211service.com
Superkritinis kuro įpurškimas
Niujorko mokslininkai pademonstravo superkritinę dyzelinio kuro įpurškimo sistemą, kuri gali sumažinti variklio išmetamų teršalų kiekį 80 procentų ir padidinti bendrą efektyvumą 10 procentų.
Superkritinis: Ši laboratorinė įranga naudojama tiriant superkritinį dyzelinį kurą.
Dyzeliniai varikliai paprastai yra efektyvesni nei benzininiai, tačiau kompromisas yra tas, kad jie paprastai labiau teršia. Kadangi dyzelinas yra sunkus, klampus ir mažiau lakus nei benzinas, degimo metu ne visi degalai sudegina, todėl anglies junginiai išsiskiria kaip kenksmingi kietųjų dalelių suodžiai. Didesnė degimo temperatūra, reikalinga dyzelinui deginti, taip pat padidina azoto oksidų emisiją.
Skystis tampa superkritinis, kai jo temperatūra ir slėgis viršija kritinį ribinį tašką, todėl jis įgauna naujas skysčio ir dujų savybes. George'as Anitescu, mokslinis bendradarbis Biomedicinos ir chemijos inžinerijos katedra Sirakūzų universitete Niujorko valstijoje, kuris sukūrė naują variklio konstrukciją, teigia, kad superkritinį dyzeliną galima deginti efektyviau ir švariau.
Pakėlus dyzeliną į superkritinę būseną prieš įpurškiant jį į variklio degimo kamerą, klampumas tampa mažiau problema, sako Anitescu. Be to, didelė superkritinių skysčių molekulinė difuzija reiškia, kad kuras ir oras susimaišo beveik akimirksniu. Taigi, užuot bandę sudeginti palyginti didelius kuro lašelius oro apsuptyje, išgaravęs kuras tolygiau susimaišo su oru, todėl dega greičiau, švariau ir visapusiškiau. Tam tikra prasme tai tarsi tarpinis tarpas tarp dyzelino ir benzino, tačiau turintis abiejų privalumų, sako Anitescu, kuris savo darbą pristatė praėjusią savaitę Variklių efektyvumo ir emisijų tyrimų kryptys , konferencijoje, vykusioje Dearborn, MI.
Anksčiau dyzelino veikimui pagerinti buvo naudojamas kitas susijęs metodas, vadinamas homogeniniu įkrovos kompresiniu uždegimu. Tai apima išankstinį dyzelino ir oro sumaišymą prieš įpurškiant jį kaip garus į degimo kamerą esant aukštam slėgiui. Tačiau nors šis mišinys dega efektyviau, jis taip pat apsunkina degimo kontrolę, o tai gali sukelti variklio beldimą: variklio cilindruose atsiranda smūgių bangos, kurias sukelia nesudegusių degalų ir oro kišenės. Priešingai, superkritinis dyzelino įpurškimas išskiria labai mažus į garus panašius lašelius, bet kurių degalų tankis prilygsta skysčiui, sako Anitescu.
Andreasas Birgelis , Londono universiteto koledžo (JK) Vidaus degimo variklių ir degalų sistemų tyrimų grupės mokslininkas teigia, kad yra daug susidomėjimo lengviau išgaruojančio dyzelino gamyba, pavyzdžiui, naudojant kukurūzų arba rapsų aliejų biodyzelinui gaminti. santykinai mažas klampumas. Kitas būdas – įprastą dyzeliną apdoroti priedais, sako jis.
Kad dyzelinas pasiektų superkritinę būseną, Anitescu degalų sistema pirmiausia turi jį įkaitinti iki maždaug 450 laipsnių Celsijaus esant maždaug 60 000 000 Paskalų slėgiui. Anitescu sako, kad pasiekti slėgį nėra problema, tačiau padidinti temperatūrą reikalauja daugiau pastangų.
Kadangi kuro sistemos paprastai veikia žemesnėje nei 80 laipsnių Celsijaus temperatūroje, Anitescu ir jo kolegos panaudojo variklio išmetamųjų dujų šilumą, kad pakeltų degalų temperatūrą. Tai sukelia papildomų komplikacijų. Turite neleisti jam koksuoti, sako jis. Koksavimas įvyksta, kai reaguoja degaluose esantys angliavandeniliai, todėl susidaro lipnios nuosėdos, dėl kurių gali sugesti degalų sistema. Reiškinio galima išvengti skiedžiant degalus priedu, pavyzdžiui, anglies dioksidu ar vandeniu. Sirakūzų variklyje įvedamas nedidelis išmetamųjų dujų kiekis, kuris veiktų kaip kokso slopinimo agentas. Ši technika žinoma kaip išmetamųjų dujų recirkuliacija.
Sistema buvo išbandyta tik laboratorijoje, tačiau prototipas gali būti paruoštas bandymams iki metų pabaigos, sako Anitescu. Kuro sistema skirta naudoti įprastus degalų purkštukus, nors jie skirti dirbti su įprastais skysčiais. Anitescu teigia, kad gali būti įmanoma pagerinti našumą perjungiant į skystą būseną, kuri yra šiek tiek žemiau superkritinės. Tai gali leisti išgaruoti, o purkštukai geriau veikia. Čia turime daug galimybių, sako jis.
Toje pačioje konferencijoje Transoninis degimas , įmonė, įsikūrusi Kamarijo mieste, Kalifornijoje, pristatė informaciją apie alternatyvų superkritinio kuro naudojimo būdą, apimantį naują degalų purkštuką ir visos variklio vožtuvų sistemos bei degimo kameros projektavimą.
Tačiau taikant bet kurį metodą superkritiškumas neapsieina be jokių išlaidų, sako Birgelis. Vis tiek reikia klampumo, nes dauguma dyzelinių degalų sistemų priklauso nuo tepimo kuro, sako jis.
Tai yra problema, kurią dar reikia išspręsti, pripažįsta Anitescu. Jis sako, kad galbūt būtų galima įvesti tepalų, bet to prireiktų tik paskutiniame kuro sistemos etape, kai skystis yra karščiausias. Jis sako, kad subkritinio kuro atveju tai gali būti ne problema.