Текст уведомления здесь

В России показали, как успешно разбавлять топливо водой

Оказалось, что можно добиться горения даже таких смесей, где воды куда больше, чем самого топлива.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Объединенного института высоких температур РАН изучили процесс горения смесей из углеводородов и большого количества воды. В результате им удалось установить ключевые факторы, при которых топливо может гореть, несмотря на смешивание с H20. Сжигание топливно-водных эмульсий имеет заметные преимущества перед сжиганием чистого топлива из-за улучшения режима охлаждения двигателя. В итоге возникает возможность одновременно снизить потребление топлива и увеличить мощность ДВС на больших оборотах. Впрочем, у такого способа есть и свои недостатки, в основном преодоленные в последние годы. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the Combustion Institute.

Авторы работы использовали топливно-водные эмульсии на основе н-гептана (октановое число — ноль), смешанного с водой, пузырьками кислорода и поверхностно-активным веществом, подобным тому, что добавляют в бытовые моющие средства. Ученые поджигали эту смесь и записывали процесс ее горения с помощью высокоскоростной видеокамеры. В результате им удалось добиться довольно необычных результатов: в их экспериментах горели смеси, где воды было до 87 процентов по массе и до 95 процентов по объему.

Если бы не добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ), то возгорание в эмульсии не происходило бы, отмечают исследователи, вода тушила бы любые процессы горения. Однако за счет ПАВ происходила изоляция областей, где шло горение, от областей, где находились капельки воды, что и позволяло эмульсии продолжать гореть даже при большой массовой доле воды.

Ученые показали, что скорость сгорания тем выше, чем меньше в диаметре капли топливо-воздушной смеси, поэтому наилучшие результаты получаются при сжигании смеси, где воды не более 80 процентов — в этом случае капли образуются оптимальными по диаметру.

Добавление воды в топливо имеет практический смысл, несмотря на то что она не горит. Дело в том, что при нормальном процессе горения часть энергии тратится на испарение капелек топлива, осевших на стенки камеры сгорания. Если избыток топлива не будет испаряться с этих стенок, то они начнут перегреваться, что нарушит оптимальные температурные параметры цилиндров ДВС и вызовет снижение его КПД. Если же в топливную смесь добавлена вода, то вместо топлива на стенках цилиндров будет оседать влага и при ее испарении цилиндры хорошо охлаждаются (испарение воды забирает больше тепловой энергии), что позволяет поднять мощность двигателя при прочих равных.

Кроме того, в цилиндры можно впрыскивать меньше топлива, и та его часть, которая в обычном ДВС не может эффективно сгореть и вынужденно работает на охлаждение цилиндров, при использовании топливно-водной смеси перестает тратиться понапрасну, заметно снижая расход топлива.

Впервые добавлять воду в топливо начали еще в немецкой авиации времен Второй мировой войны, но в автомобилестроении схема долгое время не использовалась — возникала угроза коррозии стенок цилиндров. В последние годы появилась система, откачивающая воду из цилиндров после остановки ДВС, и схему стали активно внедрять в относительно массовых автомобилях.

Добавить в закладки
Комментарии
Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы