Спасибо, что вы с нами!

В России показали, как успешно разбавлять топливо водой

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

Комментарии
...