RU2488432C2 - Making of water-fuel emulsion - Google Patents
Making of water-fuel emulsion Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488432C2 RU2488432C2 RU2008108688/05A RU2008108688A RU2488432C2 RU 2488432 C2 RU2488432 C2 RU 2488432C2 RU 2008108688/05 A RU2008108688/05 A RU 2008108688/05A RU 2008108688 A RU2008108688 A RU 2008108688A RU 2488432 C2 RU2488432 C2 RU 2488432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fraction
- water
- laval
- fuel
- channels
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 16
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 11
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 10
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 claims description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 abstract 1
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 10
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области использования воды в качестве компонента горючего для двигателей и горелок, а также может быть использовано для создания коллоидных растворов в других областях техники: в химической промышленности; в строительстве; в сельском хозяйстве; в медицине; в фармакологии; при эмульгировании жидкостей с тяжелой и легкой фракцией, в том числе и для их стериализации и обеззараживанияThe invention relates to the use of water as a fuel component for engines and burners, and can also be used to create colloidal solutions in other areas of technology: in the chemical industry; in construction; in agriculture; in medicine; in pharmacology; when emulsifying liquids with a heavy and light fraction, including for their sterilization and disinfection
Первый патент на применение воды в качестве компонента горючего получил изобретатель двигателей внутреннего сгорания Николаус Отто в конце XIX века.The first patent for the use of water as a fuel component was received by the inventor of internal combustion engines, Nikolaus Otto, at the end of the 19th century.
В ходе развития этой области техники разработаны способы для циклического получения водотопливной эмульсии (ВТЭ), основанные на том, что диспергирование и смешение исходных фракций ВТЭ осуществляют за счет кавитационных эффектов, возбуждаемых с сопровожеденим ультразвуковых колебаний ("жидкостный свисток"), эжекции, центробежных сил, разгона воды и дробления ее о преграду. (Учебник "Водотопливные эмульсии в судовых дизелях", Л.1). Теплотворная способность эмульсий, созданных этими способами, позволяет их использовать в качестве альтернативного топлива только при низком содержании воды в качестве компонента горючего (5-10%), а на разгон струи жидкости для возбуждения кавитационных эффектов затрачивается большая механическая энергия.During the development of this technical field, methods have been developed for the cyclical production of water-fuel emulsions (VTE), based on the fact that the dispersion and mixing of the initial VTE fractions is carried out due to cavitation effects excited with the accompanying ultrasonic vibrations ("liquid whistle"), ejection, centrifugal forces , dispersing water and crushing it on an obstacle. (Textbook "Water-fuel emulsions in marine diesel engines", L.1). The calorific value of emulsions created by these methods allows them to be used as an alternative fuel only with a low water content as a fuel component (5-10%), and a large mechanical energy is expended on dispersing a jet of liquid to initiate cavitation effects.
Известен способ незначительного повышения эффективности ВТЭ (до 20% содержания воды) за счет использования при смешении фракций интенсивных встречных потоков (патент SU 1768790, Л.2).There is a method of slightly increasing the efficiency of VTE (up to 20% water content) due to the use of intensive counter flows when mixing fractions (patent SU 1768790, L.2).
Известен также способ повышения эффективности ВТЭ электрогидровоздействием, предложенный к использованию в описании работы системы подачи диспергируемых и смешиваемых фракций эмульсии в цилиндры дизельных двигателей (патент RU 2015399, Л.З).There is also a method of increasing the efficiency of VTE by electrohydrodynamics, proposed for use in the description of the operation of the system for feeding dispersible and mixed emulsion fractions into the cylinders of diesel engines (patent RU 2015399, L.Z).
