Son zamanlarda, nanoyapılı malzemeler, su ve dizel emülsifiye yakıtlar kullanılarak dizel motorların özellikleri ve performansı iyileştirilmiştir.
Teknik olarak, motorlardaki gaz egzoz emisyonundaki azalma iki farklı yöntem içerir. Birinci yönteme göre, egzoz gazı emisyonu, dizel partikül filtresi ve katalitik konvertör gibi bir egzoz gazı arıtma cihazı ile azaltılır, ancak sorun, uygulamalarının dizel motorların performansını büyük ölçüde etkileyebilmesidir.
Giriş
İkinci yöntemde, emisyonlar azaltılır veya motorlar çalıştırılarak iyileştirilir bir dizi yakıt katkı maddesi. Temel olarak, dizel motorların ana tehlikeli maddeleri ve kirleticileri partikül madde ve azot ailesinin oksitleridir ve sorun şu ki, bunları aynı anda kontrol etmek zor bir iştir.
Nanomalzemelerin Dizel Motor Verimliliği ve Biyodizel Yakıtlar Üzerindeki Etkisi
Literatürde dizel motorların performansını iyileştirmek ve emisyonları kontrol etmek için en iyi tekniğin nanoyapılı malzeme ve katkı maddelerinin yanı sıra suda emülsifiye yakıtların uygulanması olduğu bildirilmiştir. Nanomalzemelere ek olarak, biyodizel yakıtlar, nanoparçacık katkı maddeleri ile birlikte dizel yakıta eklenecek alternatifler olarak ortaya çıkmıştır. Çeşitli nanomalzemelerin özellikler üzerindeki etkisinin değerlendirilmesi dizel ve biyodizel alanlar, su içeriği ve nanopartiküllerin varlığında veya yokluğunda performansın araştırılmasını içerir. Çok sayıda çalışma, motor performansında iyileşmeler ve dizel ve biyodizel 1’deki nanoyapılı malzemeler de dahil olmak üzere tehlikeli madde özelliklerinde azalma olduğunu bildirmiştir.
Dizel Yakıtlar ve Güncel Konular
Dizel yakıtın ana bileşeni, kaynama sıcaklığı 132 ila 370°C olan hidrokarbonlardır (C8–28). Daha önce de belirtildiği gibi, dizel motor emisyonları azot oksitleri, hidrokarbonlar, karbon monoksit ve partikül madde dahil olmak üzere çok sayıda gaz ve aerosol içerir. Asit yağmuruna yol açan motorların içten yanmasından kaynaklanan emisyon kükürt ve azot oksitleri içerir. Dizel yakıtlar oksijenli yakıtlarla karıştırıldıktan sonra dosyaların yoğunluk, parlama noktası, setan sayısı ve viskozite gibi fizikokimyasal özellikleri değişikliklerle karşılaşabilir. Oksijenli yakıtların parlama noktası, yoğunluğu ve setan sayısı düşüktür. Bundan sonra, sorunun üstesinden gelmek için setan sayısını iyileştirmek için üçüncül katkı maddelerinin kullanılması gerekmektedir. Bunların arasında 2-metoksi etil eter, nitro etan, oktil nitrat, metil ester ve nitro metan, iki fazlı karışım oluşumunu önleyebilen en baskın ve yaygın olarak kullanılan setan sayısı iyileştiricilerdir. Öte yandan, üçüncül katkı maddeleri yoğunluğu, parlama noktasını ve viskoziteyi artırabilir. Ayrıca, bu setan sayısını iyileştiricinin etkisi eksik araştırılmış ve bu azot katkı maddelerinin setan sayısını önemli ölçüde artırabildiği sonucuna varılmıştır. 1.
Dizel Yakıtlar için Nanoyapılı Katkı Maddeleri
Nano ölçekli özelliklere sahip metalik malzemeler arasında magnezyum, alüminyum, zirkonyum, titanyum, bor, nikel ve metal oksitler bulunur. Nano gözenekli silikon gofretler ve Nanoyapılı silikon tozları, enerji amaçlı uygulamaları için araştırılmıştır. Dizel motorda baz olarak sulu çözelti içindeki alümina nanofluid miktarları ve jatropha biyodizel emülsiyon yakıtı kullanılmıştır. Bunu takiben, nano alümina karışımlı su dizeli ile 25 ila 100 ppm’lik bir kütle fraksiyonunu karıştırmak için 1500 tpm’lik sabit hız uygulanır. Başka bir çalışmada hurma yağı ile birlikte dizel yakıttaki titanyum oksit nanopartikülleri. Çinko oksit nanopartikülleri ayrıca dizel yakıt karışımlarında da kullanılmıştır. Dizel yakıtın kalitesini iyileştirmek için kullanılan diğer nanopartiküller seryum oksit, kobalt oksit, Al2Ö3, FeCl3, CuCl2, CoCl2, CuO ve CuSO4 2345’tir.
Nanopartiküllerin Yakıt Özellikleri Üzerindeki Etkisi
Yoğunluğun yanı sıra nano emülsiyon yakıtların kinematik viskozitesinin, muhtemelen yakıtta su bulunması nedeniyle dikkate değer ölçüde artmadığı gösterilmiştir. Bir çalışmada, dizel–pomoplion stearin balmumu biyodizel karışımlarına çinko nanopartiküllerinin eklenmesinden sonra parlama noktası, viskozite ve yoğunluk üzerinde nanomalzemelerin önemli bir etkisinin gözlenmediği gösterilmiştir. Hurma yağı biyodizel karışımları ile titanyum oksit nanopartiküllerinin eklenmesi, viskozitede bir azalmaya ve nanopartiküllerin dozunda bir artışa neden olur. Bununla birlikte, nanopartiküllerin konsantrasyonu ne kadar artarsa, yakıtın kalorifik değeri o kadar büyük olur. Jatropha biyodizelinde seryum oksit nanopartiküllerinin uygulanması, parlama noktası ve kalorifik değer 1’deki viskoziteyi ve azalmayı biraz artırır.
Nanomalzemelerin Egzoz Emisyon Özelliklerine Etkisi
Tükenmiş görevdeki azot oksitler söz konusu olduğunda, daha iyi yakıt yanmasını işlemek ve egzoz gazı oranını azaltmak için dizel yakıta manganez ve bakırın nano metal oksidi dahil olmak üzere çok sayıda nanoyapılı metal katkı maddesi kullanılmıştır. Şaşırtıcı bir şekilde, dizel yakıta nano ölçekli seryum ve platin katkı maddeleri dahil edildiğinde azot oksit emisyonu önemli ölçüde azalır. Bununla birlikte, çoğunlukla yanma işlemi sırasında metalik katkı maddelerinin katalizörünün etkisinden dolayı metalik bazlı katkı maddeleri ile daha yüksek miktarlarda tespit edilen azot oksit emisyonları. Biyodizelin manganez katkı maddeleri ile nikel katkı maddeleri ile karşılaştırıldığında karışımları nispeten yüksek olduğunu göstermektedir. Buna göre, aşırı azot oksit oranı, yanma üzerinde daha fazla katalizör etkisine sahip olan ve maksimum sıcaklıkta 1 artışa neden olan manganez katkı maddelerinden kaynaklanabilir.
Bu çalışmalar, alüminyum etanol ve dekanın varlığının, baz sıvıların buharlaşma davranışında bir değişikliğe ve azot oksit emisyonunda bir azalmaya yol açtığını göstermektedir. Teknik olarak, nanoyapılı seryum oksit, hidrokarbon yakıt oksidasyonunu iyileştirme yeteneğine sahip termal olarak kararlı oksidasyon katalizörüdür. Su dizelinde nano alüminyum kullanımının azot oksit emisyonunda artışa yol açtığı bir raporda gösterilmiştir. Öte yandan, su ve emülsiyon sıvılarındaki karbon nanotüpler, azot oksit emisyonunda önemli bir azalma sergiler. Karbon nanotüpler içeren jatropha metil ester, hava yakıt karışımındaki yanma reaksiyonunu arttırdığı için daha düşük nitrojen oksit oranları seçer.
Raporlara göre, hidrokarbon emisyonunun çoğu, dizel yakıta nanomalzemelerin eklenmesiyle önemli ölçüde azaltılıyor. Su-dizel emülsiyonunda nanosilikon ve nanoalüminyum ile karışımlar uygulandığında motorların egzoz gazının arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, jatropha biyodizelinde karbon nanotüplerin varlığı, hidrokarbon emisyonunu azaltmada ikincil bir atomizasyona yol açar. Raporlara göre, manganez bazlı daha yüksek konsantrasyonlarda yakıt kullanıldığında, çoğunlukla metal bazlı katkı maddeleri içeren dizel yakıtlardan kaynaklanan daha az miktarda monoksit gözlenmektedir. Bakır oksit, manganez oksit, magnezyum oksit ve kalsiyum oksit katkı maddelerinin uygulanması, dizel yakıttaki karbon monoksit seviyesinde önemli bir düşüş olduğunu göstermektedir
Sonuç
Literatür raporlarının analizine dayanarak, diel yakıtına nanomalzemelerin uygulanmasının, metal oksitlerde ve metallerde yüzey alanı / hacim oranı katalitik aktivitesini büyük ölçüde artırabileceği ve dizel yakıt kalitesinde iyileşmelere neden olabileceği sonucuna varılmıştır.egzoz yanmasından sonra tehlikeli gazların miktarı. Dahası, nanofluidler esas olarak mikro patlama adı verilen bir fenomen nedeniyle yanmayı iyileştirir. Tamamen, yakıtlarda nanopartiküllerin varlığı, biyodizel ve dizel yakıtların kalorifik değerini ve setan sayısını artırır. Yakıtların yoğunluğu, parlama noktası ve viskozitesi gibi özelliklerin bir miktar azaldığına dikkat edilmelidir.