Dizelda suvni yoqish uchun ultratovushli emulsiyalar

Dizel yoqilg'isi bilan ta'minlangan energiya generatorlari, kema dvigatellari va temir yo'l dvigatellari suv-dizel emulsiyalaridan foydalanganda samaraliroq ishlashi mumkin. Suv-dizel emulsiya yoqilg'isi yoqilg'i sarfini kamaytiradi, yonish haroratini pasaytiradi, tozalagichni yoqadi va NOx va kuyikish kabi chiqindilarni kamaytiradi. Ultrasonik emulsifikatsiya - dizel yoqilg'isidagi yuqori sifatli suvni ishlab chiqarishning ishonchli, sodda va samarali usuli.

Dizeldagi suvning ultratovushli emulsifikatsiyasi

Dizeldagi suv emulsiyalari (WiDE; W/D emulsion yoqilg'isi) modifikatsiyalangan dizel yoqilg'isiga alternativ bo'lib, unda 15% gacha suv mavjud. Aqua-yoqilg'i sifatida ham tanilgan, suv-dizel emulsiyalarida suv tomchilari ultratovushli ravishda doimiy dizel fazasiga emulsiyalanadi. Suyuqliklarning intensiv sonikatsiyasi akustik kavitatsiyani hosil qiladi. Kavitatsion kesish kuchlari tomchilarni buzadi va suv va dizel fazalarining bir hil emulsiyasini hosil qiladi.

Dizeldagi suv emulsiyasi

WiDE (W/D emulsiyasi) dizelda (uzluksiz/tashqi faza) suv tomchilarining (tarqalgan/ichki faza) tabiiy ravishda aralashmaydigan suyuqliklarining aralashmasi sifatida aniqlanadi. Emulsiyaning barqarorligini yaxshilash va aralashtirish energiyasiga bo'lgan ehtiyojni kamaytirish uchun past konsentratsiyalarda emulsiyalashtiruvchi vosita qo'shiladi.

ikki fazali emulsiya

Ikki fazali emulsiya hech qanday sirt faol moddadan foydalanmasdan dizeldagi suv aralashmasini tasvirlaydi. Ikki fazali WiDE uchun suv va dizelni oziqlantirish oqimlari dvigatelning to'g'ridan-to'g'ri oldida ultratovushli emulsiyalanadi. Ultrasonik ikki fazali suv-dizel emulsiyasi to'g'ridan-to'g'ri ultratovushli oqim hujayrali reaktordan yonish dvigateliga kiradi. Sirt faol moddasi bo'lmasa, emulsiya saqlash uchun emas, balki to'g'ridan-to'g'ri yonish uchun tayyorlanadi.

Suv-dizel emulsiyali yoqilg'i misoli

O'rnatish

Ithnin va boshqalar. (2018) bir silindrli, to'g'ridan-to'g'ri in'ektsiyali dizel dvigatelga suv-dizel emulsiya yoqilg'isi (WiDE) ta'sirini o'rganib chiqdi. Suv va dizel yoqilg'isi turli birliklarda saqlangan, ulardan miqdoriy jihatdan aralashtirish tizimiga o'tkazilgan. Aralashtirish tizimi yuqori kesish mikser va ultratovushli gomogenizatorning kombinatsiyasidan iborat edi. Kesuvchi mikser suv va dizelning xom oldindan aralashmasini ta'minladi, sonikatsiya esa nozik o'lchamli, bir xil emulsiya uchun ishlatilgan. Suv-dizel emulsiyasi 5% suv bilan tayyorlangan. Bir hil WiDE yoqilg'isi to'g'ridan-to'g'ri aralashtirish tizimidan dvigatelga o'tkazildi. Tayyorlangan WiDE yoqilg'isi hech qanday sirt faol moddalarni o'z ichiga olmaydi, shuning uchun uzoq muddatli barqaror bo'lmagan emulsiya yoqilg'isi (UW? D) deb nomlanadi. Dizel dvigatel to'rt xil yuk sharoitida (1 kVt (25%), 2 kVt (50%), 3 kVt (74%), 4 kVt (100%)) va 3000 rpm doimiy tezlikda sinovdan o'tkazildi. Yoqilg'i ishlashi va emissiya kabi ta'sirlarni solishtirish uchun sirt faol moddalar bilan barqarorlashtirilgan emulsiya yoqilg'isi (barqaror emulsiya (SW? D)) va toza dizel yoqilg'isi (D2) ham xuddi shu dvigatelda sinovdan o'tkazildi. Ham beqaror emulsiya, ham barqaror emulsiya uchun 5% suv sarflanadi.

