初中乳化原理

初中乳化原理

乳化作用
两种互不相容的液体，若将其中一种均匀的分散成极细的液滴于另一液体中，便形成乳状液，比如油和水搅拌可以使油成为细小的油珠均匀的分散在水中，但这种系统很不稳定，稍置片刻便可分层。要获得稳定的乳状液必须加入乳化剂、乳化剂大多数是表面活性物质。表面活性物质组成中对水有亲和力的强极性基团朝向水，而弱极性的亲油基则朝向油。这样在油滴或水滴周围就形成了一层有一定机械强度的保护膜，阻碍了分散的油滴或水滴的相互结合和凝聚而使乳状液变得较稳定。这种由于加入表面活性物质使形成稳定的乳状液的作用叫做乳化作用。

下面从水的分子团角度认识燃油乳化过程,对于燃料乳化的开发是有益的。其中关于水的论述是有大量科学实验验证的理论依据。
1. 水分子微团结构
水分子内部结构已准确确定，相邻的水分子建立氢键后，氢键具有静电性质，很容易与其他氢键相结合。因此，水分子团形成近程有序的连接。近程有序的水分子团大小取决多种因素，水中的离子、温度、水被加工的过程等。这也就是形成大团粒水的原因。水分子的氢键是与柴油形成乳化结构的基础
2. 乳化过程
乳化过程实质是将大团粒水破碎细化为微米级粒度的微团的过程。乳化剂和乳化机的共同作用完成乳化过程。现在采用的乳化方法有机械、化学、电磁等方法。高剪切、超声、高压均质、射流、涡混、搅拌为机械方法；乳化剂实际为化学方法；磁化处理为电磁方法。只有将水细化到微米级的粒度，水分子连接的氢键又与柴油分子链连接后形成相对稳定的乳化结构。水分子微团的大小、氢键连接的离子力决定乳化结构是否稳定。乳化剂预混和磁化处理降低了水的表面张力和氢键的离子力，使水容易破碎。乳化机利用涡混、剪切、超声等技术手段使水微团破碎细化，也使柴油破碎细化并均混，形成乳化结构。流体内部由于存在粘性，相互移动的流体层所产生的力称为剪切力。由于高速运动,剪切力使流体层形成湍流，湍流使液体界面破碎。在实际应用中胶体磨、剪切头、高压均质、射流就是高速运动形成剪切力。
3. 乳化效率
多种方法可以使燃油乳化，但是，燃油乳化质量不同，效率不同。在满足质量标准的前提下，节能降耗是燃油乳化的重要指标。效率就显得十分重要，成为主要的经济指标。就是要既节油，又要节电，还要省时，省人工。燃烧效率取决于乳化剂，乳化效率与乳化剂和乳化机有关，主要是体现在乳化机的技术体制。就是破碎的技术方法和计量方法。将水破碎细化的技术方法对乳化效率更重要。现有的技术都大有发展空间：胶体磨、剪切头、高压均质、射流等机械的方法，耗电量大，流量小，破碎粒度还偏大。计量方法存在乳化液体密度变化引起的计量精度；燃油批号变化引起的通用性；比例变化的可调性。现有的乳化机大部分是体积大、重量大、耗电量大、价格高。也为燃油乳化推广带来不利因素之一。
4. 燃油乳化的发展空间
燃油乳化发展在于环保和节油两方面，用户更关心经济效益。经济效益应该是燃油乳化的发展主要动力。乳化剂首先解决节油率和通用性问题，其次是减少参混比例，降低价格。应该尽快解决乳化机提高效率、缩小体积、通用广、操作简便、降低价格问题。无论是乳化剂还是乳化机，最好的设计就是“傻瓜型”，不可能对用户寄予太高的要求。目前看来，我们距离让用户放心的使用还有一定的差距。
5. 一种新的乳化技术体制
现有的乳化技术体制，乳化都是在液态中进行的，在利用液体粘性力的同时，也必须克服液体粘性力，耗电量要大于在气态中旋转的阻力。由于破碎粒度的需要，乳化间隙都尽量小，流量受到限制。由于上述原因乳化效率也受到影响。雾混乳化机用一台微型电机完成输入、输出、均混、循环、雾化，使三种液体按比例均衡参混的同时，利用离心雾化器使乳化液体在气态中破碎、雾化、碰撞、乳化。使水微粒一次就达到微米级粒度。其效率要高于在液态中的乳化的效率。由于雾混乳化机高效节能的技术体制，因此，可以做到小型化，体积：1000x500X1700；重量约：100Kg。一人能推走，两人能抬走。其计量方法适用各种型号乳化液体，不会受液体密度变化影响，配比可调，具有广泛的适用性和可靠性。将为乳化技术的普及推广，特别是进入桑拿浴池、厨房灶间、家庭用户提供方便。