Cavitation & việc đốt dầu FO

Cavitation & việc đốt dầu FO

Hiện nay có loại thiết bị tạo nhũ tương để nâng cao hiệu suất của các lò đốt sử dụng dầu FO, tiết kiệm được 7-15%. Nguyên lý là tạo hiện tượng cavitation bằng bơm thuỷ lực cao tốc (tương tự cavitation xảy ra với thuỷ lôi, tàu ngầm, tàu thuỷ hoặc cánh tuabine thuỷ điện). Các bọt khí sinh ra bị nén -> tăng áp-> vỡ ->tạo các vụ nổ trong lòng chất lỏng (được ví là cool reactor) dẫn đến việc cracking hydro carbon chain và tạo các hạt nhũ tương có kích thước < 10 mcm, dầu FO sau xử lý có thời gian ổn định là 90 ngày. Loại thiết bị này có tính năng kỹ thuật hơn hẳn loại tương tự sử dụng nguyên lý siêu âm.

Chào Newday, chủ đề hay đấy, cậu tiếp tục đi.

Các bọt khí luôn có sẵn trong các chất lỏng, cavitation xảy ra các bọt khí bị khối chất lỏng va đập (bơm điện vận hành với bộ biến tần ~ f>>50 Hz nên tốc độ dòng chảy của chất lỏng rất lớn), áp suất trong lòng bọt khí tăng vọt và bọt khí bị vỡ. Nhiệt độ đo được của các vụ nổ bọt khí li ti này đạt đến 15k độ C trong lòng chất lỏng, nhiệt độ cao và áp suất lớn chính là điều kiện cần để phá vỡ các liên kết HydroCarbon (Cracking), hình thành các hydrocarbon nhẹ hơn, dễ cháy hơn, nâng cao hiệu suất đốt FO.
Cavitation theo nguyên lý va đập thuỷ lực tạo ra các hạt nhũ tương có kích thước << 10mcm (do các vụ nổ bọt khí trong lòng chất lỏng tạo nên), bên trong chứa nước, bên ngoài là lớp FO. Khi phun vào buồng đốt, nhân nước sẽ hoá hơi trước ,tăng áp, gây nổ hạt nhũ tương, lớp dầu bên ngoài sẽ bị vụ nổ phá thành các phần tử có size nhỏ, tiếp xúc tốt với không khí trong buồng đốt (như là đốt nhiên liệu khí), nâng cao hiệu suất đốt FO.
Với nhiệt độ lò >1150 độ C, nước sẽ bị phân tích thành H+ và OH-, hydro sẽ cháy và thêm nhiệt lượng cho buồng đốt (Hydro: 18.000 kilocalories per kg), chỉ thêm nhiệt lượng thôi không phải là động cơ đốt trong chạy bằng nước lã

Điện đòi tăng giá rồi...
Iran sắp đánh nhau với ...
Iraq ngày nào bomb cũng nổ ...
Mà vẫn không có ai tính chuyện tiết kiệm dầu cả! có bao nhiêu thì đốt bấy nhiêu thôi

Xin chào,
Cavitation làm các liên kết C-C bị phá vỡ nên nhiên liệu được đốt cháy hoàn toàn, dẫn đến giảm 50% lượng khí thải NOx, Các muội than giảm 3-4 lần (khói thải không có màu đen nữa), khí thải CO giảm, lượng benzen (chất gây ung thư) giảm từ 2-3 lần, khí thải gốc lưu huỳnh (sulfur) giảm từ 60 đến hơn 85%.
Khi đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh các khí Sulphides bay ra cùng khói thải và gây ô nhiễm không khí. Nhiệt độ trong lò đốt cao, khí sulfur kết hợp với kim loại nóng chảy sẽ làm giảm chất lượng của cấu trúc lò.

