Пульсаційне випаровування крапель емульсії під дією високочастотного електричного розряду
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe71.6.495Ключові слова:
емульсiї, дизель-вода, краплi, електричний стример, пульсацiї, перiод, мiкровибухАнотація
Методом швидкiсної вiдеозйомки дослiджувалися пульсацiї розмiру крапель емульсiй дизель-вода пiд дiєю високочастотного електричного розряду, що приводить до диспергування крапель емульсiй з великим вмiстом води, на вiдмiну вiд крапель однокомпонентних горючих рiдин. Шляхом обробки вiдеофайлiв процесу випаровування визначалася часова залежнiсть проєкцiйного еквiвалентного розмiру крапель. Результати цiєї роботи можуть бути використанi в подальших дослiдженнях розпилення та горiння крапель емульсiї iз застосуванням додаткового високочастотного електричного розряду на стадiї атомiзацiї.
Посилання
1. X. Pei, P. Guida, K.M. AlAhmadi, I.A. Al Ghamdi, S. Saxena, W.L. Roberts. Cenosphere formation of heavy fuel oil/water emulsion combustion in a swirling flame. Fuel Process. Technol. 216, 106800 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2021.106800
2. Shuhn-Shyurng Hou, F.M. Rizal, Ta-Hui Lin, Tzu-Yueh Yang, Hou-Peng Wan. Microexplosion and ignition of droplets of fuel oil/bio-oil (derived from lauan wood) blends. Fuel 113, 31 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.05.066
3. I. Park, Oh. Jungmo. Study on the characteristics of performance, combustion, and emissions for a diesel water emulsion fuel on a combustion visualization engine and a commercial diesel engine. Fuel 311, 122520 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.122520
4. Chi-Yao Chao, Hsuan-Wei Tsai, Kuo-Long Pan, ChihWei Hsieh. On the microexplosion mechanisms of burning droplets blended with biodiesel and alcohol. Combust. Flame 205, 397 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.04.017
5. A. Hoxie, R. Schoo, J. Braden. Microexplosive combustion behavior of blended soybean oil and butanol droplets. Fuel 120, 22 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.11.036
6. E. Mura, R. Calabria, V. Califano, P. Massoli, J. Bellettre. Emulsion droplet micro-explosion: Analysis of two experimental approaches. Exper. Therm. Fluid Sci. 56, 69 (2014).
https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2013.11.020
7. Shuhn-Shyurng Hou, F.M. Rizal, Ta-Hui Linb, Tzu-Yueh Yang, Hou-Peng Wan. Microexplosion and ignition of droplets of fuel oil/bio-oil (derived from lauan wood) blends. Fuel 113, 31 (2013).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.05.066
8. Weiwei Shang, Shouyin Yang, Tiemin Xuan, Zhixia He, Jiawei Cao. Experimental studies on combustion and microexplosion characteristics of nalkane droplets. Energy Fuels 34, 16613 (2020).
https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c02904
9. D.V. Antonov, R.M. Fedorenko, P.A. Strizhak. Microexplosion phenomenon: Conditions and benefits. Energies 15, 7670 (2022).
https://doi.org/10.3390/en15207670
10. P. Strizhak, M. V. Piskunov, R.S. Volkov, J.C. Legros. Evaporation, boiling and explosive breakup of oil-water emulsion drops under intense radiant heating. Chem. Engin. Res. Design 127, 72 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.cherd.2017.09.008
11. J. Won, S.W. Baek, H. Kim. Autoignition and combustion behavior of emulsion droplet under elevated temperature and pressure conditions. Energy 163, 800 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.08.185
12. M.M. Avulapati, T. Megaritis, J. Xia, L. Ganippa. Experimental understanding on the dynamics of micro-explosion and puffing in ternary emulsion droplets. Fuel 239, 1284 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2018.11.112
13. G.V. Kuznetsov, K.Yu. Vershinina, T.R. Valiullin, P.A. Strizhak. Differences in ignition and combustion characteristics of waste-derived oil-water emulsions and coalwater slurries containing petrochemicals. Fuel Process. Technol. 179, 407 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.07.033
14. C. Gabera, P. Wachter, M. Demuth, C. Hochenaue. Experimental investigation and demonstration of pilot-scale combustion of oil-water emulsions and coal-water slurry with pronounced water contents at elevated temperatures with the use of pure oxygen. Fuel 282, 118692 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118692
15. D.V. Antonov, G.V. Kuznetsov, P.A. Strizhak. Comparison of the characteristics of micro-explosion and ignition of two-fluid water-based droplets, emulsions and suspensions, moving in the high-temperature oxidizer medium. Acta Astronautica 160, 258 (2019).
https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.04.048
16. Shuai Huang, Tie Li, Xinran Wang, Run Chen, Rundai Yang, Zhonghua Qian. Effects of various discharge strategies on ignition and combustion of lean natural gas mixture under the static and turbulent conditions. Exper. Therm. Fluid Sci. 133, 110581 (2022).
https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2021.110581
17. N.A. Bulychev. Electric discharge in liquids under the effect of vibration. Int. J. Recent Technol. Engin. 8, 68 (2019).
https://doi.org/10.35940/ijrte.C5901.118419
18. V.H. Shevchuk, A.V. Nymych, O.S. Chernenko, O.Ye. Sydorov, M.O. Ivanov. Use of aqueous emulsions of waste motor oils as a highly efficient fuel. Zbirn. Nauk. Prats Viysk. Akad. (Odesa) 2, 139 (2023) (in Ukrainian).
https://doi.org/10.37129/2313-7509.2023.20.139-148
19. O.S. Chernenko, K.V. Tymofiienko, M.O. Ivanov. Evaporation of combustible liquid droplets in an electric discharge. Fiz. Aerodysp. Syst. 61, 212 (2023) (in Ukrainian).
https://doi.org/10.18524/0367-1631.2023.61.292235
20. A. Husain, A.A. Adewunmi, M. Mahmoud, M. Kamal. Stability of diesel/water emulsions: experimental and modeling investigations. J. Energy Res. Technol. 143, No. 11, 1 (2021).
https://doi.org/10.1115/1.4049606
21. A.M. Ithnin, W.J. Yahya, M.A. Ahmad, N.A. Ramlan, H. Abdul Kadir, N.A.C. Sidik, T. Koga. Emulsifier-free water-in-diesel emulsion fuel: Its stability behaviour, engine performance and exhaust emission. Fuel 215, 454 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.11.061
22. C. Mata, V. Rojas-Reinoso, J.A. Soriano. Experimental determination and modelling of fuel rate of injection: A review. Fuel 343, 127895 (2023).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
