Name: Procedimiento experimental para estudios de laboratorio de In Situ combustión: inflamabilidad y la eficiencia de quema de petróleo crudo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 34 s
Description: Aprende a cuantificar los requisitos de ignición y la eficiencia de combustión del petróleo crudo derramado en agua mediante experimentos de laboratorio controlados. Este protocolo simula condiciones de fuego a escala operacional para mejorar las estrategias de respuesta ante derrames.

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Los autores desean agradecer el Consejo Danés de investigación independiente para la financiación del proyecto (Grant DDF - 1335-00282). COWIfonden financió la construcción del aparato de inflamabilidad de petróleo crudo y el analizador de gas, incluyendo la inserción del conducto. Aceite de Maersk y Statoil proporcionan los crudos que se utilizaron para obtener resultados representativos. Ninguno de los patrocinadores han participado en el protocolo o los resultados de este trabajo. Los autores desean también agradecer a Ulises Rojas Alva por ayuda para construir el sostenedor de la muestra de cono modificado.

<ol><li>Allen, A. A. Contained Controlled Burning of Spilled Oil During the Exxon Valdez Oil Spill. Proceedings of the Thirteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar. 305-313 Environment Canada, , 305-313 (1990).</li>
<li>Allen, A. A., Jaeger, D., Mabile, N. J., Costanzo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Use+of+Controlled+Burning+During+the+Gulf+of+Mexico+Deepwater+Horizon+MC-252+Oil+Spill+Response%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">The Use of Controlled Burning During the Gulf of Mexico Deepwater Horizon MC-252 Oil Spill Response.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. 2011 (1), 1-13 (2011).</li>
<li>AMAP. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Assessment+2007%3A+Oil+and+Gas+Activities+in+the+Arctic+-+Effects+and+Potential+Effects%22">Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects</a>. 1, AMAP. , Oslo, Norway. 423(2010).</li>
<li>Nuka, Research Planning Group, LLC. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Oil+Spill+Prevention+and+Response+in+the+U.S.+Arctic+Ocean%3A+Unexamined+Risks%2C+Unacceptable+Consequences%22">Oil Spill Prevention and Response in the U.S. Arctic Ocean: Unexamined Risks, Unacceptable Consequences</a>. , The PEW Environment Group. Washington, D.C. 136(2010).</li>
<li>Buist, I. A., et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuist%2C+IA+%22In+Situ+Burning+in+Ice-Affected+Waters%3A+State+of+Knowledge+Report+Final+Report+7.1.1%22">In Situ Burning in Ice-Affected Waters: State of Knowledge Report Final Report 7.1.1</a>. , Arctic Response Technology. 293(2013).</li>
<li>EPPR. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Guide+to+Oil+Spill+Response+in+Snow+and+ce+Conditions+in+the+Arctic%22">Guide to Oil Spill Response in Snow and ce Conditions in the Arctic</a>. , Emergency Prevention Preparedness and Response (EPPR). 184(2015).</li>
<li>Opstad, K., Guénette, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fire+on+the+Sea+Surface%2C+Ignitability+and+Sustainability+Under+Various+Environmental+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Safety+Science%22%5BJournal%5D)">Fire on the Sea Surface, Ignitability and Sustainability Under Various Environmental Conditions.</a> Fire Safety Science. 6, 741-752 (2000).</li>
<li>Fritt-Rasmussen, J., Brandvik, P. J., Villumsen, A., Stenby, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparing+Ignitability+for+In+Situ+Burning+of+Oil+Spills+for+an+Asphaltenic%2C+a+Waxy+and+a+Light+Crude+Oil+as+a+Function+of+Weathering+Conditions+Under+Arctic+Conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Reg.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Comparing Ignitability for In Situ Burning of Oil Spills for an Asphaltenic, a Waxy and a Light Crude Oil as a Function of Weathering Conditions Under Arctic Conditions.</a> Cold Reg. Sci. Technol. 72, 1-6 (2012).</li>
<li>Guénette, C. C., Thornborough, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+Assessment+Of+Two+Off-Shore+Igniter+Concepts%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Twentieth+Arctic+and+Marine+Oil+Spill+Program+%28AMOP%29+Technical+Seminar+%22%5BJournal%5D)">An Assessment Of Two Off-Shore Igniter Concepts.</a> Proceedings of the Twentieth Arctic and Marine Oil Spill Program (AMOP) Technical Seminar . , Environment Canada 795-808 (1997).</li>