В этой системе операционная последовательность создания ВТЭ ограничивается тем, что диспергатор, представляющий собой прочный сосуд с электродами, вначале заполняют жидким углеводородным топливом совместно с водой, затем в нем осуществляют высоковольтные электроразряды и используют для диспергирования и смешения физические явления и эффекты, ослабляющие связи молекулярных структур вещества и возникающие при электроразряде в жидкости в результате воздействия на компоненты ВТЭ: ударных волн с импульсным давленинием до 1000 атм. в возбужденных гидропотоках; интенсивной кавитации; тепловых ударов; высокочастотных вибраций среды; а также вибраций возбужденных электромагнитах полей (Л.4).In this system, the operational sequence for creating VTE is limited to the fact that the dispersant, which is a solid vessel with electrodes, is first filled with liquid hydrocarbon fuel together with water, then high-voltage electric discharges are carried out in it and physical phenomena and effects that weaken the bonds of molecular structures are used for dispersion and mixing substances and arising from electric discharges in liquids as a result of exposure to VTE components: shock waves with impulse pressures up to 1000 atm. in excited hydroflows; intense cavitation; thermal shock; high-frequency vibrations of the medium; as well as vibrations of excited field electromagnets (L.4).
Предложенная операционная последовательность создания ВТЭ электрогидровоздействием не позволяет эффективно использовать энергию электрогидроударов для создания ВТЭ с высокой теплотворной способностью по следующим основным причинам:The proposed operational sequence for the creation of VTE by electrohydraulic action does not allow efficient use of the energy of electrohydroshocks to create VTE with high calorific value for the following main reasons:
1. Ударная энергия возбужденных гидропотоков в сосуде-диспергаторе с геометрически не заданной формой распределяется неравномерно и эффект диспергирования и смешения всей массы накопленных в сосуде фракций без внесения дополнительной элекроэнергии снижается.1. The shock energy of the excited hydroflows in the dispersant vessel with a geometrically unspecified shape is distributed unevenly and the effect of dispersion and mixing of the entire mass of fractions accumulated in the vessel without introducing additional electric energy is reduced.
2. При электрическом пробое ионопроводящей жидкости между электродами возникает кавитационная полость вокруг канала разряда, температура в котором поднимается до 40000 градусов. Состояние вещества в парогазовой рубашке полости является неоднородным и плавно переходящим от состояния плазмы к состоянию нормальной жидкости по мере удаления от оси канала. Плазменное состояние вещества вдоль оси канала образуется за счет выделения энергии расщепления молекул житкости потоками электронов и ионов, ускоренных высоковольтным электрическим полем и усиливается за счет окисления продуктов распада (Л.4). Присутствующая между электродами вода совместно с углеводородным топливом при пробое поставляет в плазму кавитационной полости кислород, который окисляет молекулы углеводородного топлива. Процентное содержание топлива в ВТЭ, поступающей в цилиндры двигателя снижается. Пропорционально снижается и теплотворная способность ВТЭ.2. During an electrical breakdown of an ion-conducting fluid between the electrodes, a cavitation cavity arises around the discharge channel, the temperature in which rises to 40,000 degrees. The state of the substance in the gas-vapor jacket of the cavity is inhomogeneous and smoothly transitions from the state of the plasma to the state of a normal liquid as it moves away from the axis of the channel. The plasma state of matter along the channel axis is formed due to the release of the energy of the splitting of the liquid molecules by electron and ion flows accelerated by a high-voltage electric field and is enhanced by the oxidation of decay products (A.4). The water present between the electrodes together with the hydrocarbon fuel during the breakdown delivers oxygen to the plasma of the cavitation cavity, which oxidizes the hydrocarbon fuel molecules. The percentage of fuel in VTE entering the engine cylinders is reduced. The calorific value of VTE is also proportionally reduced.
3. Водная (тяжелая) фракция дополнительно не обрабатывается для снижения потенциала ионизации и не способна восполнять потери углеводородного заряда.3. The aqueous (heavy) fraction is not further processed to reduce the ionization potential and is not able to make up for the loss of hydrocarbon charge.
