• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
1 сентября, 09:25
ТПУ
11
4 267

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
2 сентября, 08:20
Александр Березин

Бета-блокаторы около 40 лет использовали для лечения людей, пострадавших от инфаркта. Однако работы последних лет, авторы которых пробовали оценить их эффективность в современных условиях, уже поставили их полезность под вопрос. Новое исследование показало, что для одного из полов они могут быть даже вредны.

1 сентября, 18:44
Василий Парфенов

В астрономии размер имеет большое значение: от диаметра главного зеркала телескопа напрямую зависит его разрешающая способность. Если на Земле габариты научных инструментов ограничены скорее бюджетами их строителей, то для космических телескопов мы достигли технологического предела. Что-то сложнее и крупнее «Джеймса Уэбба» построить фактически невозможно, по крайней мере, в ближайшие десятилетия. А для получения прямых изображений землеподобных экзопланет нужно зеркало в 10 раз крупнее. Но американские инженеры и астрономы нашли любопытное геометрическое решение этой проблемы.

1 сентября, 09:25
ТПУ

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.

27 августа, 10:07
Александр Березин

Компания впервые смогла устранить недоработки Starship V2 в достаточной степени, чтобы выполнить всю намеченную программу испытаний в одном полете. Впрочем, без сбоев не обошлось и на этот раз. Традиционные американские космические игроки продолжают считать, что задержки с программой позволят Китаю выиграть вторую лунную гонку у США.

28 августа, 08:50
Игорь Байдов

Согласно выводам авторов нового исследования, сумчатый волк, или тилацин, проиграл эволюционную битву за выживание за миллионы лет до того, как первый человек ступил на австралийскую землю. Оказалось, этот вид хищных сумчатых постепенно терял ключевые гены, что сделало его уязвимым перед лицом природных изменений. Человек и динго лишь довершили процесс.

30 августа, 10:43
Александр Березин

До сих пор совместные наблюдения гравитационно-волновых обсерваторий LIGO, Virgo и KAGRA показывали только 90 кандидатов в слияния, порождающие гравиволны. Новый каталог более чем удвоил число этих объектов и породил серьезные астрофизические вопросы.

6 августа, 20:59
Татьяна Пичугина

Примерно 12 800 лет назад в Северном полушарии началось резкое изменение климата, которое сопровождалось вымиранием мегафауны и угасанием культуры Кловис. Такое могло произойти, например, из-за прорыва пресных вод в Атлантику или мощного вулканического извержения. Несколько лет назад ученые обнаружили места на суше с повышенным содержанием элементов платиновой группы, прослоями угля, микрочастицами расплава. По их мнению, это может быть признаком пребывания Земли в потоке обломков кометы или астероида. В новой работе впервые представлены доказательства кометного события в позднем дриасе из морских осадочных толщ.

12 августа, 11:29
Юлия Трепалина

Влияет ли формат знакомства на качество последующих романтических отношений в паре? Научные данные на этот счет разнятся. Новое исследование по вопросу представила группа психологов из Польши, Австралии и Великобритании. В попытке понять, при каком сценарии удовлетворенность отношениями выше, а любовь крепче — когда двое нашли друг друга в Сети или познакомились в жизни, — ученые опросили свыше 6000 тысяч человек из разных стран.

3 августа, 12:57
Александр Березин

Тщательный анализ спутниковых снимков позволил ученым оценить изменение скорости фотосинтеза на планете с 2003 по 2021 годы. Ситуация оказалась несколько неожиданной: если на суше растения явно «ускорились», то в океане ситуация намного менее определенная.

[miniorange_social_login]

Комментарии

11 Комментариев
Александр
10 минут назад
-
0
+
Мне 50+. Ещё мой дед подливал воду в соляру для улучшения приёмистости движка. Наконец то кто-то стуканул об этом учёным жукам
Яков Бродский
4 часа назад
-
0
+
В конце прошлого века на заправках частенько разбавляли бензин водой. Видимо, заправщики уже тогда знали этот секрет.;-)
Борис Еремеев
6 часов назад
-
0
+
Ежегодно попадаются "открытия" от ТПУ, охватает чувство дежавю и думаешь, а разве в школе про это не говорили?)))
-
1
+
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...
Чёрный Ворон
8 часов назад
-
0
+
Впрыск нано капли воды в поршневой стакан сгорания топлива действительно улучшить может качество работы двигателя, но тут,что называется, нужно делать с умом.
Имя Фамилия
2 дня назад
-
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.
    Василий Парфенов
    15 часов назад
    -
    0
    +
    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.
    Сергей Механик
    11 часов назад
    -
    0
    +
    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
      Имя Фамилия
      2 часа назад
      -
      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.
    Сергей Сон
    10 часов назад
    -
    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
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