Natijalar

Dvigatel sinovi shuni ko'rsatadiki, sirt faol moddasi bo'lmagan suv-dizel emulsiya yoqilg'isi (UW? D) dvigatelning sezilarli yaxshilanishiga olib keladi, bu bilan solishtirganda tormozning issiqlik samaradorligi (BTE) 3,59% ga oshadi va tormozning solishtirma yoqilg'i sarfi (BSFC) 3,89% ga kamayadi. dizel yoqilg'isini tozalash uchun. Emulsiya yoqilg'isi, ham barqarorlashtirilgan (SW? D) va barqaror bo'lmagan (UW? D) mikro-portlash hodisasi tufayli dvigatelning issiqlik samaradorligini oshirdi. Mikro-portlash hodisasi emulsiyalangan suv tomchilarining tez bug'lanishiga olib keladi. Kichik suv tomchilari neft bilan o'ralganligi sababli, kuchli bug'lanish jarayoni tomchilarni shiddatli ravishda juda nozik zarrachalarga aylantiradi, bu esa havo va yoqilg'ining aralashishiga yordam beradi. Tomchilarning buzilishi va havo bilan aralashishi yonish samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.
Natijalar shuni ko'rsatadiki, suv-dizel emulsiyasi yoqilg'isini real vaqt rejimida sirt faol moddalardan foydalanmasdan ishlab chiqarish va dvigatelga o'tkazish kontseptsiyasi juda yaxshi ishlaydi. Ultrasonik usulda tayyorlangan suv-dizel aralashmasining zudlik bilan o'tkazilishi saqlangan emulsiya yoqilg'isini barqarorlashtirish muammosini, shuningdek, sirt faol moddaga bog'liqlikni yo'q qiladi. Stabil bo'lmagan suv-dizel emulsiya yoqilg'isi (UW/D) 25 soniya ichida cho'kish bosqichiga etmasdan, o'zining emulsiya shaklini ishonchli saqlab turdi (quyidagi rasmga qarang).

Vaqt o'tishi bilan ultratovushli emulsiyalangan ater-in-dizel emulsiya yoqilg'isining tomchilatib ketishi a) 10 s, b) 25 s, c) 50 s va d) 132 s. (kattalashtirish 1000×) – Ithnin va boshqalar. 2018

Toza dizel yoqilg'isi bilan taqqoslaganda, dizeldagi suv emulsiya yoqilg'isi azot oksidi (NOx) va zarracha moddalarning (PM) chiqindi emissiyasini sezilarli darajada kamaytirdi va mos ravishda o'rtacha 31,66% va 16,33% ga kamayadi.

Umuman olganda, ultratovushli tayyorlangan emulsiyalar – beqaror yoki sirt faol modda tomonidan barqarorlashtirilgan – dizel yoqilg'isini tejash va chiqindi chiqindilarini kamaytirishga yordam beradi.
Ultratovush yordamida egzoz chiqindilari va yoqilg'i tejamkorligi yanada yashil bo'ladi!

Emulsiyalangan yoqilg'ining purkagich olovida birlamchi va ikkilamchi atomizatsiya.

