Hvordan fly kan komme højere, vær grønnere ved at bruge dopede brændstoffer

Målet med at skabe et renere brændstof til flymotorer er at skabe en gnist hos UBC Okanagan.

Et team af forskere, der studerer forbrændingshastigheden af ​​nanomaterialer i flydende brændstoffer, mener, at de har skabt en opskrift på et rent brændende, kraftforøgende flybrændstof. Projektet er et samarbejde mellem Engineering School's Combustion for Propulsion and Power Laboratory (CPPL) og dets Nanomaterials and Polymer Nanocomposites Laboratory.

Inde i CPPL ser forskere en lys konsistent flamme, mens den danser over ledninger, der indeholder dråber flydende brændstof beriget med nanomaterialer. Holdet undersøger forbrændingsegenskaberne af mikroskopisk grafenoxid i brændstof.

Deres eksperiment måler tændingsforsinkelsen, forbrændingshastigheden og hastigheden, hvormed grafenpartiklerne og brændstoffet adskilles til mindre partikler.

"I samarbejde med vores industripartner, ZEN Graphene Solutions, vurderer vi, hvordan forbrændingshastigheden af ​​denne blanding potentielt kan forbedre dens forbrændingsegenskaber," forklarer hovedforfatter og doktorgradskandidat Sepehr Mosadegh.

Mosadegh og hans vejleder, adjunkt Dr. Sina Kheirkhah, udvikler teknologi, værktøjer og viden til næste generations energi- og rumfartsrelaterede applikationer. I dette tilfælde håber de, at deres resultater vil føre til en fremtid med renere og mere kraftfulde fly.

"Når det kommer til brændstof, søger vi altid efter en konsistent reaktion af brændstoffet inden for nøgleparametre, da de relaterer til, hvordan det antændes, brænder og bevarer styrken," siger Mosadegh. "De fleste mennesker har en generel forståelse af sammensætningen af ​​benzin og jetbrændstof, og at det er en blanding af mange kulbrinter. Men de tænker måske ikke over, hvordan det at kombinere disse med nanomaterialer og forbrænde dem kan resultere i dramatisk kraftigere og renere motorer. "

Ved hjælp af ultrahurtige og intensiverede kameraer og mikroskopianalyse var forskerne i stand til at studere forbrændingshastigheden af ​​det dopede brændstof. De fandt ud af, at tilsætning af grafenoxid-nanomaterialer til ethanol forbedrede forbrændingshastigheden med omkring otte procent. Denne forbedring af forbrændingen, forklarer forskerne, kan hjælpe med at reducere flyets kulstofaftryk. Og gør samtidig fly mere kraftfulde.

"The recipe for cooking the nanomaterials was developed by the co-author of this study Ahmad Ghaffarkhah. who works in our partner lab," says Dr. Kheirkhah. "We have published the results for doped ethanol, and we have promising results for other liquid fuels such as jet A and diesel."

The addition of nanomaterials to liquid fuels alters the heat transfer and the fuel's evaporation rate, impacting the overall burning rate.

"However, getting just the right mixture of nanomaterials and liquid fuel is key to improving combustion. Particularly in aircraft engines," Dr. Kheirkhah adds.