Ученые Томского политехнического университета совершили открытие в области энергетики, которое может изменить подход к сжиганию альтернативных видов топлива. В ходе серии экспериментов они с высокой точностью установили, что добавление воды концентрацией до 10% в такие горючие вещества как керосин и изооктан, сокращает время задержки воспламенения на 7−14%. Это открытие было сделано благодаря уникальной методике, сочетающей физическое моделирование в ударной трубе и изучение микровзрывного распада капель топлива в модельной камере сгорания.
Как объяснил доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Дмитрий Антонов, ключевая роль в ускорении сгорания принадлежит гидроксильным радикалам. При прогреве и испарении топливной смеси вода не просто испаряется, а активно участвует в химических реакциях, увеличивая концентрацию этих активных частиц, которые выступают триггером для быстрого и интенсивного сгорания.
Проведенные эксперименты выявили, что гидратация жидкого углеводородного топлива приводит к интенсификации процесса его горения и сокращению выбросов оксидов азота и серы. Ускоренное воспламенение топливной смеси объясняется ростом концентрации гидроксильных радикалов, образующихся при нагреве и испарении топлива с водой. Таким образом вода выступает катализатором, инициирующим более быстрое и полное сгорание углеводородов.
На основании полученных данных исследователи разработали аналитические выражения, позволяющие с высокой достоверностью предсказывать кинетические характеристики воспламенения и время распада капель для топливных композиций с водой. Работа восполняет существующий пробел в научной литературе и предоставляет фундаментальную основу для будущего проектирования ресурсоэффективных и экологичных систем сжигания.
Ранее в Томске получили первые образцы снижающего эмиссию парниковых газов биоугля.
