Ультразвуковое эмульгирование биодизеля и дизельной воды

Что такое дизельная водная эмульсия?

Чтобы лучше понять, что такое водная эмульсия дизельного топлива, сначала необходимо обсудить процесс эмульгирования жидкостей.С химической точки зрения эмульгированная жидкость, также известная как дисперсия, представляет собой жидкость, в которой распределенные частицы одного материала диспергированы в другом материале.

Водяная эмульсия дизельного топлива представляет собой смесь воды, дизельного топлива и ряда присадок.Важно отметить, что дизельное топливо, представляющее собой масло, не растворяется в воде.Это означает, что когда вода диспергируется в дизельном топливе, она может эмульгироваться, но никогда не образует гомогенную жидкость.

Где используется эмульгированное топливо?

Смесь воды, дизельного топлива и нескольких присадок, известная как дизельная водная эмульсия, может использоваться в любом дизельном двигателе.

Однако важно понимать, что поскольку в топливную смесь добавлена ​​вода, энергия, которую может производить генератор, снижается.Эмульгированное топливо имеет компромисс: большее сокращение выбросов будет соответствовать большему снижению мощности генератора.Снижение мощности будет варьироваться в зависимости от уровня выбросов, которого пытаются достичь, но типичное снижение мощности составляет около 10-35%.

Часто сочетание использования дизельной водоэмульсии с эффективным дизель-генератором обеспечивает лучший расход топлива эмульсии.Во многих случаях выгоды от лучшего расхода топлива и снижения вредных выбросов двигателя намного перевешивают нежелательное снижение мощности двигателя.Помимо возможности использовать дизельные эмульсии в качестве источника топлива, существуют и вторичные преимущества, включая смягчение воздействия высоких температур, возникающих в результате сгорания, а также сокращение выбросов.

Снижение температуры горения

Во многих случаях желательно снижать и контролировать количество тепла, выделяемого двигателем или генератором под нагрузкой.Повышенное тепло может стать причиной преждевременного износа компонентов двигателя, разрушения жидкостей и сокращения срока службы оборудования.Многие исследования показали, что использование дизельной эмульсии в качестве источника топлива может эффективно снизить температуру сгорания, что дает все преимущества более низкой рабочей температуры, включая повышение эффективности двигателя, снижение износа компонентов и увеличение срока службы оборудования.

Другим основным преимуществом водотопливной эмульсии, снижающей рабочую температуру, является то, что она может повысить тепловой КПД двигателя.По определению, термический КПД — это отношение работы, совершаемой двигателем, к количеству тепла, выделяемого топливом и двигателем за одно и то же время работы.Повышенная тепловая эффективность означает более низкую температуру работающего оборудования и снижение расхода топлива.

Ультразвуковые водо-топливные эмульсии

Мощный ультразвук — это хорошо известная и проверенная технология создания мелкозернистых эмульсий с каплями микронного и нанодиапазона.Технология ультразвукового эмульгирования основана на кавитационных силах сдвига.С помощью ультразвуковой кавитации капли воды и топлива сводятся к минимуму до наноразмеров и смешиваются вместе, образуя мелкозернистую (нано-/мини-)эмульсию.

При ультразвуковой поточной эмульгации отдельные потоки топлива и воды можно точно отрегулировать так, чтобы обеспечить постоянное соотношение воды и топлива.

Ультразвуковые гомогенизаторы могут быть установлены непосредственно перед ТНВД, чтобы гомогенную водотопливную эмульсию можно было сразу впрыскивать в двигатель и избежать накопления топливной эмульсии.Когда водотопливная эмульсия впрыскивается в камеру сгорания, капли воды быстро испаряются из-за высоких температур, поскольку температура кипения воды намного ниже, чем у топлива.В процессе испарения капли воды взрываются микровзрывным способом и разбивают топливо на более мелкие капли.

Таким образом, вода-топливо распыляется в камере сгорания, так что топливо и воздух в камере сгорания лучше смешиваются, и топливо может сгореть полностью.Очень маленькие капли обеспечивают очень большую поверхность частиц, что приводит к большой границе раздела вода-масло с низким натяжением, что еще больше улучшает распыление. Это увеличивает эффективность сгорания, наконец, что приводит к значительному снижению затрат на топливо, которое превышает затраты на эмульгирование. Технология ультразвукового смешивания представляет собой поточный процесс, который можно легко модернизировать на существующих двигателях.Сам двигатель не требует доработок.

Экологические и экономические преимущества:

снижение выбросов NOx

снижение выбросов сажи

уменьшенный расход топлива

более полное сгорание

более низкие пиковые температуры сгорания

меньше засоров в котле