Dizel yoqilgʻisidagi suvni yoqish uchun ultratovush yordamida tayyorlangan emulsiyalar

Dizel yoqilgʻisida ishlaydigan elektr generatorlari, kema dvigatellari va temiryoʻl dvigatellari dizel yoqilgʻisidagi suv emulsiyalaridan foydalanilganda samaraliroq ishlashi mumkin. Suv-dizel emulsion yoqilgʻilari yoqilgʻi sarfini kamaytiradi, yonish haroratini pasaytiradi, tozaroq yonadi hamda NOx va qurum kabi chiqindilarni kamaytiradi. Ultratovush yordamida emulsiyalash dizel yoqilgʻisidagi suv asosida yuqori sifatli yoqilgʻilar ishlab chiqarishning ishonchli, oddiy va samarali usulidir.

Dizel yoqilgʻisidagi suvni ultratovush yordamida emulsiyalash

Dizel yoqilgʻisidagi suv emulsiyalari (WiDE; W/D emulsion yoqilgʻisi) tarkibida 15% gacha suv boʻlgan, modifikatsiyalangan muqobil dizel yoqilgʻisidir. Akvayoqilgʻi deb ham ataladigan suv-dizel emulsiyalarida suv tomchilari uzluksiz dizel fazasiga ultratovush yordamida emulsiyalanadi. Suyuqliklarga intensiv ultratovush bilan ishlov berish akustik kavitatsiyani hosil qiladi. Kavitatsion siljish kuchlari tomchilarni parchalab, odatda oʻzaro aralashmaydigan suv va dizel fazalaridan bir jinsli emulsiya hosil qiladi.

Dizel yoqilgʻisidagi suv emulsiyasi

WiDE (W/D emulsiyasi) tabiiy ravishda oʻzaro aralashmaydigan suyuqliklar – dizel yoqilgʻisi (uzluksiz/tashqi faza) ichidagi suv tomchilari (dispers/ichki faza) aralashmasi sifatida taʼriflanadi. Emulsiya barqarorligini oshirish va aralashtirish uchun zarur energiyani kamaytirish maqsadida past konsentratsiyalarda emulsiyalovchi modda qoʻshiladi.

Ikki fazali emulsiya

Ikki fazali emulsiya hech qanday sirt faol moddadan foydalanmasdan suvning dizel yoqilgʻisidagi aralashmasini ifodalaydi. Ikki fazali WiDE uchun suv va dizel yoqilgʻisini uzatish oqimlari bevosita dvigatel oldida ultratovush yordamida emulsiyalanadi. Ultratovush yordamida tayyorlangan ikki fazali dizel yoqilgʻisidagi suv emulsiyasi ultratovushli oqim hujayrasi reaktoridan toʻgʻridan-toʻgʻri ichki yonuv dvigateliga oʻtadi. Sirt faol moddasiz emulsiya saqlash uchun emas, bevosita yoqish uchun tayyorlanadi.

Suv-dizel emulsion yoqilgʻisi boʻyicha amaliy tadqiqot

Tajriba qurilmasi

Ithnin va boshq. (2018) dizel yoqilgʻisidagi suv emulsion yoqilgʻisining (WiDE) bir silindrli, bevosita purkashli dizel dvigateliga taʼsirini oʻrgandilar. Suv va dizel yoqilgʻisi alohida idishlarda saqlanib, ulardan aralashtirish tizimiga miqdoriy tarzda oʻtkazildi. Aralashtirish tizimi yuqori siljish kuchlarini hosil qiluvchi aralashtirgich va ultratovushli gomogenizator birikmasidan iborat edi. Siljish kuchlarini hosil qiluvchi aralashtirgich suv va dizel yoqilgʻisining dastlabki dagʻal aralashmasini tayyorladi, ultratovush bilan ishlov berish esa mayda tomchili, bir xil emulsiya olish uchun qoʻllanildi. Suv-dizel emulsiyasi 5% suv bilan tayyorlandi. Bir jinsli WiDE yoqilgʻisi aralashtirish tizimidan toʻgʻridan-toʻgʻri dvigatelga uzatildi. Tayyorlangan WiDE yoqilgʻisida hech qanday sirt faol modda boʻlmaganligi sababli u uzoq muddat davomida beqaror boʻlgan emulsion yoqilgʻi (UW/D) deb ataldi. Dizel dvigateli toʻrt xil yuklama sharoitida (1 kW (25%), 2 kW (50%), 3 kW (74%), 4 kW (100%)) va 3000 rpm doimiy aylanish tezligida sinovdan oʻtkazildi. Yoqilgʻining ishlash koʻrsatkichlari va chiqindilar kabi taʼsirlarni taqqoslash uchun ayni dvigatelda sirt faol modda bilan barqarorlashtirilgan emulsion yoqilgʻi (barqaror emulsiya (SW/D)) va sof dizel yoqilgʻisi (D2) ham sinovdan oʻtkazildi. Beqaror emulsiya uchun ham, barqaror emulsiya uchun ham 5% suv ishlatiladi.