<li>Brandvik, P. J., Fritt-Rasmussen, J., Daniloff, R., Leirvik, F., Resby, J. L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBrandvik%2C+PJ+%22Establishing%2C+testing+and+verification+of+a+laboratory+burning+cell+to+measure+ignitability+for+in+situ+burning+of+oil+spills.+Report+No.+20%2C+26%22">Establishing, testing and verification of a laboratory burning cell to measure ignitability for in situ burning of oil spills. Report No. 20, 26</a>. 20, SINTEF Materials and Chemistry. Trondheim. (2010).</li>
<li>Van Gelderen, L., Malmquist, L. M. V., Jomaas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vaporization+order+and+burning+efficiency+of+crude+oils+during+in+situ+burning+on+water%5BTitle%5D)+AND+%22Fuel%22%5BJournal%5D)">Vaporization order and burning efficiency of crude oils during in situ burning on water.</a> Fuel. 191, 528-537 (2017).</li>
<li>Farmahini Farahani, H., Shi, X., Simeoni, A., Rangwala, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Study+on+Burning+of+Crude+Oil+in+Ice+Cavities%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Combust.+Inst%22%5BJournal%5D)">A Study on Burning of Crude Oil in Ice Cavities.</a> Proc. Combust. Inst. 35 (3), 2699-2706 (2015).</li>
<li>Bullock, R. J., Aggarwal, S., Perkins, R. A., Schnabel, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scale-up+considerations+for+surface+collecting+agent+assisted+in+situ+burn+crude+oil+spill+response+experiments+in+the+Arctic%3A+Laboratory+to+field-scale+investigations%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Manage%22%5BJournal%5D)">Scale-up considerations for surface collecting agent assisted in situ burn crude oil spill response experiments in the Arctic: Laboratory to field-scale investigations.</a> J. Environ. Manage. 190, 266-273 (2017).</li>
<li>Fingas, M. F., et al. The Newfoundland Offshore Burn Experiment - NOBE. In Situ Burning Oil Spill Workshop Proceedings, , NIST. 63-70 (1994).</li>
<li>Guénette, C. C., Wighus, R. In situ Burning of Crude Oil and Emulsions in Broken Ice. Proceedings of the Nineteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, , Environment Canada. 895-906 (1996).</li>
<li>Potter, S. Tests of Fire-Resistant Booms in Low Concentrations of Drift Ice - Field experiments May 2009. Report No. 27. 27, SINTEF. Trondheim. 17(2010).</li>
<li>AMAP. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Assessment+2007%3A+Oil+and+Gas+Activities+in+the+Arctic+-+Effects+and+Potential+Effects%22">Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects</a>. 2, AMAP. Oslo, Norway. 277(2010).</li>
<li>Buist, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Window-of-Opportunity+for+In+Situ+Burning%5BTitle%5D)+AND+%22Spill+Sci.+Technol.+Bull%22%5BJournal%5D)">Window-of-Opportunity for In Situ Burning.</a> Spill Sci. Technol. Bull. 8 (4), 341-346 (2003).</li>
<li>Wu, N., Kolb, G., Torero, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+Weathering+on+the+Flammability+of+a+Slick+of+Crude+Oil+on+a+Water+Bed%5BTitle%5D)+AND+%22Combust.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">The Effect of Weathering on the Flammability of a Slick of Crude Oil on a Water Bed.</a> Combust. Sci. Technol. 161 (1), 269-308 (2000).</li>
<li>Ranellone, R. T., Tukaew, P., Shi, X., Rangwala, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ignitability+of+crude+oil+and+its+oil-in-water+products+at+arctic+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Mar.+Pollut.+Bull%22%5BJournal%5D)">Ignitability of crude oil and its oil-in-water products at arctic temperature.</a> Mar. Pollut. Bull. 115 (1), 261-265 (2017).</li>
<li>Bech, C. M., Sveum, P., Buist, I. A. The Effect of Wind, Ice and Waves on the In situ Burning of Emulsions and Aged Oils. Proceedings of the Sixteenth Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, , Environment Canada. 735-748 (1993).</li>