4. Для дополнительного ослабления молекулярных связей в веществе тяжелой фракции необходимо увеличивать высоковольтное напряжение и мощность элекрогидроудара, при этом необходимо принимать дополнительные меры по обеспечению безопасности и снижается возможность работы в масштабе реального времени, без ожижения и накопления ВТЭ перед подачей в двигатель из-за инерционных процесов в электрическом высоковольтном оборудовании, а выигрыш в теплотворная способности ВТЭ может быть утерян по изложенной в п.2 причине.4. To further weaken the molecular bonds in the heavy fraction material, it is necessary to increase the high-voltage voltage and power of electrohydroshock, while it is necessary to take additional safety measures and reduce the ability to work in real time, without liquefying and accumulating VTE before being fed to the engine due to inertial processes in electrical high-voltage equipment, and the gain in the calorific value of VTE may be lost for the reason stated in
Технические задачи, которые рационально решаются при осуществлении изобретения на основе предлагаемого способа, заключаются в увеличении теплотворной способности ВТЭ с повышенным содержением воды в качестве компонента горючего при сокращении энергетических затрат на создание ВТЭ, в повышении экологической безопасности и эксплуатационных качеств ВТЭ при ее использовании в качестве горючего для двигателей и горелок.Technical problems that are rationally solved when implementing the invention on the basis of the proposed method are to increase the calorific value of VTE with a high water content as a fuel component while reducing energy costs for the creation of VTE, to improve the environmental safety and performance of VTE when used as fuel for engines and burners.
Для достижения данного технического результата в предлагаемом способе создания водотопливной эмульсин, заключающемся в использовании энергии электрогидровоздействия, диспергирование и смешение способе создания водотопливной эмульсии, заключающемся в использовании энергии электрогидровоздействия, диспергирование и смешение исходных порций каждой фракции проводят в следующей операционной последовательности: электрогидроудары осуществляют в накопленной порции воды, в геометрическом месте расположения фокуса двух смежных, криволинейно вогнутых диэлектрических отражательных поверхностей, имеющих профиль формы поверхностей вращения второго порядка, образующих рабочие отсеки, обеспечивая этим равномерное распределение возбужденных гидропотоков по всему объему отсеков; фронты импульсов гидропотоков направляют с одной стороны от фокуса отражательных поверхностей в перфорированную перегородку с разными диаметрами и фасками отверстий, образующими простые сопла Лаваля, обеспечивая этим усиление процесса объемного кавитационого диспергирования накопленной порции воды, а с другой стороны от фокуса направляют в комбинированную перегородку, состоящую из двух перфорированных пластин, обжимающих упругую пластину таким образом, чтобы по всей перфорированной поверхности между совмещенными отверстиями сохранялся эффект упругости и обеспечивалась герметизация рабочих отсеков и защита порции накопленной углеводородной фракции от частичного выгорания при возбуждении электрогидроударов; затем в порции каждой фракции накапливают гидроударное давление, концентрируют его в направлении выпускного клапана за счет придания конусообразной геометрической формы накапливающему отсеку и пропускают сжатую порцию каждой фракции через отдельные каналы, оборудованные разгонными соплами Лаваля, изготовленными из диэлектрических материалов для сохранения достигнутого в рабочих отсеках уровня снижения потенциала ионизации молекулярных структур вещества смешиваемых фракций и переводящими фракции под накопленным давлением в высокодисперсную устойчивую смесь, ведущую себя как газовый поток за счет кавитационно-эжектирующих воздействий, дополнительно снижающих потенциал ионизации, при этом сопряжение осуществляют вводом потока с выхода канала с легкой, углеводородной фракцией в зону разряжения входных сопел Лаваля с тяжелой, водной фракцией, обеспечивая этим условия эффективного эмульгирования фракций и образования новых аллотропных форм молекулярных компонент ВТЭ, увеличивающих их теплотворную способность и экологическую безопасность при использовании в качестве топлива для двигателей и горелок.To achieve this technical result, in the proposed method for creating a water-fuel emulsion, which consists in using the energy of electrohydraulic action, dispersing and mixing the method for creating a fuel-oil emulsion, which is using the energy of electro-hydraulic action, dispersing and mixing the initial portions of each fraction is carried out in the following operational sequence: electro-impacts are carried out in the accumulated portion water, at the geometrical location of the focus of two adjacent, curvature