
“阿迪奥滋”牌纳米添加剂—能源领域的革命
纳米添加剂——这是多种科学相结合创造出来的物质。其开发成为可能得益于纳米技术和协同作用学的最新成就,而后者是未来世纪的科学技术。纳米添加剂-这是动力和技术领域里的崭新成就,他们打开了多种科技领域里非同寻常的前景,其中很多领域可以认为是重整旗鼓。那譬如,人们认为内燃机的完善业已达到了其极限,而他们的有效系数仅仅低于理论达到的1-2%,但情况是,采用了纳米添加剂能够改变燃料化学能转换成有用功的机制本身,结果就大大地增加了发动机有效系数的理论达到值,而且不用作任何结构上的改动。,在滚柱试验台上理想调整好汽车,达到了极限的经济性,而往燃料箱里滴入外表和汽油没有差别就半毫升的液体时,在同样的发 动机功率下,突然开始少用了15%的燃料。但是,这才仅仅是那蕴藏着复杂化学反应式和积分公式先进科学成就的一种直观表现。
那么,什么是纳米添加剂,其有何独到之处呢?
所有的纳米添加剂都是有机化合物的液体混合物,有上十种组准确的调配比,以保障基本作用物质的分子组成稳定的分子团,该分子团有独特微小-甚至是有一定形状的纳米被膜。只要纳米添加剂处在浓缩形状下,分子团就未被活化,他们就好像在打磕睡得以保存数年而无变化。但是,纳米添加剂碰到汽油、色拉油、水等(重要的是使其浓度溶解时处在指定的范围内),燃料或水分子拆开其保护膜和纳米被膜得以活化。值得注意的是,纳米添加剂的活化只能在达到一定程度的稀释下才会出现,而不取决于如何达到的稀释-是立即或是一次或几次稀释,此外,这一过程是可逆的,而且,如果纳米添加剂浓度超出某一阈值,它又重新被钝化了。
活化的纳米添加剂分子团拥有双重作用-体积作用和表面作用,而且这两个效应紧密地联系着。任何固体(稳定的)表面,尤其是金属表面和纳米添加剂粒子接触时被充电,表面原子获得一种符号电荷,而组成分子团的原子-获得相反符号电荷,与此同时,密实的纳米被膜在强大的静电力作用下就沿表面分散开来,类似一滴汽油受表面张力作用在水表面上散开来一样,也同样像汽油在水里,一种分子团的电荷薄膜被和与分子团尺寸比很大的面积所覆盖。仅仅使电荷薄膜分散开的静电力就比表面张力大数千倍。因此,分散于表面后,每个纳米添加剂的分子团就像锋利的刀片在其路上切割任何污物。这里表现了纳米添加剂一种次要的有益性质-非同寻常的冲刷能力。此外,电荷薄膜成数倍地减小液体分子和表面的平均连结力,导致急剧地提高液体的尤其是表现在粘性介质里的流动性。纳米添加剂的体积作用是由于电荷的分布,而且和在纳米被膜结构中的分布,在表面薄膜里具有特有的结构 分布,规整有序性,特有的图案,因为这一点,甚至于溶液中相当远地脱离表面的分子团,在一定的情况下不仅相对表面,也彼此之间排列起来,亦即规整有序性传递开来,从表面传到含有纳米添加剂液体的整个体积。这一规整有序性并不是原子在固体晶格里的有序性,它是动态的,但保持着稳定性,正是因为每个分子团在体积里也影响表面薄膜,固定其规整有序性后也在整体上影响全系统。其后,纳米添加剂稀释被活化,可不管液体怎样流,生成什么结构,不管是怎样混合还是怎样粉碎,分子团的组织性在那里,甚至于最微小的珠滴里都保留下来。还有一项表现纳米添加剂对燃烧过程影响的性质,是那珠滴里继承下来的组织性、规整有序性有关的。这一规整有序性在液体珠滴的表面上表现得最强烈,例如,向锅炉炉膛燃烧室喷射的柴油或重油燃料珠滴。每个那样的珠滴获得单元格的构造,就像由交替的五角和六角形剪裁成的足球。电荷在珠滴表面规整有序的分布给予喷射液体的气体分子以明显的影响,尤其是直接靠近的气体分子。当然,对一些气体分子飞行的速度和方向的影响并未出现,但是,规整有序性在这里表现为生成一定程度上靠近珠滴有组织的气体流。当普通的喷射燃料进行燃烧时,空气的氧气到达表面是杂乱无章的,同样杂乱无章地从表面移开气体状态的燃烧产物。没有组织的流体,气体分子混杂在一起,他们互相妨碍,决定着最终的燃烧速度。飞到的氧分子妨碍氧化反应后离开的氧化碳和水气体分子,而后者,轮到他们也妨碍氧分子。若是燃烧的燃料珠滴含有活化的纳米添加剂并在其表面上有电荷的单元格,那就在一些按构造最合适的单元格里,氧化优先出现,且燃烧产物的分子从那些单元格的中心出发以有组织的流体离开燃烧的珠滴,而氧分子以有组织的流体沿单元格间的边界进到表面。进来的和离开的流体互不干扰,所以燃烧的速度和温度变得很高。在协同作用学里类似的单元格称做消散结构。其生成可在Бенара的试验里观察到,当一个很宽的平底金属容器倒入油或者石蜡层放到烧热了的电炉上,如果
向油或者石蜡里加入细铝粉,就能很容易地用肉眼观察到生成的像蜂窝状的单元格。至于使用含有活化纳米添加剂的汽油急剧地减少燃料消耗和加大内燃发动机的牵引力,尽管分歧的意见,任何燃料燃烧的《改善》不能显著地提高有效系数,出于一个原因:正常工作的汽油发动机里,燃料未完全燃烧的份额,不会超出二个百分点的能量损失,何况,提高燃料的燃烧速度在未显著提高有效系数的情况下,不可避免地导致发动机零部件峰值载荷的加大,也意味着增加磨损,且最后,增加燃料混合物的燃烧速度,超出发动机的计算值,通常导致出现急剧降低功率的爆燃,增加燃料的消耗和发动机的磨损。同样地,纳米添加剂显著地降低所有相互接触部件的磨擦,落到有齿轮箱气体的油里后,尽管还有补充的正面效应,还是不能解释那显著降低的燃料消耗,何况由于磨擦的损失,仅占很小的份额。
纳米添加剂对内燃发动机的作用更复杂一些,它的表现主要是由于生成表面的电荷薄膜。大量的实验表明,在燃料里存在指定浓度的纳米添加剂导致燃烧室内出现强烈的电磁振荡,随之汽缸里的压力峰值,以及靠近上《死点》的压力变化速度差不多降低一半,此外,急剧地降低了直接靠近汽缸内表面气体的温度。电动力学积分公式阐明了组成带电荷层内部移动那一部分离子的性能,因为这些粒子不断地完成与缸壁激起电磁波的弹性碰撞。不浸沉于那系统复杂的数学描述,可以这样简化地叙述发动机工作时出现的现象,当燃料里没有纳米添加剂时且未生成电荷层时,燃料烧掉的热产品分子在活塞运动上《死点》之后,给出的不是运动活塞的全部动能,而仅仅是它的一部分,取决于垂直活塞的速度分量。这一过程在经典热力学里用气体绝热膨胀公式加以描述,根据这一公式,能转化为有用功的仅仅是气体热能有限部分(汽油发动机约30%和柴油发动机约40%),而且它就确定了理论上能达到的或是热有效系数。当纳米添加剂出现在发动机的工作体积的表面时,生成带电荷层,其性能开始为作用于带电粒子之间的强大电力所确定,这样,这些力迫使层离子完成主要是垂直于表面的振荡,如果表面积增加了(这在活塞从上《死点》向下运动体积膨胀时出现),离子的动能比中性气体分子在同一条件下的能量降低得更快。可以说,膨胀时表面带电荷层被冷却比周围气体强烈得多,所以热能变成有用功的份额比绝热膨胀时更多。如果带电荷层的密度足够大,则发动机的有效系数近乎百分之八十。测量工作发动机汽缸里的压力表明,出现纳米添加剂时对活塞的压力和缸当前体积的依附关系能用考虑电分量的相应积分公式很准确地加以描述。
图上显示十级压缩比汽油发动机纯汽油(PO)和带Анилон-Б(Pa)的汽油清楚地表明有纳米添加剂增加有用功(曲线下的面积)、轴转动力矩(活塞行程中点的压力)并减少发动机零部件的峰值载荷(靠近上《死点》的压力)。事实上,多年的使用经验表明,例如,柴油发动机机车连续地使用纳米添加剂运行,跑程修理间的期限能够加倍。同样大体上减少一半润滑油料的烧损。除此之外,同时出现的强冲刷性质和发动机使用含纳米添加剂燃料工作时降低汽缸里的平均温度导致显著地减少排出气体的毒性。
总结上述和在不同技术领域里多年采用纳米添加剂的经验可以得出如下结论。
1)使用纳米添加剂能生产出高生产和生态性能的汽油或柴油。装满这种燃料的汽车,不论什么牌子和型号的发动机以及其技术状态如何,都能稳定地提高功率5-7%,加大轴的转矩,降低单位燃料消耗12-17%和润滑油料烧损15-50%。发动机工作起来更轻,燃料系统清除了沉积,冷却液体的温度降低了5-10℃,显著地减少了磨损,降低了废气的毒性,减少了工作噪声,柴油发动机排出的烟减少了40-60%。
大规模地采用带纳米添加剂的燃料能显著地改善熙熙攘攘道路附近和大城市的生态压力。
2 ) 使用纳米添加剂组分的重油和炉料能显著地提高燃烧的完全性和火焰的温度。伴生表面热交换的深度清理提高了热传导系数,而容器和管道内表面的清理以及流动性的提高最终导致再降低生产开销。在制糖厂锅炉的重油里采用纳米添加剂的经验表明,平均降低含纳米添加剂的重油消耗达15-20%,此外,那些低质重油,没有纳米添加剂根本就不能使用,现在可能用了。
3 ) 研究表明,在许多热电中心用作燃料的煤-水悬浮液组分中采用纳米添加剂很有前景。已有的数据是,纳米添加剂能提高煤燃烧的完全性达98%和更高,同样出现利用低热量(卡路里)煤和油母页岩的可能性。 |