<li>Van Gelderen, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Importance+of+the+Slick+Thickness+for+Effective+In+situ+Burning+of+Crude+Oil%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Saf.+J%22%5BJournal%5D)">Importance of the Slick Thickness for Effective In situ Burning of Crude Oil.</a> Fire Saf. J. 78, 1-9 (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO+17554%3A2014%28E%29+Reaction+to+fire+tests+%E2%80%93+Mass+loss+measurement%22">ISO 17554:2014(E) Reaction to fire tests – Mass loss measurement</a>. , International Organization for Standardization. Geneva. 28(2014).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22ISO%2FTR+9705-2%3A2001%28E%29+Reaction-to-fire+tests+%E2%80%93+Full-scale+room+tests+for+surface+products+%E2%80%93+Part+2%3A+Technical+background+and+guidance%0A+%22">ISO/TR 9705-2:2001(E) Reaction-to-fire tests – Full-scale room tests for surface products – Part 2: Technical background and guidance
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<li>Stiver, W., Mackay, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaporation+rate+of+spills+of+hydrocarbons+and+petroleum+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Evaporation rate of spills of hydrocarbons and petroleum mixtures.</a> Environ. Sci. Technol. 18 (11), 834-840 (1984).</li>
<li>Buist, I., Potter, S., Zabilansky, L., Guarino, A., Mullin, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBuist%2C+I+%22Oil+Spill+Response%3A+A+Global+Perspective%22">Oil Spill Response: A Global Perspective</a>. Davidson, W. F., Lee, K., Cogswell, A. , Springer. Netherlands. 41-62 (2008).</li>
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<li>Garo, J. P., Vantelon, J. P., Fernandez-Pello, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Boilover+Burning+of+Oil+Spilled+on+Water%5BTitle%5D)+AND+%22Symp.+%28Int.%29+Combust%22%5BJournal%5D)">Boilover Burning of Oil Spilled on Water.</a> Symp. (Int.) Combust. 25 (1), 1481-1488 (1994).</li>
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<li>Guénette, C. C., Sveum, P., Buist, I., Aunaas, T., Godal, L. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGu%C3%A9nette%2C+CC+%22In+situ+burning+of+water-in-oil+emulsions%22">In situ burning of water-in-oil emulsions</a>. , Marine Spill Response Corporation. Washington D.C. 139(1994).</li>
<li>Van Gelderen, L., Rojas Alva, U., Mindykowski, P., Jomaas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+Properties+and+Burning+Efficiencies+of+Crude+Oils+and+Refined+Fuel+Oil%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Thermal Properties and Burning Efficiencies of Crude Oils and Refined Fuel Oil.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. 2017 (1), 985-1005 (2017).</li>
<li>Quintiere, J. G. Ch 7. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aQuintiere%2C+JG+%22Fundamentals+of+Fire+Phenomena%22">Fundamentals of Fire Phenomena</a>. , John Wiley & Sons, Ltd. 159-190 (2006).</li>
<li>Janssens, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+rate+of+heat+release+by+oxygen+consumption%5BTitle%5D)+AND+%22Fire+Technol%22%5BJournal%5D)">Measuring rate of heat release by oxygen consumption.</a> Fire Technol. 27 (3), 234-249 (1991).</li>
<li>Brandvik, P. J., Faksness, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weathering+processes+in+Arctic+oil+spills%3A+Meso-scale+experiments+with+different+ice+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Cold+Reg.+Sci.+Technol%22%5BJournal%5D)">Weathering processes in Arctic oil spills: Meso-scale experiments with different ice conditions.</a> Cold Reg. Sci. Technol. 55 (1), 160-166 (2009).</li>
<li>Wighus, R., Guènette, C. Fire on the sea surface - Experiments hazard assessment 1995. Report No. NBL A07129. , SINTEF. Trondheim. 40(2007).</li>
<li>Guénette, C. C., Sveum, P., Bech, C. M., Buist, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+In+Situ+Burning+of+Emulsions+in+Norway%5BTitle%5D)+AND+%22International+Oil+Spill+Conference+Proceedings%22%5BJournal%5D)">Studies of In Situ Burning of Emulsions in Norway.</a> International Oil Spill Conference Proceedings. (1), 115-122 (1995).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Los dos métodos de envejecimiento discutidos en este documento son una aproximación relativamente simple de los procesos de meteorización que un aceite derramado en el agua se somete a17. Otros, más atmosféricos sofisticados métodos también pueden utilizarse para proporcionar muestras de petróleo crudo degradado, como el canal de circulación descrito por Brandvik y Faksness35. La ventaja de los métodos actuales es que requieren equipos sencillos y pueden realizarse fácilmen...

In situ la quema del crudo derramado en el agua es un método de respuesta de derrames de aceite marino que elimina el aceite derramado de la superficie del agua quema y convirtiéndola a hollín y a productos gaseosos de la combustión. Este método de respuesta fue aplicado con éxito durante el Exxon Valdez1 y derrames de petróleo de Deepwater Horizon2 y regularmente se menciona como un método potencial de respuesta de derrame de aceite para el Ártico3,4,5 ,6. Dos de los parámetros clave que determinan si en situ quema de aceite será exitosa como un método de respuesta de derrames son la inflamabilidad y la eficacia de combustión del aceite. El primer parámetro, inflamabilidad, describe cómo un combustible puede ser encendido y fácilmente puede conducir a la propagación de la llama sobre la superficie del combustible a provocar un incendio completamente desarrollado. El segundo parámetro, quema de eficacia, expresa la cantidad de aceite (en % de peso) que efectivamente se elimina de la superficie del agua por el fuego. Así es relevante para entender la inflamabilidad y la eficacia ardiente esperada de diferentes crudos bajo en situ combustión condiciones.
Manchas de la ignición del aceite sobre el agua para en situ quema propósitos comúnmente se aborda como un problema práctico, con discusiones cualitativas encendido sistemas5,7,8,9. El enfoque práctico de la ignición de derramado aceite como un problema binario y etiquetado aceites "inflamable" o "no inflamable" (p. ej. Brandvik, Fritt-Rasmussen, et al. 10), sin embargo, es incorrecto desde un punto de vista fundamental. En teoría, puede ser encendido cualquier combustible dada una fuente de ignición adecuada. Por lo tanto es pertinente cuantificar los requisitos de encendido para una amplia gama de tipos diferentes de petróleo crudo para comprender mejor las propiedades de un aceite crudo que lo identificarían como "no inflamable". Para ello, puede utilizarse el método desarrollado para estudiar el tiempo de retardo de encendido de un aceite en función del flujo de calor incidente, el flujo de calor crítico del aceite y su inercia térmica, es decir, lo difícil es para calentar el aceite.
En un estudio anterior, postulamos que el parámetro principal que rige la eficacia ardiente es la regeneración de calor a la superficie combustible11, que es una función del diámetro de la piscina. La teoría explica la dependencia de tamaño aparente de la piscina de la eficiencia de combustión basada en estudios de laboratorio sobre ardiente baja eficiencia (32-80%)8,12,13 y estudios de gran escala (piscina diámetro ≥ 2 m) Reporte quema alta eficacia (90-99%)14,15,16. El método discutido en este documento fue diseñado para probar la teoría propuesta. Por someter a experimentos de laboratorio a pequeña escala a un flujo constante de calor externo, se puede simular la mayor regeneración de calor para piscina incendios de gran escala bajo condiciones controladas de laboratorio. Como tal, el método desarrollado permite estudiar la eficacia ardiente con eficacia en función del diámetro variando el flujo de calor externo.
Además de un flujo de calor externo para simular la escala mayor de in situ combustión operaciones, la característica de configuraciones experimentales de enfriamiento de la mancha de aceite por un flujo de agua fría, simulando el efecto de enfriamiento del mar actual. El método discutido además es compatible con aceites crudos frescos y resistidos. La intemperización del petróleo crudo describe el proceso físico y químico que afectan un crudo una vez que se ha derramado en el agua, como las pérdidas de sus componentes volátiles y mezcla con el agua en emulsiones agua en aceite de forma (por ejemplo, AMAP,17). Evaporación y emulsificación son dos de los procesos de erosión principales que afectan la inflamabilidad de crudos18 y protocolos para simular estos procesos de erosión por lo tanto se incluyen en el método discutido.
Adjunto, presentamos un método novedoso laboratorio que determina la inflamabilidad y la eficacia ardiente de crudo bajo condiciones que simulan en situ quema las operaciones en la mar. Estudios previos sobre la inflamabilidad y la eficacia ardiente de crudos destacados comparables y diferentes métodos. La inflamabilidad de crudos frescos y degradados en función de un flujo de calor externo se estudió el agua19 y bajo temperaturas árticas20. Estudios de eficiencia de combustión normalmente se centran en diferentes tipos de fresco y resistido aceites crudos y las condiciones ambientales a una escala fija (por ejemplo, Fritt-Rasmussen, et al. 8Bech, Sveum, et al. 21). un estudio reciente sobre la quema de aceites crudo de pastores química es, al conocimiento de los autores, el primero en estudiar la eficiencia de combustión para pequeño, intermedio, y los experimentos a gran escala bajo condiciones similares13. Los experimentos a gran escala son, sin embargo, no disponible para estudios paramétricos, debido a la gran cantidad de tiempo y recursos necesarios para llevar a cabo tales experimentos. La ventaja principal del método presentado sobre los estudios anteriormente mencionados es que permite al mismo tiempo estudiando ambos la inflamabilidad y combustión eficacia de crudo bajo condiciones semi realistas. La combinación de estudiar estos dos parámetros de crudos en función de tipos de aceite diferentes y el diámetro de la piscina (simulado) a través de experimentos repetibles fácilmente era ya inviable en la práctica.

