Исследователи Томского политеха впервые детально описали, как ведут себя водотопливные эмульсии при резком нагреве. Результаты представили на Международном энергетическом форуме, который проходит в эти дни в вузе.
Добавление воды или биокомпонентов в топливо вызывает эффект микровзрывного распада капель. Это ускоряет горение и снижает вредные выбросы. Однако до сих пор ученые не могли точно предсказать, при каких условиях капля фрагментируется и загорится. Политехники провели серию экспериментов с разной температурой, давлением и содержанием воды. Выяснилось, что время задержки взрывного распада и зажигания в 4–10 раз меньше, чем у обычных капель.
«Мы обоснованно определили влияние спонтанного вскипания на скорость изменения коэффициента теплоотдачи», — пояснил доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Антонов.
После микровзрыва поверхность испарения смеси увеличивается до 200 раз. Такие эффекты критически важны для малогабаритных двигателей — они позволяют резко поднять мощность. Ученые также составили карты режимов зажигания и создали математическую модель. Она предсказывает оптимальные условия горения. Важный нюанс: доля добавок-«триггеров» в топливе не должна превышать 10%, иначе можно замедлить прогрев.
Исследование поддержано грантом Российского научного фонда. Результаты опубликованы в ведущих международных журналах.