Xin bàn về vấn đề này một cái:
Dường như Newdayvn có nhầm lẫn một số khái niệm ở bài viết trên. Thứ nhất, người ta ít nghe thấy loại bơm gọi là bơm thủy lực cao tốc. Theo tôi hiểu cụm thuật ngữ trên là nói về một loại bơm chất lỏng tạo ra dòng chảy có tốc độ cao. Gọi tên bơm thủy lực cao tốc là e chưa đủ. Nên gọi chúng là bơm cao áp, bơm áp suất cao là đã bao hàm cả ý tốc độ cao. Thứ 2, hiện tượng tạo cavitation trong bơm xảy ra nơi có dòng chảy xoáy, dòng chảy xoáy hoặc rối sẽ là nguyên nhân sinh ra cavitation. Dòng chảy váo tốc độ cao (đồng nghĩa với áp suất cao) rất khó là điều kiện để sinh ra hiện tượng cavitation. Thứ 3, cậu nói về nhũ tương mà chưa đề cập tới dung môi để tạo nhũ tương thì chưa hết ý của vấn đề. Bởi vì chỉ với những điều kiện như tạo xâm thực, sinh bọt khí, bị nén, tăng áp rồi cracking thì dầu FO vẫn chưa thể thành nhũ tương được nếu như thiếu vắng một loại dung môi. Trong trường hợp này dung môi đó là nước.
Thực ra, có thể ban đang nói về một loại nhiên liệu dùng để đốt lò, đó là loại nhiên liệu được nhũ tương hóa (Emulsified Fuel oil).
Loại nhiên liệu này cậu có thể xem ở dưới đây.
http://fsienergy.com/H20INOIL.htm
Có thể nói, các giải pháp kỹ thuật đang được áp dụng ví dụ như phun siêu âm, nhũ tương hóa nhiên liệu...chỉ để nhằm sao cho có thể đốt cháy nhiên liệu hòan toàn ở trong buồng đốt. Việc này còn kéo theo những lợi ích về môi trường như giảm được lượng khí gây hiệu ứng nhà kính (CO2, NOx, khí gây mưa a xít (SOx?)
Xin mời trao đổi tiếp.
Được levant57 sửa chữa / chuyển vào 13:14 ngày 25/03/2006

Chào Levan57,
thanks, quả thật tôi dùng "bơm thuỷ lực ...." là không chuẩn .
Nếu trong chất lỏng có những điểm có áp suất nhỏ hơn áp suất bay hơi của chất lỏng (liquid''s vapor pressure) thì chất lỏng sẻ chuyển pha (phase change), tạo ra các bọt khí nhỏ đó là cavitation bubbles. Áp suất trong các bọt khí sẽ tăng nhanh đến vài nghìn atmsophere và nhiệt độ lên đến hàng nghìn độ Kelven. Các bọt khí bị vỡ tạo ra các bọt khí nhỏ hơn và phát sinh các va đập thuỷ lực với tần số siêu âm. Các yếu tố xảy ra trong hất lỏng nêu trên làm biến đổi chất lỏng vào tạo nhũ tương trong trường hợp chất lỏng là dầu FO và nước.
Vấn đề là làm sao tạo ra các điểm có áp suất nhỏ hơn áp suất bay hơi của chất lỏng (trong trường hợp này là FO+H2O)
Thân

(cont..)
Levan57, khi ta đứng gần đoàn tàu hoả hoặc otô đang chạy với vận tốc lớn, ta có khuynh hướng bị xô vào đoàn tàu (vật thể) đang chuyển động tốc độ cao, do áp suất của dòng không khí chuyển động với vận tốc cao nhỏ hơn áp suất của dòng không khí chuyển động có vận tốc thấp.
Hiện tượng này cũng lý giải quy định 02 tàu thuỷ không được chạy gần nhau (khoảng cách được qui định tuỳ vào vận tốc =?), hay khi trời có bão thì phải mở của nhà ra để không bị tốc mái nhà, hay tạo mặt cắt ngang của cánh máy bay thích hợp để tạo lực nâng cho máy bay ...
Quay lại hiện tượng cavitation, các máy bơm này tạo các dòng chảy của chất lỏng (chất lỏng có thể chảy tầng, chảy rối hoặc chảy tầng trong ống rối ) trong lòng chất lỏng, máy bơm phải được điều chỉnh tốc độ sao cho "vận tốc" chênh lệch giữa các dòng chảy đủ lớn để tạo ra sự chênh lệch "áp suất" đủ lớn để có thể tạo ra các điểm trong lòng chất lỏng (thường là các vùng biên giao tiếp giữa hai dòng chảy có vận tốc khác nhau ) mà áp suất tại đó "nhỏ hơn" hơn áp suất bay hơi của chất lỏng", để hiện tượng cavitation hội đủ điều kiện xảy ra
Rất vui được trao đổi cùng Levan57!
Thân