frost-concave dielectric reflective surfaces having a profile of the shape of second-order rotation surfaces forming the working compartments, thereby ensuring a uniform distribution of the excited hydraulic flows throughout the volume of the compartments; the fronts of the hydroflow pulses are directed on one side of the focus of the reflective surfaces into a perforated partition with different diameters and chamfers of holes forming simple Laval nozzles, thereby enhancing the volumetric cavitation dispersion of the accumulated portion of water, and on the other side of the focus is directed to a combined partition consisting of two perforated plates, compressing the elastic plate so that along the entire perforated surface between the aligned holes the elasticity effect was removed and the working compartments were sealed and a portion of the accumulated hydrocarbon fraction was protected from partial burn-out upon excitation of electric impacts; then, hydro-shock pressure is accumulated in portions of each fraction, concentrated in the direction of the exhaust valve by giving a cone-shaped geometric shape to the accumulating compartment, and a compressed portion of each fraction is passed through separate channels equipped with Laval accelerating nozzles made of dielectric materials to maintain the reduction level achieved in the working compartments the ionization potential of the molecular structures of the substance of the mixed fractions and converting fractions under the accumulated pressure to high codisperse stable mixture, behaving like a gas stream due to cavitation-ejection influences, further reducing the ionization potential, while pairing is carried out by introducing a stream from the outlet of the channel with a light, hydrocarbon fraction into the discharge zone of the Laval inlet nozzles with a heavy, water fraction, thereby ensuring effective emulsification of fractions and the formation of new allotropic forms of VTE molecular components, increasing their calorific value and environmental safety when used in achestve fuel for engines and burners.
Технический результат в предлагаемом изобретении достигается также и тем, что поток, по меньшей мере, тяжелой фракции в зоне сопряжения каналов пропускают через кольцевую щель и полость с образованием завихрений потока, инициирующих в сопряженном потоке высокочастотные (ультразвуковые) колебания, обеспечивая этим усиление процесса преобразования смешиваемых 41РЗКЦИЙ в поток туманообразной смеси, склонной к коллоидным реакциям.The technical result in the present invention is also achieved by the fact that the stream of at least a heavy fraction in the interface zone of the channels is passed through an annular gap and a cavity with the formation of turbulence of the stream, initiating high-frequency (ultrasonic) vibrations in the conjugate stream, thereby enhancing the conversion process of the mixed 41RZKTSIY in the flow of a foggy mixture, prone to colloidal reactions.
Технический результат достигается и тем, что эффект образования в ВТЭ новых, аллотропных молекулярных форм топлива усиливают комплексным воздействием на сформированные электрогидроударами потоки смешиваемых фракций многополюсными магнитными полями (Л.5), импульсными широкополосными электромагнитными полями (Л. 5,6) и тепловым воздействием (Л.5).The technical result is also achieved by the fact that the effect of the formation of new, allotropic molecular forms of fuel in VTE is enhanced by a complex effect on the flows of mixed fractions formed by electrohydroshocks by multipolar magnetic fields (A.5), pulsed broadband electromagnetic fields (L. 5,6) and thermal effect ( L.5).
Технический результат достигается и тем, что для резонансного воздействия на глобулы атомов и молекул вещества смешиваемых фракций широкополосные электромагнитные поля формируют с использованием импульсов электрической схемы формирования электрогидроударов.The technical result is also achieved by the fact that for the resonant action of the atoms of the molecules and molecules of the substance of the mixed fractions, broadband electromagnetic fields are formed using pulses of an electric shock formation circuit.
Основные фрагменты технической реализации изобретения проиллюстрированы на прилагаемых чертежах.The main fragments of the technical implementation of the invention are illustrated in the accompanying drawings.
На Фиг.1 изображена электрическая схема для воспроизведения электрогидроудара и ее комплектующие: R-зарядное сопротивление; Тр-трансформатор; V-выпрямитель; С-конденсатор; ОИ-обостритель импульсов; Э-электроды; РП-рабочий (искровой) промежуток в жидкости.Figure 1 shows the electric circuit for reproducing an electric shock and its components: R-charging resistance; Tr-transformer; V-rectifier; C-capacitor; OI pulse sharpener; E-electrodes; RP-working (spark) gap in the liquid.
