Наиболее экономически целесообразным является использование в дизельных двигателях топливных эмульсий , углеводородной основой которых является дизельное топливо а добавкой, формирующей эмульсию, - вода.

Эффективность такого варианта применения топливной смеси-эмульсии зависит от степени дисперсности воды в дизельном топливе

На фото показано устройство для динамического смешивания и активирования топливных смесей, смонтированное на испытательном стенде и подключённое к входу в насос высокого давления дизельного двигателя;

При помощи этого устройства и реализуемой на нём технологии появилась возможность инициировать совершенно новую технологию эмульсификации, дающую по сравнению с существующими существенный эффект.

Новая версия технологии приготовления эмульсий вообще и топливных эмульсий в частности

Основное отличие предлагаемой версии получения эмульсии заключается в том , что :

• эмульсия формируется в устройстве для динамического смешивания и активирования жидкостей и газов , в динамичном потоке 60 % одного из компонентов эмульсии в который также в виде динамического потока , вводятся 40% этого же компонента эмульсии и после этого в место соединения 60 и 40 процентов одного из компонентов эмульсии вводится второй компонент эмульсии , также в виде динамического потока ;
• потоки 60 и 40 процентов одного из компонентов эмульсии являются коаксиальными и соосными в трёхмерном пространстве в котором эти фрагменты потоков движутся ;
• при этом линейные скорости движения потока из 40% одного из компонентов эмульсии как минимум в 4 раза превышают линейные скорости потока из 60% этого же компонента эмульсии;
• физические условия в месте соединения этих потоков , включая концентрические эффекты Бернулли в каждом из потоков обеспечивают гомогенизацию турбулентности объединённого потока ( турбулентную гомогенизацию );
• динамический поток второго компонента эмульсии вводится в зону в которой осуществлена турбулентная гомогенизация;
• интегрированный поток полученной эмульсии приобретает состояние гомогенизации уровня турбулентности по всему объёму интегрированного потока во всех точках сечения этого потока;
• время этого процесса формирования гомогенизированной по уровню турбулентности эмульсии по расчётам составляет не более 0.1 секунды;
• выход из устройства для динамического смешивания и активирования жидкостей и газов в интегрированном ( изобретённом ) устройстве напрямую соединён с входом в стандартный насос высокого давления ( применяемый на любом современном двигателе внутреннего сгорания как дизельном так и бензиновом);
• интервал времени , необходимого для перехода первичной эмульсии с гомогенизированным уровнем турбулентности в рабочие цилиндры насоса высокого давления не превышает по расчётам также 0.1 секунды;
• в насосе высокого давления эмульсия с гомогенизированным уровнем турбулентности сжимается до давления более 2000 бар , что позволяет предположить , что , следуя определению нано – эмульсии , при таком уровне сжатия происходит ещё один цикл гомогенизации эмульсии , возникающей при её сжатии в замкнутом объёме , что может квалифицироваться как процесс получения нано эмульсии со всеми свойствами и преимуществами нано эмульсии;
• ввиду того , что от момента возникновения гомогенизации по уровню турбулентности до момента возникновения гомогенизации от сжатия проходит не более 0.2 секунды, с учётом инертности этих процессов в потоке жидкости , можно считать процесс полной гомогенизации полностью однородным;
• указанный интегральный процесс формирования двойной и трёхмерной гомогенизации в непрерываемом динамическом однородно турбулентном потоке смешиваемых в эмульсию жидкостей таким образом можно считать последовательным процессом гомогенизации эмульсии и её переходом в конце процесса в категорию нано эмульсий;

По этому методу нами была в потоке сформирована эмульсия из дизельного топлива и водопроводной воды , которая при сжигании в камере сгорания дизельного двигателя показала необычные показатели , не встречающиеся в публикациях , и не отмеченные в опубликованных результатах научных экспериментов и исследований ; Это позволяет предположить , что нами была получена именно нано – эмульсия, что косвенно подтверждается и при анализе фотографий эмульсии под микроскопом;

Что изобретено :

• новый вид нано – эмульсии с двойной трёхмерной гомогенизацией в динамическом потоке , как по уровню турбулентности так и по геометрии частиц в её объёме ;
• новый вид и конфигурация аппарата для последовательной гомогенизации в развитом динамическом потоке жидкостей – компонентов эмульсии

Так выглядит часть аналитического оборудования испытательного стенда для испытания дизельного двигателя , использующего в качестве топлива эмульсию , состоящую из дизельного топлива и водопроводной воды; Процентное содержание воды колеблется от 3% до 20% от веса дизельного топлива

Так выглядит , встроенное в конструкцию топливного оборудования стандартного дизельного двигателя с рабочим объёмом цилиндров в 2.4 литра , устройство для динамического смешивания и активирования топливной смеси на котором перед впрыском готовится топливная эмульсия

На фото показан герметичный прозрачный контейнер для отбора и сохранения проб эмульсий; Эмульсия имеет характерный молочный цвет ;

На фото показана многоуровневая капсула эмульсии; Отчётливо видна оболочка капсулы из дизельного топлива и внутри оболочки отчётливо видны нано-частицы воды ; Их размеры колеблются в пределах от 20 до 120 нанометров

Критерии сравнительной классификации эмульсий , полученных по новому методу :

Эмульсии и их отличия в зависимости от размерных факторов

Эмульсии и их отличия в зависимости от факторов равномерности распределения частиц дополнительного ( не доминирующего компонента ) в объёме доминирующего компонента

Эмульсии и их различия в зависимости от метода гомогенизации

Эмульсии и их отличия в зависимости от последовательных шагов гомогенизации

Причины важности гомогенизации по уровню турбулентности и критерии их сравнительной оценки

Причины важности гомогенизации при помощи высокого давления и критерии их сравнительной оценки

Оригинальность обработки эмульсии под высоким давлением в потоке , преимущества полученной эмульсии и критерии её сравнительной оценки

Важность минимизации временной паузы между последовательными циклами гомогенизации и её влияние на критерии её сравнительной оценки

Важность мультипликации скорости движения или давления в потоке между последовательными циклами гомогенизации и её влияние на критерии сравнительной оценки

На фото показан фрагмент испытательного стенда