RU2766397C1 - Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива - Google Patents

Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2766397C1
RU2766397C1 RU2021124619A RU2021124619A RU2766397C1 RU 2766397 C1 RU2766397 C1 RU 2766397C1 RU 2021124619 A RU2021124619 A RU 2021124619A RU 2021124619 A RU2021124619 A RU 2021124619A RU 2766397 C1 RU2766397 C1 RU 2766397C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
liquid fuel
emulsifier
activation
fuel
Prior art date
Application number
RU2021124619A
Other languages
English (en)
Inventor
Николай Ефимович Курносов
Константин Валерьевич Лебединский
Александр Александрович Вайчук
Александр Валерьевич Модяков
Владимир Васильевич Салмин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет"
Priority to RU2021124619A priority Critical patent/RU2766397C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2766397C1 publication Critical patent/RU2766397C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/45Magnetic mixers; Mixers with magnetically driven stirrers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23KFEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K5/00Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
    • F23K5/02Liquid fuel
    • F23K5/08Preparation of fuel
    • F23K5/10Mixing with other fluids
    • F23K5/12Preparing emulsions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области энергетики и машиностроения, в частности для получения водотопливных эмульсий и может быть использовано для повышения топливной экономичности, увеличения коэффициента полезного действия (КПД), уменьшения вредных выбросов транспортных средств. Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива содержит гидродинамический кавитационный аппарат эмульгатора, состоящий из трубопровода обрабатываемого жидкого топлива, трубопровода добавляемой жидкости, цилиндрического корпуса эмульгатора, трубопровода кавитационной зоны с воздушными соплами и установкой активизации процессов в виде электромагнитного индуктора, включает завихритель, выполненный в форме наклонных лопастей, расположенный в трубопроводе для подачи жидкого топлива; трубчатого смесителя с тангенциальными каналами для дополнительной закрутки жидкого топлива и осевым каналом для подачи воды, размещенного в корпусе эмульгатора, соединенного с корпусом посредством держателей, имеющих форму лопастей с направлением наклона, совпадающим с направлением наклона завихрителя, при этом трубопровод подачи воды размещен в держателе; ускоритель потока, расположенный в трубопроводе кавитационной зоны, выполненный в виде диффузора, преимущественно формы сопла Вентури, связанного посредством каналов с ионизатором воздуха. Технический результат изобретения - снижение энергетических затрат при работе устройства и повышение активации получаемого эмульгированного жидкого топлива. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области энергетики и машиностроения, в частности для получения водотопливных эмульсий и может быть использовано для повышения топливной экономичности, увеличения коэффициента полезного действия (КПД), уменьшения вредных выбросов транспортных средств.
Из существующего уровня техники известна конструкция устройства для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива (Патент РФ №2498158, МПК F23K 5/12, B01F 3/08, Опубл. 10.11.2013), содержащее гидродинамический кавитационный аппарат, причем он выполнен как тангенциально-осевой вихревой эмульгатор, состоящий из трубопровода обрабатываемых жидких топлив, трубопровода добавляемой жидкости (чистой, замазученной или замасленной воды, отработавших масел, горючих жидких отходов, присадок), цилиндрического корпуса эмульгатора с верхней и средней кольцевыми полостями и внутренней полостью, кавитационной зоной; верхняя и средняя кольцевые полости связаны тангенциально установленными соплами с внутренней полостью корпуса эмульгатора, обеспечивающими, соответственно, тангенциальный подвод в нее жидких топлив и добавляемой жидкости, трубопровод добавляемой жидкости соединен осевым патрубком с внутренней полостью корпуса эмульгатора с возможностью подачи в его центральную осевую часть добавляемой жидкости; трубопровод добавляемой жидкости снабжен регулирующим вентилем с возможностью регулирования в эмульгированном топливе процентного соотношения обрабатываемого жидкого топлива и добавляемой жидкости.
Недостатком данного устройства является малая активация эмульгированного жидкого топлива в кавитационной зоне при отсутствии принудительного окисления.
