TPU:n tutkijat tekivät yhdessä kollegoidensa kanssa kokeita ja ennustivat erittäin tarkasti veden lisäämisen vaikutuksen polttoaineen syttymiseen ja palamiseen.
Tulokset osoittivat, että polttoaine, johon on lisätty pieni määrä vettä, palaa 7–14 % nopeammin kuin homogeeninen hiilivetypolttoaine. Tulevaisuudessa tämä voi auttaa kehittämään ympäristöystävällisempiä ja resurssitehokkaampia vaihtoehtoisten polttoaineiden polttamisjärjestelmiä.Vesi nopeutti polttoaineen palamista.
Tärkein vaatimus, joka nykyään asetetaan vaihtoehtoisille ja komposiittisille nestemäisille polttoaineille, on niiden ympäristöystävällisyys, eli haitallisten päästöjen vähentäminen ilmakehään. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi polttoaineisiin lisätään erilaisia kasviperäisiä lisäaineita (öljyjä ja eettereitä) sekä teollisuusjätteitä. Lupaavista lisäaineista mainittakoon myös teollisuus- ja jätevesi.
Sen lisääminen polttokammioon vaikuttaa kuitenkin merkittävästi polttoaineen palamisen kineettisiin ominaisuuksiin. Tieteellisessä kirjallisuudessa ei ole kokeellisia tietoja pisaroista ja muodostuvista polttoaine-ilma-seoksista, jotka kuvaavat laadullisesti ja määrällisesti veden lisäämisen vaikutusta polttoaineeseen.
Lämmönsiirron laboratorion tutkijat yhdessä kollegoidensa kanssa Venäjän tiedeakatemian kemiallisen fysiikan ja lääketieteellisen kemian ongelmien liittovaltion tutkimuskeskuksesta suorittivat sarjan kokeita kerosiinilla ja isooktaanilla, joihin he lisäsivät vettä pitoisuuksina, jotka olivat enintään 10 %.
Tutkimuksessa käytettiin useita menetelmiä: polttoaine-ilma-seoksen syttymisprosessin fyysinen mallinnus iskuputkessa ja komposiittipisaroiden mikroräjähdysmurskaus mallipolttohuoneessa. Tämä mahdollisti nopeiden prosessien ominaisuuksien mittaamisen suurella tarkkuudella ja luotettavuudella olosuhteissa, jotka olivat lähellä todellisia.
TPU selvitti, kuinka alumiini parantaa magnesiumia sisältäviä materiaaleja vedyn varastoimiseksiTPU:n tutkijat tutkivat alumiiniseoksen vaikutusta vedyn varastointiin ja jakautumiseen magnesiumissa, joka on lupaava materiaali vedyn varastoimiseksi. ”Kokeiden aikana havaitsimme, että veden lisääminen nestemäiseen hiilivetypolttoaineeseen paitsi nopeuttaa sen palamista, myös vähentää rikki- ja typpioksidien päästöjä ilmakehään.
Polttoaine-ilma-seoksen nopeutettu syttyminen lämpenemisen ja hiilivetypolttoaineen haihtumisen jälkeen vedellä liittyy hydroksyyliryhmän radikaalien pitoisuuden kasvuun.
Tämä osoittaa, että vesi voi toimia katalyyttina hydrokarbonaattipolttoaineen nopealle ja intensiiviselle palamiselle”, toteaa yksi tutkimuksen tekijöistä, TPU:n korkeaenergisten prosessien fysiikan tutkimuslaitoksen apulaisprofessori Dmitri Antonov.
Tutkijoiden mukaan 10 %:n vesilisäys nestemäiseen hiilivetypolttoaineeseen lyhentää sen syttymisviivettä 7–14 % riippuen kuumennustilanteesta ja polttoaine-ilma-seoksen komponenttien pitoisuuksista.
Saadun datan perusteella polyteknikot ovat laatineet kaavat, joilla voidaan ennustaa syttymisviive ja vesipitoisen hiilivetypolttoaineen pisaroiden hajoamisaika.
