En resurseffektiv teknik för produktion av bränsleaerosoler har utvecklats vid Tomsk Polytechnic University. Utvecklingen kan användas för att snabbt tända pannorna i värmekraftverk och pannhus, i dieselgeneratorers förbränningskammare, såväl som i förbränningsmotorer i bilar. TPU-tekniken kommer att bidra till en kostnadseffektiv användning av bränslen och minska föroreningsnivån i miljön. På Power Engineers Day firade den 22 december i Ryssland, forskare från Heat Mass Transfer Simulation Laboratory vid TPU School of Energy &Power Engineering berättade om deras utveckling.

Enligt forskarna, ett av huvudproblemen med kraftteknik är sökandet efter förutsättningarna för effektiv antändning av bränsle, vilket är ett viktigt steg i de allra flesta värme- och kraftprocesser.

"Innan du eldar upp en pannugn med bränsle, den måste värmas upp till höga temperaturer. Vanligtvis, för det här syftet, förbränningsbränslen såsom eldningsolja, dieselbränsle och så vidare förbränns, " förklarar handledaren för forskargruppen Pavel Strizhak.

Den föreslagna tekniken hjälper till att minska ansträngningarna och spara resurser i processen med bränsletändning.

Forskarna skaffar aerosoler genom att använda tekniskt och avloppsvatten som innehåller 3-10 procent organiska föroreningar (bensin, fotogen, olja, turbin, transformator, kompressorolja, etc.). Dessa föroreningar stör inte och de bidrar till och med till malning och bättre förbränning av bränsle.

"Vi föreslår att insprutat bränsle mals direkt i förbränningskammaren. Det uppnås genom effekterna av explosiv kokning och spridning av droppar, " fortsätter Pavel Strizhak.

Dispergeringsprocessen är en finmalning av vätskor eller fasta ämnen för att erhålla finfördelade suspensioner, emulsioner, och pulver. TPU-forskare erhåller vattenemulsioner (en blandning av ämnen där en komponent består av de minsta partiklarna olösliga i den andra) och suspensioner (en blandning av ämnen där ett fast ämne är fördelat i form av de minsta partiklarna i ett flytande ämne i en avstängt tillstånd).

"Genomförandet av effekterna är möjligt när man tillsätter en liten mängd vatten (1-3 procent) till bränslesammansättningen. Dessutom, uppdelningen av droppar sker vid relativt låga temperaturer 150-300 ° C, " förklarar Pavel Strizhak.

Praktiskt taget, emulsioner och suspensioner injiceras i förbränningskammaren. Vid uppvärmning, explosiv förångning uppstår på grund av ett tryckfall vid gränsen för heterogena bränslekomponenter:två vätskor i emulsionen, och vätskor och partiklar i suspensioner. I båda fallen, den ursprungliga droppen pulveriseras till ett antal ännu mindre.

"Som ett resultat, vi får lättantändliga aerosoler, " sammanfattade Pavel Strizhak. "Som våra experiment visar, förångningsytan kan ökas med mer än 15 gånger. Det betyder att aerosolen värms upp, avdunsta och antändas 3-4 gånger snabbare än i bränsletillförselsystem som används i stor utsträckning idag. Det är, det är möjligt att avsevärt minska kostnaderna och påskynda tändningsprocessen."

Sådana aerosoler kan användas inte bara i produktionsanläggningar utan också i bilars förbränningsmotorer.

"På grund av den snabba antändningen, förbränningskammaren kommer att värmas upp snabbare, därför, mindre full kommer att spenderas. Förutom, tillsats av vatten till bränslet bidrar till att minska miljöföroreningarna, " konstaterar forskaren. Stora bilföretag är mycket intresserade av denna teknik. Till exempel, våra kollegor i Frankrike, Tyskland, och Italien genomför sådana experiment med dieselbränsle på uppdrag av BMV."

Enligt honom, totalt, tre vetenskapliga grupper arbetar med denna teknik i världen:de är

tyska forskare, ett samarbete mellan spanska, Brittiska och franska forskare, och forskarna vid Tomsk Polytechnic University.

"Utländska forskare arbetar med en sorts bränsle. Till exempel, i Tyskland används emulsion baserad på dieselbränsle och vatten. Vi kan arbeta med avlopp och flytande avfall, och detta utökar utbudet av möjligheter och praktiska tillämpningar av vårt arbete, ", tillägger Pavel Strizhak.

För närvarande, TPU-forskare skapar en experimentell databas som kommer att innehålla huvudparametrarna för bearbetning av uppvärmning, avdunstning, dispersion, och antändning av bränsledroppar av olika sammansättning under ett brett spektrum av yttre och inre förhållanden. I framtiden, Baserat på denna databas kommer forskarna att skapa prediktiva matematiska modeller som kommer att påskynda den kommersiella tillämpningen av TPU-utvecklingen.