На Фиг.2 изображена схема совмещенных графиков импульсов напряжения (U) на электродах и импульсов разрядного тока (I) при обычном исполнении ОИ (воздушный разрядник) и в экспериментальном исполнении (Iэ).Figure 2 shows a diagram of the combined graphs of voltage pulses (U) on the electrodes and discharge current pulses (I) in the usual version of the OI (air gap) and in the experimental version (Ie).
На Фиг.3 изображен механизм формирования резонансных воздействий для ослабления молекулярных связей вещества диспергируемых и смешиваемых фракций: F-частота следования обостренных импульсов тока, возбуждающих электромагнитное воздействие; Δ Fш - спектр частот возбужденных широкополосных электромагнитных колебаний; ΔFr-частотный диапазон электромагнитных осцилляции молекулярных глобул диспергированного вещества смешиваемых фракций, подверженных резонансному воздействию.Figure 3 shows the mechanism of the formation of resonant effects to weaken the molecular bonds of the substance of the dispersed and mixed fractions: the F-frequency of the following sharpened current pulses, exciting electromagnetic action; Δ Fш - frequency spectrum of excited broadband electromagnetic waves; ΔFr-frequency range of electromagnetic oscillations of the molecular globules of the dispersed substance of the mixed fractions exposed to resonant effects.
На Фиг.4 изображена геометрическая форма катеноида.Figure 4 shows the geometric shape of the catenoid.
На Фнг.5 изображен технический эскиз варианта реализации предлагаемого способа создания ВТЭ.Figure 5 shows a technical sketch of an embodiment of the proposed method for creating VTE.
Диэлектрические рабочие отсеки 1 и 2 электрогидравлической форсунки выфрезерованы по копиру, имеющему форму катеноида (Фиг.4). В зависимости от эксплутационного назначения форсунки внутренние концы электрогидравлических электродов 3 и 4 расположены на заданном расстоянии от центра катеноида в плоскости Z или Х (У) с возможностью его регулирования для настройки электрической схемы возбуждения электрогидроудара. На Фиг.5 изображен вариант форсунки с расположением электродов 3 и 4 в плоскости Z.The
По этому варианту накопительные отсеки 5 и 6 выфрезерованы из диэлектрика по копиру, имеющему форму полусферы с конусовидным образованием, смещенным к основанию, диаметр которого равен диаметру основания катеноида. В верхней части накопительные отсеки 5 и 6 снабжены впускными клапанами 7 и 8. Рабочий отсек 1 состыкован с накопительным отсеком 5 через перфорированную перегородку 9. Отверстия в которой выфрезерованы по копиру, имеющему профиль формы простого сопла Лаваля таким образом, чтобы прочность конструкции перегородки 9 достигалась за счет разности диаметров внешних и внутренних проходов сопел Лаваля, а рабочий отсек 2 состыкован с накопительным отсеком 6 через комбинированную перегородку 10, состоящую из двух, перфорированных под простые полусопла Лаваля пластин 11 и 12, обжимающих упругую пластину 13 таким образом, чтобы между всеми, совмещенными для образования сопел Лаваля, отверстиями обеспечивался упругий мембранный эффект и осуществлялась надежная герметизация между 6-м и смежными отсеками 1, 2, 5,In this embodiment, the
Отсеки 1, 2, 5 через впускной клапан 7 под давлением заполняют порцией тяжелой фракции-воды и осуществляют в них элекрогидроудары. Отсек 6 предназначен для синхронного накопления в нем под давлением через впускной клапан 8 порции легкой фракции-углеводородного топлива и осуществления в ней кавитирующих гидроударов, возникающих при отражении гидропотоков упругими частями пластины 13 в 2-м рабочем отсеке. В конусовидных образованиях накопительных отсеков 5 и 6 выполнены проточки 14 и 15 в виде сопел Лаваля, выходы которых оборудованы трапециевидными клапанами 16 и 17, образующими при открытии кольцевые щели 18 и 19. Проточка 14 служит входом разгонно-каватирующего канала тяжелой фракции-воды (РКВ), состоящего из чередующихся насадок- сопел Лаваля 20 и 21, а проточка 15 служит входом разгонно-кавитирующего канала легкой, углеводородной фракции (РКУ) с соплом Лаваля 22. Полость 23 в зоне сопряжения каналов совместно с кольцевой щелью 18 образуют высокочастотный вибратор смешиваемых частиц ВТЭ. Позициями N-S, S-S, N-N обозначены варианты компоновки магнитных воздействий различной полярности в разгонно-кавитирующих каналах, позицией ШЭМ - воздействий широкополосными электромагнитными полями, позицией ТВ - зона термических воздействий.
