• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
1 сентября, 09:25
ТПУ
19
14,8 тыс

Добавление воды в топливо ускорило его сгорание

❋ 4.6

Ученые ТПУ совместно с коллегами провели эксперименты и с высокой точностью предсказали кинетические характеристики воспламенения и сгорания топлива с добавлением воды. Результаты показали, что топливо с небольшой добавкой воды сгорает на 7-14% быстрее по сравнению с однородным углеводородным топливом. В будущем это может помочь в разработке более экологичных и ресурсоэффективных систем сжигания альтернативных топлив.

Вода ускорила сгорание топлива / © Александр Волков, пресс-служба ТПУ

Исследование ученых поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Fuel.

Основным требованием, предъявляемым сегодня к альтернативным и композиционным жидким топливам, является их экологичность, а именно сокращение эмиссии вредных выбросов в атмосферу. Для достижения этих целевых показателей в топлива добавляются различные растительные добавки (масла и эфиры) и промышленные отходы. Среди перспективных добавок также выделяют промышленную и сточную воду.

Однако ее добавление в камеру сгорания существенно влияет на кинетические характеристики сгорания топлива. Экспериментальных данных о каплях и формирующихся топливовоздушных смесях, качественно и количественно описывающих влияние добавки воды в топливо, в научной литературе нет.

Ученые лаборатории тепломассопереноса совместно с коллегами из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук провели серию экспериментов с керосином и изооктаном, в которые они добавляли воду концентрацией в пределах до 10%.

Исследование проводилось с применением нескольких методов — физического моделирования процесса воспламенения топливовоздушной смеси в ударной трубе и микровзрывного измельчения композиционных капель в модельной камере сгорания. Это позволило измерить характеристики быстропротекающих процессов с высокой точностью и достоверностью в условиях, приближенных к реальным.

«В ходе экспериментов мы установили, что добавление воды к жидкому углеводородному топливу не только ускоряет процесс его сгорания, но и способствует снижению эмиссии оксидов серы и азота в атмосферу. Ускоренное воспламенение топливовоздушной смеси после прогрева и испарения углеводородного топлива с водой связано с увеличением концентрации радикалов гидроксильной группы. Это доказывает, что вода может выступать в роли триггера быстрого и интенсивного сгорания углеводородного топлива», — отмечает один из авторов исследования, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Антонов.

По словам ученых, добавление 10% воды в жидкое углеводородное топливо сокращает время задержки его воспламенения на 7-14% в зависимости от условий нагрева и концентраций компонентов топливовоздушной смеси.

На основании полученных данных политехники вывели выражения для предсказаний задержки воспламенения и времени распада капель углеводородного топлива, содержащего воду.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Томский политехнический университет — старейший технический вуз в азиатской части России и один из лучших инженерных университетов страны. Входит в топ-10 национальных, топ-100 международных предметных рейтингов и участвует в программе «Приоритет 2030». ТПУ — признанный научный и образовательный центр мирового уровня в области атомной и водородной энергетики, добычи и транспорта нефти и газа, IT, неразрушающего контроля, энергетики и электротехники, электроники, нанотехнологий, биотехнологий. В нашей колонке рассказываем о последних результатах работы ученых Томского политеха. О самом главном — просто и интересно.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 декабря, 10:30
Редакция Naked Science

Во Франции достраивают международный термоядерный реактор ИТЭР, в проекте которого Россия выступила и инициатором, и поставщиком ключевых компонентов: например, таких, как сверхпроводники, позволяющие магнитам токамака удерживать плазму при температуре до полутора сотен миллионов градусов. Но одновременно с этим проектом в нашей стране работают над национальным проектом токамака с реакторными технологиями (ТРТ), строительство которого начинается во второй половине 2020-х годов. Что будет отличать его от ИТЭР и других реакторов-предшественников — в инфографике Naked Science.

12 декабря, 16:32
Максим Абдулаев

Исследователи из Орегонского университета здоровья и науки установили, что хронический недостаток сна снижает среднюю продолжительность жизни населения сильнее, чем безработица или отсутствие медицинской страховки. Масштабный анализ данных по всем округам США показал: недосып — второй по значимости поведенческий фактор риска ранней смерти, он уступает лидерство только курению.

12 декабря, 17:06
Редакция Naked Science

Турецкие археологи обнаружили раннехристианскую фреску с изображением «Доброго Пастыря Иисуса». Этот мотив крайне редко встречается в Анатолии. Возможно, найденная фреска — единственная работа такого типа во всем регионе.

9 декабря, 14:52
Адель Романова

В некоторых звездных системах, близких к Солнцу, наблюдают массивные скопления небольших небесных тел наподобие нашего пояса Койпера. Недавние расчеты показали, что прямо сейчас два-три объекта оттуда могут пролетать по Солнечной системе. Впрочем, ни к одному из уже открытых межзвездных гостей это не относится.

8 декабря, 13:38
Александр Березин

Новые материалы позволяют построить атомные реакторы и для полетов в космос, и для получения зеленой и более дешевой электроэнергии на Земле. Технологии, лежащие в основе их создания, помогают даже выращивать биологические ткани для замены поврежденных. Мы поговорили обо всем этом с научным руководителем направления «Материалы и технологии» Госкорпорации «Росатом», первым заместителем директора частного учреждения «Наука и инновации» Алексеем Дубом.

8 декабря, 10:39
Илья Гриднев

Ученые впервые на практике реализовали знаменитый мысленный эксперимент с «подвижной щелью», который обсуждали Бор и Эйнштейн почти 100 лет назад. Опыт с отдельным атомом показал, что попытка отследить путь частицы неизбежно разрушает ее волновые свойства.

8 декабря, 13:09
Александр Березин

С 2010-х в «Роскосмосе» говорили: будущая РОС сможет пролетать над полюсом, что даст ей возможности для новых научных экспериментов. Но вскоре после того, как в ноябре 2025 года Россия временно лишилась возможности запускать людей в космос, эта позиция изменилась. В результате запускать космонавтов с космодромов нашей страны станет довольно сложно.

29 ноября, 12:42
Александр Березин

Позавчера, 27 ноября 2025 года, при запуске космонавтов к МКС на стартовую площадку № 31 упала кабина обслуживания стартового комплекса. Это означает, что новые пуски оттуда до починки невозможны. К сожалению, в 2010-х годах, в рамках «оптимизации» расходов, резервную площадку (с которой летал Юрий Гагарин) упразднили. Поэтому случилось беспрецедентное: в XXI веке страна с пилотируемой космической программой осталась без средств запуска людей на орбиту. Пока ремонт не закончится, проблема сохранится. Чем это может грозить?