Uch fazali emulsiya

Uch fazali emulsiya deb ham ataladigan uch fazali emulsiya suv, moy va sirt faol moddadan iborat. Ultrasonik emulsifikatsiya paytida suvning dizel fazasiga sirt faol moddasi qo'shiladi. Emulsifikatsiya qiluvchi vosita emulsiya barqarorligini uzaytiradi va dizel yoqilg'isidagi suvni saqlashga imkon beradi. W/D emulsiyasining barqarorligi emulsifikatorga, ultratovush jarayoni parametrlariga va haroratga bog'liq. Sirt faol moddalar va sonikatsiya parametrlarining to'g'ri kombinatsiyasi bilan WiDE ning sezilarli uzoq muddatli barqarorligiga erishish mumkin.

Ultrasonik emulsifikatsiya tizimini o'rnatish va qayta o'rnatish oddiy, xavfsiz va arzon. W/D emulsiyali yoqilg'ilarni har qanday an'anaviy dizel dvigatellari (masalan, energiya generatorlari, temir yo'l dvigatellari, kema dvigatellari) bilan birgalikda o'zgartirishlarsiz ishlatish mumkin.

WiDE yoqilg'ilarini nima samaraliroq qiladi? – Mikro-portlash hodisasi

Dizeldagi suv emulsiya yoqilg'isi doimiy dizel fazasida to'xtatilgan suv zarralaridan iborat. Yonilganda, emulsiya yoqilg'isidagi mayda o'lchamdagi suv tomchilari dizel yoqilg'isiga qaraganda tezroq qizib ketish bosqichiga etib boradi va yonish paytida bug'ning kengayish parchalanishini (o'z-o'zidan portlash) hosil qiladi va juda nozik zarrachalarni hosil qiladi. Qabul qilinadigan havo bilan birlashtirilgan daqiqali zarrachalarning sirt maydonining ortishi tufayli havo va yoqilg'ining aralashuvi sezilarli darajada yaxshilanadi va shu bilan yonish samaradorligini oshiradi. (Ivanov, Nevedov, 1965)

Yuqori samarali ultratovushli emulsifikatsiya tizimlari

Hielscher Ultrasonics yuqori sifatli (nano-) emulsiyalarni uzluksiz ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovushli protsessorlarni etkazib beradi. Yuqori ultratovush ishlashi, mustahkamligi va kichik izi Hielscher Ultrasonicators-ni dizeldagi suvli emulsiya yoqilg'ilari uchun ideal aralashtirish tizimiga aylantiradi. Yonish dvigateliga to'g'ridan-to'g'ri quyish uchun emulsiya yoqilg'ilarini yoki saqlash va keyinroq yonish uchun barqaror emulsiya yoqilg'ilarini ishlab chiqarishni xohlaysizmi, Hielscher Ultrasonics ilovangiz uchun eng mos sozlamaga ega. Temir yo'l lokomotivlari va ichki dengiz kemalariga integratsiya qilish uchun kichikroq ultratovushli emulsiya tizimlaridan elektr stantsiyalari va ulkan dengiz kemalari uchun katta hajmdagi akva-yoqilg'i ishlab chiqarishgacha. – ultratovushli protsessorlarimiz klasterlarimiz har qanday hajmdagi emulsiya yoqilg'isini qayta ishlashga imkon beradi.
Yuqori ultratovush chiqishi, ishonchliligi va mustahkamligidan tashqari, Hielscher Ultrasonics’ sanoat ultratovushli protsessorlari aniq nazorat qilinishi va kuzatilishi mumkin. Harorat va bosim sensorlari ma'lumotlarni generatorga uzatadi, bu erda amplituda, aniq va umumiy energiya, harorat va bosim kabi barcha muhim jarayon parametrlari o'rnatilgan SD-kartada qayd etiladi. Intellektual dasturiy ta'minot nazorati doimiy yuqori sifatli standartlashtirilgan emulsiya yoqilg'isi uchun jarayonning aniq parametrlarini o'rnatish va o'rnatish imkonini beradi. Ko'ylakli ultratovushli oqim reaktorini samarali sovutish mumkin va emulsiyani belgilangan haroratlarda qayta ishlashga imkon beradi. Bizning ultratovush uskunamizning mustahkamligi og'ir yuklarda va qiyin sharoitlarda 24/7 ishlash imkonini beradi.
Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan: