УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА
DEVICE FOR UPGRADING QUALITY OF DIESEL FUEL

Изобретение относится к смесительным устройствам, содержащим несколько последовательно расположенных смесителей различного способа действия, и относится к области смешения жидкофазных систем, в том числе являющихся дисперсионной средой и дисперсной фазой, а также к области, направленной активации свойств и рекомбинации указанных систем.
Известно устройство комбинированный статический смеситель-активатор для повышения степени гомогенности жидкофазной системы [см. патент RU 2411074, МПК B01F 13/10М], которое состоит из трех последовательно установленных смесителей различного принципа действия.
Недостатком данного устройства является низкая эффективность обработки топлива в условиях низких температур.
Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение эффективности обработки топлива в условиях низких температур за счет ионизации всего состава топлива, с возможностью изменения молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе, чем достигается более полное окисление топлива кислородом, обеспечивающее экономию топлива при минимальных изменениях конструкции ДВС.
Указанный технический результат достигается тем, что корпус второй секции выполнен из диамагнитного материала, снаружи которого установлен магнитный усилитель, внутри которого размещен формирователь постоянного магнитного поля, магнитные силовые линии которого совпадают с направлением потока топлива, при этом по центру секции внутри корпуса дополнительно установлена вставка с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которые проходит весь объем углеводородного топлива.
Сущность изобретения заключается в том, что при кавитационной обработке углеводородного топлива в секции 1 происходит деструкция молекул, вызванная микрокрекингом молекул и процессами ионизации, поэтому во второй секции накапливаются «активированные» частицы. Такие молекулы в поверхностном слое вблизи стенки неподвижного пузырька находятся в «мгновенно» ориентированном состоянии, направление мгновенного дипольного момента которых зависит от соотношения сил межмолекулярного взаимодействия жидкость-жидкость и жидкость-газ (фигура 2а, на котором показан неподвижный кавитационный пузырек). Образующийся при этом специфический двойной электрический слой, находится в квази-термодинамическом равновесии с окружающей фазой. Поэтому его энергия не может оказывать влияния на скорость химических реакций. В процессе кавитации в секции 1 при сжатии пузырька площадь его поверхности уменьшается, и число ориентированных молекул в поверхностном слое также снижается. Однако так происходит лишь до достижения некоторого предела скорости сжатия. При высоких скоростях сжатия молекулы, вытесненные из поверхностного слоя, возможно «не успевают» переориентироваться, и в окрестности пузырька образуется уже не слой, а облако из ориентированных молекул (фигура 2б, где показан сжимающийся кавитационный пузырек). Мгновенный диполь в неоднородном электрическом поле обладает дополнительной потенциальной энергией. Эта энергия может быть затрачена, во-первых, на переход в кинетическую энергию, которая после установления максвелловского распределения переходит в энергию теплового движения. Во-вторых, она может быть использована на преодоление активационного барьера химической реакции, образование радикалов или ионов [см. Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М.: «Химия», 1986. 288 с.; Липсон А.Г., В.А. Кузнецов, Дж. Майли. Выход DD-реакции в процессе электрического пробоя кавитационных пузырьков в диэлектрических дейтерированных жидкостях // Письма в ЖТФ. 2004. №10. С. 39-45.]
Магнитный усилитель соединенный через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока двигателя, так чтобы магнитные силовые линии в активаторе совпадали с направлением потока топлива, что приводит к выстраиванию облака из молекул в ориентированный поток «активированных» частиц.
Вариант предлагаемой конструкции устройства, представлен на фигуре 1, где показаны: 1 - наружный магнитопровод, выполненный в виде полого ферромагнитного кожуха; 2 - формирователь постоянного магнитного поля; 3 - электрические выводы; 4 - торцевые ферромагнитные шайбы; 5 - электрическая обмотка; 6 - вставка с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров; 7 - корпус, выполненный из диамагнитного материала.
Вставка 6 с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которые проходит весь объем углеводородного топлива, предназначена для ионизации всего состава топлива, проходящего через нее с распадом молекул тяжелых фракций, входящих в состав топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе путем воздействия мощного электромагнитного поля, созданного этими магнитами и усиленного мощным наружным электромагнитом.
Наружный электромагнит, состоящий из наружного магнитопровода 1 с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 который может быть выполнен в виде катушки с электрической обмоткой 5, соединенной через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока ДВС, предназначен для того, чтобы устройству в максимальной мере «загнать» электромагнитную энергию обмотки с помощью магнитной вставки 6 в струю проходящего топлива, в результате протекания этого процесса происходит изменение молекулярных свойств топлива и накапливаются «активированные» частицы: радикалы, ионы, ионно-радикальные образования, которые активно атакуют, как другие радикалы, так и нейтральные частицы.
Устройство работает следующим образом, топливо, попадая во вторую секцию, корпус 7 которой выполнен из диамагнитного материала и снаружи крепится магнитопровод 1, выполненный в виде полого ферромагнитного кожуха с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 с электрической обмоткой 5, соединенной через электрические выводы 3 с генератором постоянного тока ДВС так, чтобы магнитные силовые линии в активаторе совпадали с направлением потока топлива. Внутри корпуса 7 крепится вставка 6, с размещенными в ней магнитами произвольной формы и размеров, через которую проходит весь объем углеводородного топлива. В этой секции вся струя проходящего топлива подвергается воздействию мощного электромагнитного поля, созданного этими магнитамии усиленного мощным магнитным усилителем, состоящим из наружного магнитопровода 1 с размещенными внутри формирователем постоянного магнитного поля 2 с электрической обмоткой 5. В результате такой конструкции, во второй секции, происходит процесс ионизации всего состава топлива, проходящего через нее с изменением молекулярных свойств топлива и накоплением «активированных» частиц в его составе. Наличие в такой конструкции только наружного магнитопровода 1 позволяет устройству в максимальной мере "загнать" электромагнитную энергию обмотки с помощью магнитной вставки в струю проходящего топлива, в результате происходит более глубокое изменение молекулярных свойств топлива, и как следствие более полное его сгорание в двигателе.