Механизм создания ВТЭ заключается в следующем.The mechanism for creating VTE is as follows.
После осуществления электроразряда между электродами 3 и 4 развивается кавитационная полость, резко создающая в рабочих отсеках 1 и 2 мощный (до 1000 атм) градиент давлений, вовлекающий молекулярные структуры воды в разрушающие их гидропотоки, рупорно-нормированные отражательными поверхностями рабочих отсеков по направлению распространения в сторону в пер4юрированной перегородки 9 и в противоположную сторону, ограниченную комбинированной перегородкой 10. За счет этих давлений в накопительном отсеке 5 соплами Лаваля перфорированной перегородки 9 возбуждается интенсивный объемный кавитационный процесс, который поддерживается разгонными соплами Лаваля 20 и 21 на всем пути движения диспергируемых молекулярных структур воды по проточному каналу РКВ и усиливается за счет механизма разрушения молекулярных связей, обусловленного прохождением потока в зонах действия ультразвуковых колебаний потока в полости 23 и внешних магнитных, электромагнитных и тепловых полей.After an electric discharge is carried out between the electrodes 3 and 4, a cavitation cavity develops, which sharply creates a powerful (up to 1000 atm) pressure gradient in working
В результате комплексных воздействий поток с водной фракцией на выходе сопла Лаваля 21 без смешения с углеводородной фракцией структурируется как поток, в виде туманообразных мономолекул воды с ослабленным потенциалом ионизации.As a result of complex effects, a stream with a water fraction at the outlet of the Laval
Одновременно, после осуществления электрогидроудара, упругими элементами 13 комбинированной перегородки 10 из отсека 6 в канал РКУ трансформируется энергия гидроудара, возбуждающая кавитацнонно-диспергирующий процесс движения накопленной порции по этому каналу, оснащенному зонами дополнительного воздействия для снижения потенциала ионизации молекулярных структур углеводородной фракции.At the same time, after the electrohydroshock is carried out, the elastic energy of the hydroshock is transformed from the compartment 6 into the ECC channel by the
Под действием давления кавитирующих гидропотоков и вакуумно-всасывающего механизма в зоне полости 23 происходит импульсное смешение потоков ВТЭ, сопровождающееся воздействиями ультразвуковых колебаний, возникающих за счет образования вихревых потоков при эжектировании порции водной фракции из кольцевой щели 18 открытого клапана 16 в полость 23.Under the action of pressure of cavitating hydroflows and a vacuum-suction mechanism in the area of the
В процессе дальнейшего ускоренного движения смешиваемых фракций по каналу РКВ, в ходе последовательных кавитационно-диспергирующих воздействий, совмещенных с воздействиями на глобулы молекул магнитных полей, резонансных электромагнитных полей, а также тепловых полей, в зонах этих воздействий, защищенных от рекомбинации ослабленных молекулярных связей диэлекрической оболочкой, усиливается процесс диссоциации молекул вещества смешиваемых фракций и образования новых, аллотропных форм ВТЭ, которые обладают повышенной теплотворной способностью и экологической безопасностью потому, что при сгорании ВТЭ полностью сохраняется теплотворная способность накопленной порции углеводородного топлива и добавляется теплотворная способность, возбужденных при возгорании углеводородов, процессов сгорания водорода по реакциям:In the process of further accelerated motion of the mixed fractions along the RVC channel, during successive cavitation-dispersing actions combined with the action of magnetic field molecules, resonant electromagnetic fields, and also thermal fields on the globules, in the zones of these actions protected from the recombination of weakened molecular bonds by a dielectric shell , the process of dissociation of the molecules of the substance of the mixed fractions and the formation of new, allotropic forms of VTE, which have an increased calorific value, is enhanced lities and environmental safety because the combustion of VTE completely retained calorific value of the accumulated portion of the hydrocarbon fuel and the calorific value is added excited by ignition of the hydrocarbon, the hydrogen combustion processes according to the reactions:
при этом количество токсичных компонент типа СО2 и СН снижается по тому, что заданная индикаторная мощность достигается при сгорании меньшего количества углеводородов по реакциям:while the amount of toxic components such as CO 2 and CH is reduced by the fact that the specified indicator power is achieved when less hydrocarbons are burned by the reactions:
а количество токсичных компонент типа NO и NO2 снижается потому, что при сгорании водорода по реакциям (1) и (2) его частично окисляет кислород, высвобожденный из ослабленных водных молекулярных структур, а подача воздуха может быть пропорционально снижена.and the amount of toxic components like NO and NO 2 decreases because when hydrogen is burned by reactions (1) and (2), it is partially oxidized by oxygen released from weakened aqueous molecular structures, and the air supply can be proportionally reduced.
Эффективность сгорания топлива по реакциям (1) и (2) в предлагаемом изобретении может быть дополнительно повышена за счет конденсации паров воды с ослабленными молекулярными связями по реакциям (1), (2), (3) и ее использования для создания ВТЭ.The fuel combustion efficiency according to reactions (1) and (2) in the present invention can be further improved due to the condensation of water vapor with weakened molecular bonds according to reactions (1), (2), (3) and its use to create VTE.
Использованные источники информации.Used sources of information.
1. Лебедев О.Н., Сомов В.А., Сисин В.Д. Водотопливные эмульсии в судовых дизелях. Л.: Судостроение, 1988 г,1. Lebedev O.N., Somov V.A., Sisin V.D. Water-fuel emulsions in marine diesel engines. L .: Shipbuilding, 1988,
2. Патент SU 1768790 A1, F/02 М 25/02, 15.10.92., бюл. №38.2. Patent SU 1768790 A1, F / 02 M 25/02, 10.15.92., Bull. No. 38.
3. Патент RU 2015399 C1, 5F/02M 25/02, 06.30.94.3. Patent RU 2015399 C1, 5F / 02M 25/02, 06.30.94.
4. Юткип Л.А. Электрогидравлический эффект. М.: Машгиз, 1955 г.4. Yutkip L.A. Electro-hydraulic effect. M .: Mashgiz, 1955
5. Андреев Е.И.и др. Естественная энергетика. - СПб: Нестор, 2000 г.5. Andreev E.I. et al. Natural energy. - St. Petersburg: Nestor, 2000
6. Акимов А.Е. Горизонты науки и технологий. М.: Фолиум, 2000 г.6. Akimov A.E. Horizons of science and technology. M .: Folium, 2000
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108688/05A RU2488432C2 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Making of water-fuel emulsion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008108688/05A RU2488432C2 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Making of water-fuel emulsion |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008108688A RU2008108688A (en) | 2009-09-10 |
| RU2488432C2 true RU2488432C2 (en) | 2013-07-27 |
Family
ID=41166185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008108688/05A RU2488432C2 (en) | 2008-03-05 | 2008-03-05 | Making of water-fuel emulsion |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2488432C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620121C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | Method and system of water-fuel emulsion production for the boiler plants |
| RU2657389C1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-13 | Герман Евсеевич Иткин | Method for formation of cavitational zones in flow of non-burning liquid and control of their destruction, and also device for implementation of method |
| RU189419U1 (en) * | 2018-10-30 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | ELECTRO-HYDRAULIC MIXER FOR MIXING OF TECHNICAL FLUIDS |
| WO2019172862A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Валерий Анатолиевич ЯКОВЛЕВ | Hydrocarbon raw material preparation method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015399C1 (en) * | 1991-05-05 | 1994-06-30 | Легошин Георгий Михайлович | System for supplying water-fuel emulsion to cylinder of internal combustion engine |