Các bác đang tranh luận về cavitation à. Đó là hiện tượng xâm thực. Nhưng thứ nhất, không phải do áp suất cao những bong bóng đó nổ vỡ ra đâu mà lại là do hiện tượng "nổ xẹp", tức là bong bóng nó vỡ tan ra, thu hẹp lại. Các bác đã học thuỷ lực, các bác có biết độ cao chống xâm thực của bơm hay tua bin không?. Thực ra xâm thực không phải do xoáy hay rối, đó chỉ là một phần, càng không phải do áp suất cao. Mà nguyên nhân là do áp suất chất lỏng thấp hơn áp suất hơi bão hoà. Do vậy xâm thực thường xảy ra ở miệng hút của bơm (nơi áp suất nhiều khi là chân không) chứ không phải xảy ra ở ống đẩy, dù cho áp suất của ống đẩy lên tới hàng chục hay trăm atm.
Hiện tượng xâm thực thường gây rỗ cánh bánh công tác của bơm, ăn mòn và dẫn đến nứt, gây rung ồn, dần dần phá huỷ. Chính vì hiện tượng này mà các tua bin ở nhà máy thuỷ điện phải được bảo dưỡng và hàn lại thường xuyên. Các bạn nên tính 1 ngày, 1 tổ máy thuỷ điện Hoà Bình kô hoạt động để bảo dưỡng là mất đi 4 tỷ đồng tiền điện.
Ngoài ra người ta còn áp dụng hiện tượng siêu xâm thực cho các loại tàu ngầm thế hệ mới.
Như vậy sử dụng mặt có hại của xâm thực là ăn mòn và phá huỷ vào việc tạo các hạt nhũ tương cũng là điều rất thú vị.

Chào PEMFC,
Hihi, Cavitation chính là cái Bác nói đó, thanks! Bác thấy dùng kim loại cứng+bền để làm cánh tuabine mà còn bị Cavitation xâm thực, phá gây rỗ bề mặt...phải bảo trì và sửa liên tục nên chuyện cracking dầu + tạo hạt nhủ tương size <10mcm thì đơn giản hơn.
Loại torpedo siêu âm sử dụng cavitation thì đơn giản rồi, vì torpedo dù sao cũng chạy một lần rồi boom thôi!
Submarine mới phải tạo được dòng chảy có tốc độ đủ lớn để sinh ra cavitation bubbles, lúc đó submarine xem như chạy trong môi trường khí (nước-bọt khí-vỏ tàu) nên chạy nhanh lắm, chỉ thua torpedo thôi
Ngành Điện sợ nhất là cộng hưởng (Z=R ~ RL=RC) nhưng ngành vô tuyến điện lại rất thích "Cộng hưởng" để bắt tín hiệu VTC, VTV, DTH, điện thoại di động, bluetooth....
Thuỷ điện hoà bình thì sợ Cavitation nhưng tôi thì thích Cavitation ~ tạo nhủ tương+tạo hydrocarbon nhẹ để tiết kiệm nhiên liệu và bảo vệ môi trường
Đồng sàn nhưng dị mộng, rảnh rỗi thì gặp nhau, làm vài vại bia chúng ta bàn online tiếp vậy
Thân.