Также известен способ приготовления водотопливной эмульсии, статическое кавитационное устройство для эмульгирования и гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство гомогенизации эмульсии (Патент РФ №2202406, МПК B01F 3/08, Опубл. 20.04.2003). Способ включает смешение жидкого топлива и воды, эмульгирование в статическом кавитационном устройстве, очистку и окончательную обработку в гидродинамическом кавитационном многосекционном устройстве, каждая секция которого содержит ротор и статор. Статическое кавитационное устройство выполнено в виде трубы с внутренней трубчатой перегородкой. Кавитаторы из пластин размещены в кольцевой полости и внутри центральной трубы. На входе установлена вихревая камера. Гидродинамическое кавитационное устройство содержит несколько секций, встречно-направленных и имеющих статоры с конфузорами и роторы с диффузорами.
Недостатком известного способа и устройства является сложность конструктивного исполнения, большие энергетические затраты на приготовление водотопливной эмульсии и невысокую ее активацию.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива (Патент РФ №2693942, МПК F23K 5/12, F02M 25/022, Опубл. 08.07.2019), содержащее гидродинамический кавитационный аппарат эмульгатора, состоящий из трубопровода обрабатываемого жидкого топлива, трубопровода добавляемой жидкости, цилиндрического корпуса эмульгатора с верхней и средней кольцевыми полостями и внутренней полостью, верхняя и средняя кольцевые полости связаны тангенциальными соплами с внутренней поверхностью корпуса эмульгатора, трубопровод жидкого топлива соединен с верхней кольцевой полостью эмульгатора, которая через тангенциальные сопла жидкого топлива связана с его внутренней полостью, трубопровод дополнительной жидкости соединен патрубком со средней кольцевой полостью эмульгатора, которая через тангенциальные сопла добавочной жидкости связана с внутренней полостью корпуса эмульгатора, которая связана с входом трубопровода кавитационной зоны, выход трубопровода кавитационной зоны соединен с установкой активизации процессов, имеющей рабочую трубу из немагнитного материала с рабочим телом - ферромагнитными иголками, и наружный электромагнитный индуктор, дополнительной жидкостью является вода, атмосфера связана тангенциальными воздушными соплами с внутренней частью трубопровода кавитационной зоны.
К недостаткам известного устройства относятся высокие энергетические затраты для создания кавитации, обусловленные улиточно-сопловой подачей топлива и недостаточную активацию получаемой эмульсии.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение энергетических затрат при работе устройства и повышение активации получаемого эмульгированного жидкого топлива.
Результат достигается за счет того, что в устройстве для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива, содержащей гидродинамический кавитационный аппарат эмульгатора, состоящий из трубопровода обрабатываемого жидкого топлива, трубопровода добавляемой жидкости, цилиндрического корпуса эмульгатора, трубопровода кавитационной зоны с воздушными соплами и установкой активизации процессов в виде электромагнитного индуктора, включает завихритель, выполненный в форме наклонных лопастей, расположенный в трубопроводе для подачи жидкого топлива; трубчатого смесителя с тангенциальными каналами для дополнительной закрутки жидкого топлива и осевым каналом для подачи воды, размещенного в корпусе эмульгатора, соединенного с корпусом посредством держателей, имеющих форму лопастей с направлением наклона, совпадающим с направлением наклона завихрителя, при этом, трубопровод подачи воды размещен в держателе; ускоритель потока, расположенный в трубопроводе кавитационной зоны, выполненный в виде диффузора, преимущественно формы сопла Вентури, связанного посредством каналов с ионизатором воздуха.
Наличие завихрителя подаваемого жидкого топлива в форме наклонных лопастей обеспечивает первоначальную закрутку потока при минимальных затратах энергии.
Трубчатый смеситель с тангенциальными каналами для дополнительной закрутки жидкого топлива выполняет роль кавитационного аппарата с осевой подачей добавочной воды за счет эжектирующего эффекта.
Держатели, имеющие форму лопастей с направлением наклона, совпадающим с направлением наклона завихрителя необходимы для обеспечения свободного течения закрученного потока жидкого топлива без его развихрения.
Ускоритель потока, расположенный в трубопроводе кавитационной зоны, выполненный в виде диффузора (сопла Вентури), служит для обеспечения подачи добавляемого воздуха за счет эжекции, без применения нагнетателей воздуха.
Ионизатор воздуха необходим для ионизации добавляемого воздуха.
Предложенная конструкция изобретения представлена на иллюстрациях:
Фиг. 1 - Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива.
Фиг. 2 – Завихритель.
Фиг. 3 – Эмульгатор.
Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива состоит из завихрителя 1 с лопастями 2, расположенного в трубопроводе жидкого топлива 3, эмульгатора 4, в котором размещен трубчатый смеситель 5 с тангенциальными каналами 6 и осевым каналом 7, соединенный с корпусом эмульгатора 4 держателями 8 с трубопроводом подачи воды 9, трубопровод кавитационной зоны 10 с ускорителем потока 11, соединенный воздушными каналами 12 с ионизатором воздуха 13, установки активизации процессов 14 с электромагнитным индуктором 15.
Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива работает следующим образом.
Топливо подается в завихритель 1 и закручивается за счет наклона лопастей 2, далее закрученное топливо по трубопроводу 3 попадает в эмульгатор 4, а затем часть закрученного топлива попадает в трубчатый смеситель 5 по тангенциальным каналам 6 и дополнительно закручивается, оставшаяся часть закрученного жидкого топлива продолжает движение вдоль корпуса трубчатого смесителя 5. В трубчатом смесителе 5 за счет высокоскоростного закрученного течения потока жидкого топлива образуется зона пониженного давления по оси трубчатого смесителя 5 и по осевому каналу 7 через трубопровод подачи воды 9 эжектируется вода. На выходе из трубчатого смесителя 5 перемешанное с водой вращающееся жидкое топливо поступает в трубопровод кавитационной зоны 10, при этом происходит активное дополнительное перемешивание и эмульгирование при встрече части закрученного жидкого топлива, прошедшей трубчатый смеситель 5 и части, которая не попала в трубчатый смеситель. Продолжая движение, закрученное эмульгированное топливо в трубопроводе кавитационной зоны 10 попадает в ускоритель потока 11, где происходит изменение скорости закрученного эмульгированного топлива, обеспечивается эжекция ионизированного в ионизаторе 13 воздуха по воздушным каналам 12 и активная аэрация закрученного эмульгированного топлива, а затем перемещается в установку активизации процессов 14, где за счет электромагнитного индуктора 15 создается магнитные поля, воздействующие на ионизированное эмульгированное топливо. При этом достигается многократное ускорение процессов окисления компонентов жидкого топлива с образованием микродисперсной структуры полученной жидкой смеси.
Таким образом совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения позволяет обеспечить снижение энергетических затрат при работе устройства и повысить активацию получаемого эмульгированного жидкого топлива.

Claims (2)

1. Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива, содержащее гидродинамический кавитационный аппарат эмульгатора, состоящий из трубопровода обрабатываемого жидкого топлива, трубопровода добавляемой жидкости, цилиндрического корпуса эмульгатора, трубопровода кавитационной зоны с воздушными соплами и установкой активизации процессов в виде электромагнитного индуктора, отличающееся тем, что содержит завихритель, выполненный в форме наклонных лопастей, расположенный в трубопроводе для подачи жидкого топлива, трубчатого смесителя с тангенциальными каналами для дополнительной закрутки жидкого топлива и осевым каналом для подачи воды, размещенного в корпусе эмульгатора, соединенного с корпусом посредством держателей, имеющих форму лопастей с направлением наклона, совпадающим с направлением наклона завихрителя, при этом трубопровод подачи воды размещен в держателе, ускоритель потока, расположенный в трубопроводе кавитационной зоны, выполненный в виде диффузора, связанного посредством каналов с ионизатором воздуха.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диффузор имеет форму сопла Вентури.
RU2021124619A 2021-08-19 2021-08-19 Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива RU2766397C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124619A RU2766397C1 (ru) 2021-08-19 2021-08-19 Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021124619A RU2766397C1 (ru) 2021-08-19 2021-08-19 Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2766397C1 true RU2766397C1 (ru) 2022-03-15

Family

ID=80736674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021124619A RU2766397C1 (ru) 2021-08-19 2021-08-19 Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2766397C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1643067A1 (ru) * 1989-02-20 1991-04-23 Производственно-техническое предприятие "Уралэнергочермет" Установка дл подготовки топлива к сжиганию
RU2202406C2 (ru) * 2001-01-12 2003-04-20 Баев Владимир Сергеевич Способ приготовления водотопливной эмульсии, статическое кавитационное устройство для эмульгирования и гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство гомогенизации эмульсии
WO2011090436A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Neftech Pte. Ltd. Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component
RU2498158C1 (ru) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива
RU2693942C1 (ru) * 2018-10-01 2019-07-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1643067A1 (ru) * 1989-02-20 1991-04-23 Производственно-техническое предприятие "Уралэнергочермет" Установка дл подготовки топлива к сжиганию
RU2202406C2 (ru) * 2001-01-12 2003-04-20 Баев Владимир Сергеевич Способ приготовления водотопливной эмульсии, статическое кавитационное устройство для эмульгирования и гидродинамическое многосекционное кавитационное устройство гомогенизации эмульсии
WO2011090436A1 (en) * 2010-01-20 2011-07-28 Neftech Pte. Ltd. Apparatus and method for producing an emulsion of a fuel and an emulsifiable component
RU2498158C1 (ru) * 2012-05-03 2013-11-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива
RU2693942C1 (ru) * 2018-10-01 2019-07-08 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940010734B1 (ko) 연료내 물 유화액과 유화제가 함유되지 않은 연료 내 물 유화액의 제조방법 및 장치(Method and apparatus for producting a water-in-fuel-emulsion and emulsifier-free water-in fuel-emulsion)
US8381701B2 (en) Bio-diesel fuel engine system and bio-diesel fuel engine operating method
US8186653B2 (en) Fine bubble generating apparatus
US20030147303A1 (en) Cavitation mixer
CN101773796B (zh) 一种柴油、甲醇和水三组元乳化液乳化方法
JPS6434426A (en) Medium emulsifying apparatus
JP5368063B2 (ja) 油性物質燃焼装置及び油性物質の燃焼方法
JP2008169250A (ja) 微細流体混入液体燃料の製造装置
RU2766397C1 (ru) Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива
CN100470129C (zh) 用于将燃料/水混合物喷入燃烧器燃烧室的装置
RU2435649C1 (ru) Топливный кавитатор
JPS5941780B2 (ja) 流体の複合噴流方法と複合ノズルユニツト
RU2693942C1 (ru) Устройство для гидродинамического эмульгирования и активации жидкого топлива
RU2498158C1 (ru) Устройство для гидродинамического эмульгирования жидкого топлива
KR101071505B1 (ko) 마이크로 버블 발생장치
JP2010149089A (ja) エマルジョンオイルの連続生成方法およびエマルジョンオイルの連続生成装置
WO2008004450A1 (fr) Carburant en émulsion et appareillage et procédé pour sa fabrication
RU2075619C1 (ru) Устройство для обработки жидкого топлива кавитацией
RU82582U1 (ru) Смесительное устройство для систем газ - жидкость
RU2021005C1 (ru) Гидродинамический гомогенизатор-смеситель
US20230330611A1 (en) Apparatus for stable nano emulsions of water in diesel fuel
KR101071469B1 (ko) 마이크로 버블 발생장치
RU2245898C1 (ru) Способ получения водотопливной эмульсии
RU2701479C1 (ru) Способ формирования водотопливной эмульсии
KR20120113321A (ko) 초크유동 및 스월유동을 이용한 선박기관의 유화유 제조 및 공급시스템