27 ноября, 20:20
Максим Абдулаев

Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

19 Комментариев
Как а
07.09.2025
-
0
+
Увлажнитель воздуха на ультра звуке вам в помошь
В Институте теплофизики СО РАН давно занимаются экологичной сжиганием углеводородного топлива с добавлением паров воды со сверхзвуковой скоростью. Уже собраны как экспериментальные стенды, так и промышленная установка.
Red Wolf
07.09.2025
-
0
+
Ало, люди! Установка водометанола для ДВС уже давно на рынке, изучите
-
0
+
Я об этом ещё в Юном Технике читал в середине 80-х. Там была статья про двух немецких инженеров, придумавших способ добавления воды в камеру сгорания.Кажется методом впрыска. Давно это уже было, точно не помню. Но точно помню состав. Описано было 20% воды и 80% топлива. Посмотрите на поршня двигателей, в которых тосол в камеру сгорания попадает. Поверхность поршня выглядит как будто с магазина только что. Нагара 0.
-
0
+
Воднотопливная эмульсия давно известная история. Хороша для дизельгенераторов и подобных агрегатов для постоянной работы. Если долго постоит без работы начинает ржаветь что может ржаветь и расслаивается эмульсия на топливо и воду
-
0
+
40 лет назад в Томске Потехин Юрий Иванович делал приспособление, которое создавало пары воды и подавалось в задросельное пространство. Так он на своей 21 Волге и мы на Жигулях ездили с добавлением паров воды. Это действительно было.
-
0
+
Мне 50+. Ещё мой дед подливал воду в соляру для улучшения приёмистости движка. Наконец то кто-то стуканул об этом учёным жукам
В конце прошлого века на заправках частенько разбавляли бензин водой. Видимо, заправщики уже тогда знали этот секрет.;-)
Ежегодно попадаются "открытия" от ТПУ, охватает чувство дежавю и думаешь, а разве в школе про это не говорили?)))
В нашей компании ещё в советские времена применяли систему ультразвуковой гомогенизации топливо-водяной смеси, использующейся как основное топливо котельной установки в составе паротурбинного агрегата привода гребного винта танкера водоизмещением 150000 т., но после нескольких лет экспериментов не удалось найти существенные преимущества и работы свернули. Работа дизельных двигателей на смеси не рассматривалась возможной из-за высокой степени возможности возникновения гидроудара разрушающего ЦПГ. В компании был серьезный отдел теплотехники и подход к вопросу был соответствующий, с привлечением академической науки, но выхлоп получился только в виде звука, к сожалению...
-
0
+
Впрыск нано капли воды в поршневой стакан сгорания топлива действительно улучшить может качество работы двигателя, но тут,что называется, нужно делать с умом.
-
0
+
Еще в 70-х годах прошлого века один опытный инженер-карбюраторщик написал книгу по карбюраторам и в ней описал идею добавления воды в топливо. Суть в том, что вода действительно очень положительно влияет на процесс сгорания топлива и даже повышает мощность и КПД двигателя. Есть лишь одна проблема: НИКТО до сих пор не придумал, КАК добавить воду в топливо. Просто так влить в бензобак ее нельзя, потому что вода не связывается с бензином и просто ляжет на дно бака. Возможно, в современных ДВС с непосредственным впрыском, ТНВД и турбиной наддува эту проблему действительно удастся решить.
    Имя, это экономически смысла не имеет и навряд ли уже когда-то будет иметь. Нужна отдельная система впрыска. Ради условных 5% повышения эффективности (en masse это еще щедро) это усложнение (и снижение надежности) будет неоправданным. А так, да, какие только ухищрения уже не проверялись в лабораторных условиях, лишь бы залить водой ДВС. Даже шеститактные моторы пробовали.
    Имя, а я помню как в 80-х на авторынке какой-то умелец продавал типа мини-установку для добавления воды в впрыск топлива в карбюратор. И благодаря демонстрации этого процесса на своём авто прямо на месте, у него было довольно много покупателей. Выгоду метода он мотивировал (рекламировал) экономией бензина за счёт воды. 🧐
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Сергей, В 80-х, а точнее после 85-го, когда PERESTROYKA начала период НЕП 2.0 чего только не продавали новые КООПераторы. Всякие "бульбуляторы", "улучшайзеры" и ничего из этого не работало. Потому что воду нужно впрыскивать в виде микрокапель и под давлением. Потому я и написал, что с появлением ТНВД и турбин это, МОЖЕТ БЫТЬ, и станет возможным. Но есть еще один момент. На старых карбюраторных ДВС действительно в сырую погоду ощущался прирост мощности процентов на 10. Но тогда смеси были очень богатые. А современные ДВС используют переобедненные смеси и им, вполне возможно, вода уже не поможет.
    -
    0
    +
    Имя, в Украине уже продавали подобную систему. Водяной насос подключался к впускному коллектору и вместе с воздухом капельно подавался в топливо-воздушную смесь. Нужно было только бачок с водой пополнять вовремя. Выводы были такими же, как в статье.
    +
      ещё комментарии
      -
      1
      +
      Сергей, КАПЕЛЬНО? Это не работает. Просто очередной развод лохов на деньги. Воду нужно впрыскивать под давлением в виде микрокапель.
        -
        0
        +
        Имя, там с помощью ультразвукового распылителя капли дробились и вместе с подачей воздуха с впускного коллектора смешивались с топливом. Точный принцип работы не скажу, но что-то в этом роде
          -
          0
          +
          Сергей, если по принципу ультразвукового увлажнителя воздуха, то могло и работать. А бачок какого объема был? По идее нужно процентов 10 от основого бака. То есть если бензобак 50л, то бачок под воду должен быть 5л. Иначе заливать воду придется чаще, чем бензин.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Закрыть
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно