نقش فناوري نانو تكنولوژي در توليد ادتيوها

[mim-shimi 25,686]

نانو تكنولوژي يكي از جديدترين شاخه هاي علوم است كه در دهه اخير كاربري فراواني در ساير رشته ها يافته و موجب تحولات گسترده اي شده است. هنوز چند سالي بيش از حضور علم نانو تكنولوژي در صنعت نفت و فراورده هاي نفتي نمي گذرد، اما در همين مدت كوتاه اين علم آنچنان آثار شگرفي از خود برجاي نهاده كه انتظار مي رود توليد كنندگان مواد افزودني مصرفي در انواع سوخت و روانكار با سرمايه گذاري هاي هنگفت، نبض آينده را در دست گيرند و هر شركتي كه بتواند حركت عاقلانه تري در اين زمينه در پيش گيرد، از جايگاه بالاتري نسبت به ساير رقبا برخوردار خواهد بود. بيشتر كاربران تكنولوژي نانو، با قرار دادن سه شعار »مصرف كمتر، صرفه جويي در هزينه ها و حفظ محيط زيست« به عنوان هدف ،تلاش روز افزوني را به منظور توليد موادي با سطوح كارايي بالاتر و زيان زيست محيطي كمتر، انجام مي دهند. در مقاله حاضر كه برگرفته از جديدترين يافته هاي شركت H2OIL است، تكنولوژي نانو به كار رفته در توليد دو نوع ماده افزودني ويژه سوخت و روانكار مورد بررسي قرار گرفته است.

 

 

ادتيو ساخته شده در شركت »H2OIL« به نام تجاري »F2-21« پس از افزوده شدن به سوخت در اثر حرارت موجود در داخل محفظه احتراق، به سرعت منفجر مي شود. لازم به يادآوري است هنگام اختلاط ادتيو با سوخت، شبكه هاي پيچيده سه بعدي بين سوخت و تركيبات ادتيو ايجاد مي شود كه بسيار ريز و ميكروسكوپي بوده و در حقيقت همين شبكه ها وظيفه اصلي در سيلندر را بر عهده دارند. انفجار شبكه هاي نانو داراي دو فايده عمده است كه عبارتند از:1- قطرات درشت سوخت به ذرات ريزتر تبديل شده و به سرعت تبخير مي شوند2- جريان گردابي افزايش يافته و موجب اختلاط بهتر بخار سوخت- هوا خواهد شد.

 

 

 

زماني كه آثار انفجار شبكه هاي نانو به سطح محفظه احتراق موتور مي رسد، موجب ايجاد واكنش پاكسازي ملايم و پايدار شده و به آرامي سطوح داخلي سيلندر را از هر گونه رسوبات و آلودگي ها پاك مي سازد. سيلندر تميزتر موجب ايجاد احتراق در دماي پايين و در نتيجه كاهش گازهاي آلاينده اي مانند Nox مي شود. علاوه بر اين نياز به سوخت با عدد اكتان بالا كه گرانقيمت است را نيز تا حد زيادي تامين مي كند.

 

سوخت بدون ادتيو F2-21نازل ها، سوخت را به داخل محفظه احتراق اسپري مي كنند. برخي از قطرات درشت تر سوخت به طور طبيعي نمي سوزند و به طور كامل بدون تغيير در سيلندر باقي مي مانند. احتراق ناقص موجب افزايش آلاينده هاي خروجي و تشكيل رسوب در داخل موتور مي شود. اين رسوبات همانند يك عايق حرارت عمل كرده و با بالابردن دماي احتراق، موجب تشكيل بيشتر آلاينده هاي Nox مي شود، همچنين تركيبات ياد شده با آلوده كردن روغن، باعث كاهش طول عمر موتور خواهند شد.

 

 

 

سوخت با ادتيو F2-21

شبكه هاي نانو در تعداد ميليوني داخل سوخت تشكيل شده و در اثر انفجار در زمان احتراق، حتي قبل از آن جريان گردابي درون سيلندر را تشديد و ذرات بسيار ريزي را ايجاد

مي كند. ذرات ريزتر سوخت به طور كامل تبخير مي شوند و هيچ ذره سوخت احتراق نيافته اي باقي نخواهد ماند. در نتيجه شاهد احتراق كامل، آلاينده كمتر و توان بيشتر موتور خواهيم بود.

 

 

آثار ادتيو بر رسوبات موتور

در اثر برخورد امواج انفجار ميليونها شبكه نانو با ديواره هاي داخلي محفظه احتراق، رسوبات تشكيل شده در اين بخشها شكسته و از بين مي روند. همچنين پس از مدتي ديگر اثري ازاين تركيبات وجود نخواهد داشت.

موتور تميزتر در دماي پايين تري فعاليت كرده و نياز به سوخت با عدد اكتان پاييني دارد، همچنين در موتورهاي تميز، Nox كمتري توليد خواهد شد.

از ديگر مزاياي ادتيوهاي بر پايه تكنولوژي نانو، سازگاري آنها با انواع سوخت هاي بنزيني و ديزلي است. اينگونه ادتيوها ميزان مصرف سوخت را برحسب نوع سوخت تا25 درصد كاهش مي دهند، اين مزيت در كنار افزايش حداكثر20 درصدي قدرت موتور، استفاده از بنزين با5 واحد عدد اكتان پايينتر و كاهش بيش از98 درصدي آلاينده هاي موتور، فوايد نانو تكنولوژي را در ابعاد گوناگون نشان مي دهد. (شكل هاي7،6،5،4)

 

 

ادتيو روغن موتور با فناوري نانو

روغن موتور به عنوان يك تركيب اساسي به منظور روانكاري و سهولت حركت قطعات مكانيكي و نيز خنك كاري و انتقال حرارت موتور شناخته شده است. تصور حركت موتور بدون روغن، غيرممكن است با توجه به اين امر و به موازات تغيير تكنولوژي موتورها، انتظارات توليدكنندگان از روغن به طور روز افزون افزايش يافته است و در اين راستا سازندگان روغن به وسيله افزودني هاي گوناگون و با بهره مندي از علوم مختلف، سطوح كارآيي توليدات خود را متناسب با نياز موتورهاي

پيشرفته افزايش مي دهند. به تازگي تكنولوژي نانو، با گسترش دامنه فعاليت در توليد مواد افزودني يا ادتيوهاي روغن موتور و خلق ويژگي هاي جديد و با اهميتي مانند »كاهش مصرف سوخت« اهميت خاصي به روغن بخشيده است.

همانگونه كه مي دانيم هنگام روانكاري موتور، بخش اندكي از روغن به طور ناخواسته وارد محفظه احتراق شده و باعث ايجاد آثار نامطلوبي مانند تشكيل رسوب، ايجاد آلاينده هاي خطرناك و كاهش توان موتور مي شود. در اثر افزودن ادتيوهاي ساخته شده با استفاده از تكنولوژي نانو، روغن راه يافته به داخل سيلندر به دليل دماي بالا و فرايند احتراق موجود و طبق تئوري »انفجار ميكرو« با سرعت بسيار بالايي محترق و به بخارات سوخت تبديل مي شوند. در نتيجه توان موتور و قدرت خروجي آن به ميزان قابل توجهي بهبود مي يابد و علاوه بر از بين رفتن رسوبات روغن، ساير تركيبات باقيمانده در ديواره ها تا حد زيادي پاك خواهند شد.

امروزه سازندگان پيشروي ادتيوهاي روغن موتور در جهان در كنار تركيباتي چون آنتي اكسيدانتها، بازدارنده هاي خوردگي عوامل ضدسايش، پاك كننده ها و معلق سازها، از شبكه هاي نانو نيز بهره مي گيرند و روغني كه با استفاده از اين تكنولوژي توليد شود داراي چهار اثر قابل توجه شامل افزايش توان موتور،‌كاهش مصرف سوخت، كاهش آلاينده هاي اگزوز و محافظت بهتر از موتور است.

بهره گيري از نانوتكنولوژي به نوعي مراحل آغازين را در صنعت روانكارها طي مي كند. اما در همين مدت كوتاه فوايد و آثار مثبت خود را به خوبي نشان داده است. ادتيوسازان، تاثيرات ياد شده را در قالب كاهش هزينه هاي توليد و افزايش كارايي مواد افزودني توليدي به طرز ملموس تري درك كرده اند. براي ساليان متمادي علم تريبولوژي به عنوان مادر روانكاري براي غلبه بر انواع مشكلات انواع رژيم هاي روانكاري، تاثير هر يك از آنها بر سيستم شناخته و انواع راهكارهاي موجود را ابداع كرده است. با اين حال به دليل محدوديت منابع در برخي از موارد آسيب قطعات و تجهيزات مكانيكي غيرقابل اجتناب به نظر مي رسد. امروزه نانوتكنولوژي به عنوان راهكاري مطمئن به ياري تريبولوژي آمده است. بدون شك آينده نزديك، قلمرو حضور پررنگ فناوري نانو در توليد مواد افزودني و مكمل روغن خواهد بود و روانكارهايي كه با استفاده از اين تكنولوژي توليد مي شوند، برتري محسوس خود را برانواع مشابه خود نشان خواهند داد.

گزارش: واحد مهندسي فراورده ها