В ТПУ выяснили, как микрокапли воды меняют работу биотоплив

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) провели комплексное исследование и количественно просчитали, как микрокапли воды в составе биотоплива влияют на технологический цикл его использования — распыление, испарение, горение — и эмиссионные показатели. Результаты исследования помогут в будущем оптимизировать состав биотоплив для более стабильной и экологичной работы дизельных двигателей.

Биотопливо считается перспективной заменой нефтяному дизельному топливу. Однако разные виды биодизеля по-разному ведут себя в двигателях. На качество их распыления и сгорания влияет множество факторов: вязкость, поверхностное натяжение, плотность, состав жирных кислот и примесей. Кроме того, в составе биотоплива есть вода, которая одновременно снижает количество вредных выбросов и меняет распыление, испарение и стабильность факела горения топлива. Для практического использования биотоплива необходимо понимать, какая комбинация «сырье — вода — режим нагрева» дает лучший и стабильный результат.

Ученые Томского политеха провели комплексное исследование, чтобы выяснить, как капли воды влияют на микровзрывное разрушение биотоплив. Эксперименты проводили с дизельным топливом и биозиделем, полученным из рапсового масла, дистиллированного таллового масла и метиловых эфиров жирных кислот таллового масла. Капли этого топлива вводили в камеру конвективного нагрева при температуре газа от 450 до 750 К и цилиндрическую камеру сгорания. Параллельно ученые отслеживали изменения физико-химических свойств топлива, режимы разрушения капель, скорость испарения и состав выбросов.

«Вода в составе топлива при нагреве закипает раньше самого топлива, превращаясь в пар и разрывая каплю изнутри. Ранее эти процессы изучались учеными по отдельности: химики анализировали состав, теплофизики — испарение капель, инженеры — выбросы в установке. Мы объединили эти три уровня в одной экспериментальной схеме и смогли установить количественную связь между составом биодизеля, поведением отдельной водо-топливной капли и выбросами при ее сжигании», — рассказал один из авторов исследования, инженер-исследователь лаборатории тепломассопереноса ТПУ Роман Федоренко.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации