va kam joy egallaydigan ultratovush protsessorlarini taklif etadi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish quvvati haqida tasavvur beradi:
| Partiya hajmi | Hajmiy oqim tezligi | Tavsiya etiladigan ultratovush qurilmasi |
|---|---|---|
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000hdT |
| n.a. | kattaroq | quyidagi qurilmalar guruhi: UIP16000hdT |
MultiPhaseCavitator – yuqori sifatli nanoemulsiyalar uchun oqim hujayrasi ichki elementi
Ultratovush yordamida nano-yoqilgʻi ishlab chiqarish haqida koʻp beriladigan savollar
Nano-yoqilgʻilar nima
Nano-yoqilgʻilar yoqilgʻi va nanozarrachalar aralashmasini anglatadi. Nanoenergetik zarrachalarni yoqilgʻida dispersiyalash orqali yoqilgʻining fizik-kimyoviy xossalari zarrachalarning funksionalligi, dispers tuzilishi hamda issiqlik uzatish, suyuqlik oqimi va zarrachalar oʻzaro taʼsirining murakkab bogʻliqligi hisobiga oʻzgaradi. Tarkibning geterogenligi tufayli nano-yoqilgʻi xususiyatlari asosiy yoqilgʻi turi, shuningdek, nanozarrachalarning tarkibi, oʻlchami, shakli, konsentratsiyasi hamda fizik va kimyoviy xossalari bilan belgilanadi. Nano-yoqilgʻi xususiyatlari asosiy yoqilgʻi xususiyatlaridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
Dizel yoqilgʻi sifatida qanday ishlatiladi?
Dizel dizel dvigatellarida yoqiladigan suyuq yoqilgʻidir. Dizel dvigatellarida yoqilgʻi hech qanday uchqunsiz, kiruvchi havo aralashmasini siqish va undan keyin dizel yoqilgʻisini purkash orqali alangalanadi.
Anʼanaviy dizel yoqilgʻisi neft yoqilgʻi moyining muayyan fraksion distillyatidir. Kengroq maʼnoda dizel atamasi neftdan olinmagan yoqilgʻilarni ham, masalan, biodizel, biomassadan suyuqlikka (BTL), gazdan suyuqlikka (GTL) yoki koʻmirdan suyuqlikka (CTL) aylantirish orqali olingan dizelni ham anglatadi. BTL, GTL va CTL sintetik dizel yoqilgʻilari deb ataladi va ularni har qanday uglerodli materialdan (masalan, biomassa, biogaz, tabiiy gaz, koʻmir va boshqalardan) olish mumkin. Xomashyo gazlashtirilib sintez-gazga aylantirilgach va keyin tozalangach, Fischer–Tropsch reaksiyasi orqali sintetik dizelga aylantiriladi. Oltingugurt miqdori juda kam boʻlgan dizel (ULSD) tarkibidagi oltingugurt miqdori sezilarli darajada kamaytirilgan dizel yoqilgʻisi uchun standartdir.
Biodizel nima?
Biodizel oʻsimlik moylari, hayvon yogʻlari yoki qayta ishlangan yogʻlardan ishlab chiqariladigan qayta tiklanadigan yoqilgʻidir. Biodizel dizelli transport vositalari va generatorlarni ishlatish uchun qoʻllanishi mumkin. U tozaroq yonsa-da, fizik xossalari neft dizelinikiga oʻxshash. Biodizel anʼanaviy dizelni yoqish natijasida hosil boʻladigan chiqindilarga nisbatan yonmagan uglevodorodlar (UHC), karbonat angidrid (CO2), uglerod monoksidi (CO), oltingugurt oksidlari va qurum zarrachalari chiqindilarini kamaytiradi. Biodizelda azot oksidlari (NOx) chiqindilari dizelga nisbatan yuqoriroq boʻlishi mumkin. Biroq yoqilgʻini purkash vaqtini optimallashtirish orqali buni kamaytirish mumkin.
Ultratovushli transesterifikatsiya biodizel ishlab chiqarishni sezilarli darajada yaxshilaydi. Ultratovush yordamida biodizel ishlab chiqarish haqida koʻproq bilish uchun shu yerni bosing!
Etanoldan yoqilgʻi sifatida foydalanish mumkinmi?
Ha, etanol – etil spirti (C₂H5OH) – yoqilgʻi sifatida ishlatilishi mumkin. Etanol yoqilgʻilari asosan motor yoqilgʻisi sifatida – koʻpincha benzinga bioyoqilgʻi qoʻshimchasi sifatida ishlatiladi. Bugungi kunda avtomobillarni 100% etanol yoqilgʻisi yoki etanol va benzin aralashmasidan iborat, fleks-yoqilgʻilar deb ataladigan yoqilgʻilar bilan ishlatish mumkin. Etanol odatda biomassa, masalan, makkajoʻxori yoki shakarqamishni fermentatsiyalash jarayoni orqali ishlab chiqariladi. Etanol yoqilgʻisi qayta tiklanadigan, barqaror biomassadan olingani sababli u koʻpincha bioetanol deb ataladi. Yuqori quvvatli ultratovush bioetanol ishlab chiqarishni sezilarli darajada yaxshilashi mumkin. Ultratovush yordamida bioetanol ishlab chiqarish haqida koʻproq bilish uchun shu yerni bosing!
Etanol E-dizeldagi kislorodli komponentdir. E-dizelning asosiy kamchiligi haroratlarning keng oraligʻida etanolning dizel bilan aralashmasligidir. Biroq etanol va dizelni barqarorlashtirish uchun biodizeldan amfifil sirt-faol modda sifatida muvaffaqiyatli foydalanish mumkin. Etanol–biodizel–dizel (EB-dizel) yoqilgʻisini ultratovush yordamida mikro- yoki nanoemulsiyaga aylantirib aralashtirish mumkin; natijada EB-dizel hatto noldan past haroratlarda ham barqaror boʻladi va oddiy dizel yoqilgʻisiga nisbatan ustun yoqilgʻi xossalariga ega boʻladi.
Nano-yoqilgʻi ishlab chiqarishda ultratovushli dispersiyalash qanday ishlaydi?
Ultratovushli dispersiyalash yoqilgʻidagi zarracha aglomeratlarini parchalash uchun akustik kavitatsiyadan foydalanadi. Mikroskopik pufakchalar hosil boʻlib, kollapsga uchraydi va toʻplanib qolgan zarrachalarni ajratadigan mahalliy siljish kuchlari hamda suyuqlik oqimchalarini yuzaga keltiradi. Bu jarayon nanoqoʻshimchalarni suyuqlik boʻylab taqsimlashga yordam beradi va formulalarni takrorlanuvchan tarzda ishlab chiqishga koʻmaklashadi.
Ultratovush yordamida qaysi nanozarrachalarni yoqilgʻilarda dispersiyalash mumkin?
Yoqilgʻi formulalarida oʻrganilgan materiallar qatoriga seriy oksidi (CeO₂), alyuminiy oksidi (Al₂O₃), titan dioksidi (TiO₂), rux oksidi (ZnO) va uglerod nanonaychalari (CNTs) kiradi. Mos qoʻshimcha asosiy yoqilgʻi va koʻzlangan ishlash koʻrsatkichiga bogʻliq. Har bir kombinatsiya mos konsentratsiyalar, ishlov berish sharoitlari va barqarorlikni aniqlash uchun sinovdan oʻtkazilishini talab qiladi.
Nano-yoqilgʻi dispersiyasi va yoqilgʻi nanoemulsiyasi oʻrtasidagi farq nima?
Nanozarracha dispersiyasi suyuq yoqilgʻi ichida taqsimlangan qattiq zarrachalarni oʻz ichiga oladi. Yoqilgʻi nanoemulsiyasi bir suyuqlikning boshqa suyuqlikda dispersiyalangan juda kichik tomchilarini, masalan, dizeldagi suv tomchilarini oʻz ichiga oladi. Ultratovush har ikkala jarayonga ham yordam berishi mumkin. Nanozarrachalar va dispersiyalangan suyuqlik tomchilarini oʻz ichiga olgan formulalarda zarrachalar barqarorligini ham, emulsiya barqarorligini ham baholash kerak.
Ultratovushli dispersiyalash nanozarrachalarning choʻkishini oldini oladimi?