| RU2099575C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-20 | Борис Павлович Чесноков | Method of producing water-fuel emulsion and method of supplying it to cylinder of internal combustion engine |
| WO2005108304A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Mikhnevich Vladimir V | Method and apparatus for liquid treatment |
-
2008
- 2008-03-05 RU RU2008108688/05A patent/RU2488432C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2015399C1 (en) * | 1991-05-05 | 1994-06-30 | Легошин Георгий Михайлович | System for supplying water-fuel emulsion to cylinder of internal combustion engine |
| RU2099575C1 (en) * | 1995-07-11 | 1997-12-20 | Борис Павлович Чесноков | Method of producing water-fuel emulsion and method of supplying it to cylinder of internal combustion engine |
| WO2005108304A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Mikhnevich Vladimir V | Method and apparatus for liquid treatment |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2620121C1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-05-23 | Акционерное общество "Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота" | Method and system of water-fuel emulsion production for the boiler plants |
| RU2657389C1 (en) * | 2016-12-09 | 2018-06-13 | Герман Евсеевич Иткин | Method for formation of cavitational zones in flow of non-burning liquid and control of their destruction, and also device for implementation of method |
| WO2019172862A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Валерий Анатолиевич ЯКОВЛЕВ | Hydrocarbon raw material preparation method |
| RU189419U1 (en) * | 2018-10-30 | 2019-05-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | ELECTRO-HYDRAULIC MIXER FOR MIXING OF TECHNICAL FLUIDS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008108688A (en) | 2009-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9416329B2 (en) | Apparatus and process for production of nanobubble liquid | |
| EP1552879B1 (en) | Liquid mixing apparatus and method of liquid mixing | |
| US6408614B1 (en) | High-power pressure wave source | |
| RU2488432C2 (en) | Making of water-fuel emulsion | |
| KR101071461B1 (en) | generation appartus of micro bubble | |
| US20110277379A1 (en) | Method and apparatus for cavitating a mixture of a fuel and an additive | |
| JP2009191261A (en) | Method for producing emulsion fuel | |
| KR101071505B1 (en) | generation appartus of micro bubble | |
| RU2223815C1 (en) | Method of preparation of emulsion and system and device for realization of this method | |
| RU2299766C1 (en) | Method for processing materials in liquid flow and apparatus for performing the same | |
| RU2371245C2 (en) | Reactor and cavitation device | |
| RU2726488C2 (en) | Hydro-stabilized fuel, method of production thereof and heat-exchanger reactor | |
| EP3817846B1 (en) | Cavitation process for water-in-fuel emulsions | |
| Mondal et al. | Combustion and performance characteristics of a diesel engine using emulsified diesel prepared by ultrasonicator | |
| RU2615618C1 (en) | Fuel jet of gas turbine engine | |
| RU2397015C1 (en) | Device for cavitation grinding, activation, disinfection of substance | |
| GB2487602A (en) | Diesel-water emulsions for improved engine operation | |
| RU2084681C1 (en) | Cavitation generator | |
| KR101071469B1 (en) | generation appartus of micro bubble | |
| RU2335337C2 (en) | Rotary-oscillatory device | |
| KR101004646B1 (en) | Emulsifier Using Fluid Vortex | |
| KR100825838B1 (en) | Combustion Aid for Emulsified Fuel Combustion System | |
| RU2340656C2 (en) | Method of obtaining nano-dispersed hydro-fuel emulsion and device to that end | |
| RU190279U1 (en) | DEVICE FOR FUEL TREATMENT | |
| RU2772137C1 (en) | Ultrasonic cavitation transducer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA93 | Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination) |
Effective date: 20110318 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20110914 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130419 |