Natijalar

Dvigatel sinovi shuni koʻrsatadiki, sirt faol moddasiz suv-dizel emulsion yoqilgʻisi (UW/D) sof dizel yoqilgʻisiga nisbatan tormoz quvvati boʻyicha termik foydali ish koeffitsiyentini (BTE) 3,59% oshirib, tormoz quvvati boʻyicha solishtirma yoqilgʻi sarfini (BSFC) 3,89% kamaytiradi va shu orqali dvigatel koʻrsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilaydi. Barqarorlashtirilgan (SW/D) va barqarorlashtirilmagan (UW/D) emulsion yoqilgʻilarning ikkalasi ham mik portlash hodisasi tufayli dvigatelning termik foydali ish koeffitsiyentini oshirdi. Mikroportlash hodisasi emulsiyalangan suv tomchilarining tez bugʻlanishiga sabab boʻladi. Juda mayda suv tomchilari moy bilan oʻralganligi sababli intensiv bugʻlanish jarayoni tomchilarni keskin ravishda juda mayda zarrachalarga parchalaydi, bu esa havo va yoqilgʻining aralashishini yaxshilaydi. Tomchilarning parchalanishi va havo bilan aralashishi yonish samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.
Natijalar shuni koʻrsatadiki, sirt faol moddadan foydalanmasdan suv-dizel emulsion yoqilgʻisini real vaqt rejimida ishlab chiqarish va dvigatelga uzatish konsepsiyasi juda yaxshi ishlaydi. Ultratovush yordamida tayyorlangan suv-dizel aralashmasini darhol uzatish saqlanadigan emulsion yoqilgʻini barqarorlashtirish muammosini ham, sirt faol moddaga bogʻliqlikni ham bartaraf etadi. Beqaror suv-dizel emulsion yoqilgʻisi (UW/D) 25sec davomida choʻkish bosqichiga oʻtmasdan oʻzining emulsiya shaklini ishonchli saqlab turdi (quyidagi rasmga qarang).

Ultratovush yordamida emulsiyalangan dizel yoqilgʻisidagi suv emulsion yoqilgʻisi tomchilarining vaqt oʻtishi bilan oʻzgarishi: a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s va d) 132 s. (1000× kattalashtirish) – Ithnin va boshq. 2018

Sof dizel yoqilgʻisi bilan taqqoslaganda, dizel yoqilgʻisidagi suv emulsion yoqilgʻisida chiqindi gazlar bilan ajraladigan azot oksidlari (NOx) va qattiq zarrachalar (PM) miqdori sezilarli darajada kamayadi; oʻrtacha kamayish mos ravishda 31,66% va 16,33% ni tashkil etadi.

Umuman olganda, ultratovush yordamida tayyorlangan emulsiyalar – beqaror boʻladimi yoki sirt faol modda bilan barqarorlashtirilgan boʻladimi – dizel yoqilgʻisini tejashga va chiqindi gazlar miqdorini kamaytirishga yordam beradi.
Ultratovush yordamida ekologik tozaroq chiqindi gazlar va yoqilgʻi tejamkorligi!

Emulsiyalangan yoqilgʻining purkama alangasida birlamchi va ikkilamchi mayda tomchilarga parchalanish.