Ultratovush bilan ishlov berish aglomeratsiyani kamaytirishi va zarrachalarning dastlabki taqsimlanishini yaxshilashi mumkin, ammo uzoq muddatli barqarorlik formulaga ham bogʻliq. Zarrachalar xossalari, qoʻshimcha konsentratsiyasi, yoqilgʻi tarkibi va mos dispersantlar zarrachalarning muallaq holda qolish-qolmasligiga taʼsir qiladi. Saqlash sinovlari tayyor nano-yoqilgʻi moʻljallangan sharoitlarda maqbul taqsimlanishni qancha vaqt saqlashini aniqlashi kerak.
Ultratovush bilan ishlov berishning qaysi parametrlari eng muhim?
Asosiy parametrlar amplituda, kiritiladigan energiya, ishlov berish davomiyligi va haroratni oʻz ichiga oladi. Oqimda ishlov berish uchun hajmiy oqim tezligi va reaktor bosimi ham muhim. Bu sozlamalar formula bilan birgalikda baholanishi kerak. Kerakli dispersiyani hosil qiladigan sharoitlarni hujjatlashtirish takrorlanuvchan ishlov berishni yoʻlga qoʻyishga yordam beradi va keyingi miqyosni oshirishga koʻmaklashadi.
Ultratovush yordamida nano-yoqilgʻi ishlab chiqarishni laboratoriyadan uzluksiz ishlov berish miqyosiga oshirish mumkinmi?
Ha. Laboratoriya sinovlari ultratovushli oqim hujayrasida baholashdan oldin formula va ishlov berish sharoitlarini aniqlashi mumkin. Uzluksiz ishlashda yoqilgʻi nazorat qilinadigan ishlov berish zonasidan oʻtadi. Miqyosni oshirish kattaroq tizim moʻljallangan ishlov berish unumdorligida talab etilgan dispersiya sifati va barqarorlikka erishishini tasdiqlashi kerak.
Nano-yoqilgʻilar uchun Hielscher ultratovushli dispersiyalash qurilmasini qanday tanlayman?
Asosiy yoqilgʻi, nanozarracha turi va konsentratsiyasi, talab etilgan partiya hajmi yoki hajmiy oqim tezligi hamda maqsadli dispersiya sifatidan boshlang. Ish harorati va moʻljallangan saqlash muddatini ham kiriting. Bu maʼlumotlar qoʻllash sinovlari va ishlab chiqarishni rejalashtirish uchun ideal ultratovush qurilmasi, sonotrod va oqim hujayrasi konfiguratsiyasini tavsiya qilishimizga yordam beradi.
Adabiyotlar / Manbalar
- Asako, Yutaka & Mohamed, S.; Muhammad, Nura & Aziz, Arif; Yusof, Siti Nurul Akmal; Che Sidik, Nor Azwadi (2021): A comprehensive review of the influences of nanoparticles as a fuel additive in an internal combustion engine (ICE). Nanotechnology Reviews 9,2021. 1326-1349.
- D’Silva, R.; Vinoothan, K.; Binu, K.G.; Thirumaleshwara, B.; Raju, K. (2016): Effect of Titanium Dioxide and Calcium Carbonate Nanoadditives on the Performance and Emission Characteristics of C.I. Engine. Journal of Mechanical Engineering and Automation 6(5A), 2016. 28-31.
- Ghanbari, M.; Najafi, G.; Ghobadian, B.; Mamat, R.; Noor, M.M.; Moosavian, A. (2015): Adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) to predict CI engine parameters fueled with nano-particles additive to diesel fuel. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 100, 2015.
- Heydari-Maleney, K.; Taghizadeh-Alisaraei, A.; Ghobadian, B.; Abbaszadeh-Mayvan, A. (2017): Analyzing and evaluation of carbon nanotubes additives to diesohol-B2 fuels on performance and emission of diesel engines. Fuel 196, 2017. 110–123.
- Raj, N.M.; Gajendiran, M.; Pitchandi, K.; Nallusamy, N. (2016): Investigation on aluminium oxide nano particles blended diesel fuel combustion, performance and emission characteristics of a diesel engine. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 8(3), 2016. 246-257.