Ултразвучна емулзификација биодизела и дизел-воде

Шта је дизел водена емулзија?

Да бисмо најбоље разумели шта је дизел водена емулзија, прво морамо да разговарамо о процесу емулговања течности. Хемијски говорећи, емулгована течност, позната и као дисперзија, је течност у којој су дистрибуиране честице једног материјала дисперговане у другом материјалу.

Дизел водена емулзија је мешавина воде, дизел горива и неколико адитива. Важно је напоменути да се дизел гориво, које је уље, не може растворити у води. То значи да када се вода распрши у дизел гориво, може се емулговати, али никада неће формирати хомогену течност.

Где се користе емулгована горива?

Мешавина воде, дизел горива и неколико адитива, позната као емулзија дизел воде, може се користити у било ком дизел мотору.

Међутим, важно је разумети да је због тога што је вода додата у мешавину горива, смањена енергија коју генератор може да произведе. Емулгована горива имају компромис где ће веће смањење емисија одговарати већем смањењу капацитета генератора. Смањење капацитета ће варирати у зависности од нивоа емисија који се покушавају постићи, али типична смањења капацитета су око 10-35%.

Често, комбинација коришћења емулзије дизел воде са ефикасним дизел генератором обезбеђује бољу потрошњу горива емулзије. У многим случајевима, предности боље потрошње горива и смањења штетних емисија мотора далеко надмашују мање него пожељно смањење снаге мотора. Осим могућности коришћења дизел емулзија као извора горива, постоје и секундарне предности, укључујући ублажавање високих температура које су резултат сагоревања, као и смањење емисија.

Смањене температуре сагоревања

У многим случајевима, пожељно је смањити и контролисати количину топлоте коју мотор или генератор производи под оптерећењем. Повећана топлота може изазвати превремено хабање компоненти мотора, квар течности и смањење употребног века опреме. Многе студије су показале да коришћење дизел емулзије као извора горива може ефикасно да смањи температуру сагоревања што даје све предности ниже радне температуре укључујући повећану ефикасност мотора, смањено хабање компоненти и продужење животног века опреме.

Друга главна предност емулзије горива и воде која смањује радну температуру је да ово може повећати термичку ефикасност мотора. По дефиницији, топлотна ефикасност је однос рада мотора и количине топлоте коју производе гориво и мотор током истог радног времена. Повећана термичка ефикасност значи хладнији рад опреме и побољшану потрошњу горива.

Ултразвучне емулзије воде у гориву

Снажни ултразвук је добро позната и доказана технологија за стварање емулзија фине величине са капљицама у микронском и нано опсегу. Технологија ултразвучне емулзификације заснована је на кавитационим силама смицања. Ултразвучном кавитацијом, капљице воде и горива се минимизирају до нано величине и помешају се тако да се добије (нано-/мини) емулзија фине величине.

За ултразвучну инлине емулзификацију, одвојени токови горива и воде могу се прецизно подесити тако да се обезбеди константан однос воде и горива.

Ултразвучни хомогенизатори се могу инсталирати директно испред пумпе за убризгавање, тако да се хомогена емулзија воде и горива може одмах убризгати у мотор и избећи складиштење емулзије горива. Када се емулзија воде и горива убризгава у комору за сагоревање, капљице воде брзо испаравају због високих температура јер је тачка кључања воде много нижа у односу на гориво. Током процеса испаравања, капљице воде пуцају на микроексплозивни начин и разбијају гориво на мање капљице.

При томе се вода-гориво атомизује у комори за сагоревање тако да се гориво и ваздух у комори за сагоревање боље мешају и гориво може у потпуности да сагоре. Веома мале капљице нуде веома високу површину честица што резултира великим интерфејсом вода-уље ниске напетости, што додатно побољшава атомизацију. Ово повећава ефикасност сагоревања, што на крају резултира значајним смањењем трошкова горива, што превазилази трошкове за емулзификацију. Технологија ултразвучног мешања је инлине процес, који се лако може накнадно уградити на постојеће моторе. Сам мотор не захтева никакве модификације.

Еколошке и економске користи:

ниже емисије НОк

ниже емисије чађи

смањена потрошња горива

потпуније сагоревање

ниже вршне температуре сагоревања

мање прљања у котлу