Kemiallisten reaktioiden intensifiointi ultraäänen avulla

Abstract

Kemiallisia reaktioita voidaan intensifioida eri tavoin. Intensifioinnilla pyritään pienentämään laitteistokokoa ja kehittämään metodeja. Yksi mahdollinen tapa intensifioida reaktiota on käyttää ultraääntä katalysoimaan reaktiota. Reaktion intensifiointi ultraäänen avulla perustuu ultraäänen aiheuttamaan kavitaatioon. Kavitaatiossa nesteen sisällä olevat kaasukuplat romahtavat, jolloin vapautuu lämpöä. Kavitaation tapahtuessa lähtöaineiden lämpötila nousee, ja palamisreaktio on mahdollinen. Kavitaatioon perustavaa syttymistä on tutkittu jo aiemmin, mutta selkeitä tuloksia syttymisestä ja palamisesta ei ole saatu.

Tämän työn tavoitteena oli selvittää, millaisella koelaitteistolla etanoli saadaan palamaan käyttäen pelkkää ultraääntä sytyttimenä. Koelaitteiston kehitystä varten tutkittiin erilaisia tapoja havaita palamisreaktio. Työssä kehitetyllä koelaitteistolla ajettiin polttokokeita ultra-äänen tehoilla 10 %, 30 % ja 50 %. Kokeissa käytettiin etanolin lisäksi muita polttoaineita, jotta voitiin vertailla eri aineiden käyttäytymistä. Tulosten perusteella palamisreaktiota ei tapahtunut. Etanolin lämpötila nousi ultraäänen vaikutuksesta, eli siemenkaasua lisäämällä palamisreaktio voisi olla mahdollinen.