نانومخلوط معلق گازوئيل- آب: اهميت، مزايا و ارزيابي عملكرد موتوري آن

Formation of diesel-water nano-emulsion: Importance, advantages and evaluation of engine performance

سوخت‌هاي نانومخلوط معلق قطره‌هاي كوچكي به قطر 2 تا 100 نانومتري دارند كه از دو حالت پيوسته و غيرپيوسته تشكيل شده‌اند. اين قطرات به صورت غيرپيوسته در پايه‌اي سوختي در ابعاد نانو پخش شده‌اند و با تغيير تركيب سوخت و بهبود احتراق، سبب كاهش آلاينده‌هاي گازهاي خروجي موتور مي‌گردند. در اين تحقيق، ابتدا با استفاده از مواد فعال‌كننده سطحي (سورفكتانت) مختلف، نانومخلوط معلق گازوئيل با 15-10% آب بررسي شد و سپس، چندين تركيب محلول شفاف با روانروي مناسب حاصل شد. تركيب مخلوط نهايي بهينه با الكل‌هاي چرب اتوكسيله (C12-C14) كه از مواد فعال كننده سطحي سازگار با محيط زيست و قابل تهيه در داخل كشوراند، انجام شد. پس از تهيه نانومخلوطهاي معلق پايدار و شفاف آزمون‌هاي موتوري انجام شدند. نتايج آزمايش‌ها با سوخت‌هاي نانومخلوط معلق گازوئيل در مقايسه با گازوئيل معمولي (پايه) بر موتور ديزل OM314 نشان داد كه دود خروجي از موتور تا 53.7% كاهش مي يابد و مصرف ويژه سوخت موتور (هيدروكربن) با مخلوط معلق آب در گازوئيل تغيير نمي‌كند. سوخت‌هاي مخلوط معلقي باعث افت توان مي‌شوند ولي بازده گرمايي ترمزي موتور را بهبود مي‌دهند. همچنين، بررسي‌هاي خوردگي و تأثير سوخت تهيه شده بر سامانه سوخت‌رساني در اين تحقيق انجام شد.

A nano-emulsion fuel consists of homorganic or heterogenic phases with 2-100 nm diameter droplets of the water. These droplets are dispersed in the fuel and they can change the fuel composition to improve the combustion and in consequence, they can reduce engine exhaust emissions. In this paper, the diesel fuel with 10-15% water nano-emulsification techniques by using various surfactants is investigated. The best formulation was obtained with long chain ethoxylated alcohols (C12-C14) that were environmentally friendly and easily available. In an engine test (model: OM314), the engine performance with this new fuel was studied. Results showed that the nano-emulsion fuel had lower engine exhaust emissions such as the smoke to 53.7%, in comparison to the diesel fuel. The nano-emulsion fuel decreased the engine power, but improved the brake thermal efficiency. In addition, the corrosion and the effect of this fuel on metals in fuel systems were studied.