Uch fazali emulsiya

Uch fazali emulsiya suv, moy va sirt faol moddadan iborat. Suvni dizel fazasiga ultratovush yordamida emulsiyalash vaqtida sirt faol modda qoʻshiladi. Emulsiyalovchi modda emulsiyaning barqarorlik muddatini uzaytiradi va dizel yoqilgʻisidagi suv yoqilgʻisini saqlash imkonini beradi. W/D emulsiyasining barqarorligi emulgatorga, ultratovush jarayoni parametrlariga va haroratga bogʻliq. Sirt faol modda va ultratovush bilan ishlov berish parametrlarining toʻgʻri birikmasi yordamida WiDE ning uzoq muddatli sezilarli barqarorligiga erishish mumkin.

Ultratovushli emulsiyalash tizimini oʻrnatish va mavjud uskunaga qoʻshimcha jihoz sifatida oʻrnatish oddiy, xavfsiz va arzon. W/D emulsion yoqilgʻilarini har qanday odatiy dizel dvigatellari (masalan, elektr generatorlari, temiryoʻl dvigatellari, kema dvigatellari) bilan hech qanday oʻzgartirishsiz qoʻllash mumkin.

WiDE yoqilgʻilarini nima samaraliroq qiladi? – Mikroportlash hodisasi

Dizel yoqilgʻisidagi suv emulsion yoqilgʻilari uzluksiz dizel fazasida muallaq turgan suv zarrachalaridan iborat. Yonish vaqtida emulsion yoqilgʻidagi mayda suv tomchilari dizel yoqilgʻisiga qaraganda oʻta qizigan holatga tezroq yetadi va bugʻning kengayishi tufayli parchalanishni (oʻz-oʻzidan portlashni) yuzaga keltirib, juda mayda zarrachalar hosil qiladi. Kiruvchi havo bilan birikkan juda mayda zarrachalarning sirt maydoni oshishi tufayli havo va yoqilgʻining aralashishi sezilarli darajada yaxshilanadi va shu orqali yonish samaradorligi ortadi. (Ivanov, Nevedov 1965)

Yuqori unumdorlikdagi ultratovushli emulsiyalash tizimlari

Hielscher Ultrasonics yuqori sifatli (nano-)emulsiyalarni uzluksiz ishlab chiqarish uchun yuqori unumdorlikdagi ultratovushli protsessorlarni yetkazib beradi. Yuqori ultratovush samaradorligi, mustahkamlik va kam joy egallashi Hielscher ultratovush qurilmalarini dizel yoqilgʻisidagi suv emulsion yoqilgʻilari uchun ideal aralashtirish tizimiga aylantiradi. Ichki yonuv dvigateliga bevosita purkash uchun emulsion yoqilgʻilar yoki saqlash va keyinchalik yoqish uchun barqaror emulsion yoqilgʻilar ishlab chiqarmoqchi boʻlsangiz, Hielscher Ultrasonics sizning qoʻllanishingiz uchun eng mos qurilmalar majmuasiga ega. Temiryoʻl lokomotivlari va ichki suv yoʻllarida qatnovchi kemalarga integratsiya qilish uchun kichikroq ultratovushli emulsiyalash tizimlaridan tortib, elektr stansiyalari va ulkan dengiz kemalari uchun katta hajmlarda akvayoqilgʻi ishlab chiqarishgacha – ultratovushli protsessorlarimiz klasterlari istalgan hajmdagi emulsion yoqilgʻiga ishlov berish imkonini beradi.
Yuqori ultratovush chiqish quvvati, ishonchlilik va mustahkamlikdan tashqari, Hielscher Ultrasonics sanoat ultratovushli protsessorlarini aniq boshqarish va kuzatish mumkin. Harorat va bosim datchiklari maʼlumotlarni generatorga uzatadi; u yerda amplituda, sof va umumiy energiya, harorat va bosim kabi barcha muhim jarayon parametrlari oʻrnatilgan SD-kartaga yoziladi. Intellektual dasturiy boshqaruv doimiy ravishda yuqori sifatga ega standartlashtirilgan emulsion yoqilgʻi uchun aniq jarayon parametrlarini belgilash va sozlash imkonini beradi. Qobiqli ultratovushli oqim reaktorini samarali sovitish mumkin va u emulsiyaga belgilangan haroratlarda ishlov berish imkonini beradi. Ultratovush uskunalarimizning mustahkamligi katta yuklamalarda va murakkab muhitlarda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadval ultratovush qurilmalarimizning taxminiy ishlov berish unumdorligi haqida tasavvur beradi: