Dyzeliniai varikliai iki šiol yra vieni svarbiausių transporto ir pramonės įrankių. Jie patikimi, galingi ir tinkami tiek sunkiajai technikai, tiek kasdieniams pervežimams. Tačiau kartu jie išmeta daug azoto oksidų ir kietųjų dalelių, kurios blogina oro kokybę ir kenkia sveikatai.
Nigerijos Federalinio technologijų universiteto Overyje mokslininkai atkreipė dėmesį į paprastą, bet daug žadantį sprendimą. Jie apžvelgė pasaulio tyrimus apie vandens įmaišymą į dyzeliną ir pastebėjo ryškų poveikį emisijoms. Svarbiausia, kad variklio galia dėl to nemažėja, o kartais net didėja.
Ši technologija vadinama vandens ir dyzelino emulsija. Ji gali būti naudojama esamuose varikliuose be didelių konstrukcinių pakeitimų. Tai daro metodą patrauklų tiek turtingoms, tiek besivystančioms šalims, kur brangios filtravimo sistemos ne visada prieinamos.
Kaip veikia vandens ir dyzelino emulsija?
Emulsijos idėja paprasta. Į dyzeliną įmaišoma nedidelė dalis vandens, o specialios medžiagos surfaktantai padeda mišiniui išlikti vienodam iki maždaug šešiasdešimties dienų. Vanduo mišinyje pasiskirsto kaip labai smulkūs lašeliai, todėl kuras vis tiek teka ir purškiamas įprastai.
Degimo metu vandens lašeliai greitai virsta garais. Dėl staigaus tūrio išsiplėtimo įvyksta vadinamasis mikro sprogimas, kuris geriau išmaišo kurą su oru. Tokia smulkesnė ir tolygesnė kuro migla leidžia degimui vykti pilniau.
Svarbus rezultatas yra žemesnės aukščiausios degimo temperatūros. Kai temperatūra krenta, susidaro mažiau azoto oksidų. Tuo pačiu pilnesnis degimas sumažina suodžių ir kietųjų dalelių kiekį, nes mažiau kuro lieka neperdegusio.
Kiek sumažėja tarša ir kas dar svarbu?
Apžvelgtuose tyrimuose nustatyta, kad azoto oksidų emisijos gali kristi iki šešiasdešimt septynių procentų. Kietųjų dalelių kiekis mažėjo iki šešiasdešimt aštuonių procentų, lyginant su įprastu dyzelinu. Tai didelis šuolis, turint omenyje, kad kuras vis dar tas pats, tik papildytas vandeniu.
Be taršos mažėjimo, daug bandymų parodė ir geresnį naudingumą. Varikliai su tokiu kuru dažnai pasiekė didesnį stabdomąjį šiluminį efektyvumą, tai yra daugiau energijos virto darbu. Paprastai tariant, variklis tą patį kurą panaudojo išmintingiau.
Mokslininkai pabrėžia, kad svarbiausia emulsijos dalis yra tinkami surfaktantai. Nuo jų tipo ir kiekio priklauso, ar mišinys bus stabilus, saugus ir veiksmingas. Geriausi rezultatai pasiekiami naudojant kelių surfaktantų derinius.
Ateities galimybės
Nors technologija atrodo brandi, tyrėjai siūlo toliau tirti ilgalaikį poveikį variklio detalėms. Taip pat reikia dar geriau parinkti surfaktantų receptūras skirtingoms klimato ir darbo sąlygoms. Tai padėtų užtikrinti, kad metodas būtų patikimas visur, kur naudojamas dyzelinas.
Vandens ir dyzelino emulsija gali tapti tarpine grandimi tarp dabartinių variklių ir švaresnės energetikos ateities. Ji gali būti derinama su biodegalais ar kitomis taršą mažinančiomis priemonėmis. Jei sprendimas bus plačiai pritaikytas, dyzeliniai varikliai galėtų tapti gerokai mažiau kenksmingi dar prieš jiems pasitraukiant iš rinkos.