<table><tbody><tr><td>DUC Crude Oil</td><td>Maersk</td><td>N/A Crudo</td><td>ligero con r = 0,853 g/ml y h = 6,750 mPa*s.</td></tr><tr><td>Grane Crude Oil</td><td>Statoil</td><td>N/A</td><td>Crudo pesado con r = 0,925 g/ml y h = 133,6 mPa*s.</td></tr><tr><td>SVM 3000 Viscosímetro Stabinger</td><td>Anton Paar</td><td>C18IP007EN-P Medidor de</td><td>viscosidad y densidad para los crudos frescos y meteorizados.</td></tr><tr><td>Laboshake RO500</td><td>Gerhardt</td><td>11-0002</td><td>Mesa vibratoria giratoria para emulsionar mezclas de agua y aceite.</td></tr><tr><td>Jebao Wave Maker RW-4</td><td>Jebao</td><td>N/A</td><td>Hélice (caudal de 500-4000 L/h) utilizada en la configuración de COFA para generar una corriente.</td></tr><tr><td>Aquabee UP 3000</td><td>Aquabee</td><td>UP 3000</td><td>Bomba de acuario para la refrigeración del caudalímetro de calor.</td></tr><tr><td>Balanza electrónica de precisión Adventurer OHAUS</td><td></td><td>AX5205</td><td>Báscula de carga utilizada para pesar el aceite para los experimentos COFA y en el portamuestras de cono hecho a medida para la configuración del cono.</td></tr><tr><td>Almohadillas absorbentes de aceite 3M</td><td>VWR MMMAHP156</td><td></td><td>Almohadillas de absorción hidrofóbica que se utilizan para recoger residuos de aceite y determinar la eficiencia de combustión del fuego.</td></tr><tr>Tecnología de prueba de fuego del <td>calorímetro de pérdida de masa</td><td>(FTT)</td><td>B11325-650-1-1608</td><td>Se utilizó un soporte circular hecho a medida para la prueba de petróleo crudo en lugar del soporte de muestra cuadrado estándar. Incluye un caudalímetro de calor con una potencia de hasta 100 kW/m2.</td></tr><tr><td>34972A Unidad de conmutación de adquisición de datos / registrador de datos</td><td>RS Components Ltd.</td><td>702-7958</td><td>Producido por Keysight Technologies. Operado por el software Keysight benchLink data logger 3 y equipado con un multiplexor de 20 canales.</td></tr><tr><td>Multiplexor de 20 canales Keysight Technologies 34901A</td><td>RS Components Ltd.</td><td>702-7939</td><td>Producido por Keysight Technologies.</td></tr><tr><td>Válvula sellada de fuelle</td><td>Swagelok</td><td>SS-1GS6MM</td><td>Válvula de palanca para abrir/cerrar la entrada y salida de agua del portamuestras de cono hecho a medida para la configuración del cono.</td></tr><tr><td>Bomba peristáltica Kronos 50</td><td>SEKO KRFM0210M6000</td><td></td><td>Bomba peristáltica utilizada para enfriar el portamuestras de cono hecho a medida para la configuración del cono.</td></tr><tr><td>Circulador refrigerado ARCTIC A28</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>152-5281 Depósito de</td><td>refrigeración por agua utilizado para enfriar el agua de refrigeración que fluye a través del portamuestras de cono hecho a medida para la configuración del cono. Incluye un controlador de circulador de inmersión SC 100.</td></tr><tr><td>Consola de instrumentación de análisis de gas con</td><td>tecnología de prueba de fuego (FTT)</td> de inserto de conducto <td>B11328-650-1-1609</td><td>Analizador de gas para O2, CO2 y CO. Utiliza una unidad de conmutación de adquisición de datos / registrador de datos 34972A.</td></tr><tr><td>Cerámica & Tecnología de prueba de fuego de electrodos</td><td>(FTT)</td> de acero inoxidable de 2,5 mm <td>M015-4</td><td>Encendedor de chispa del calorímetro de pérdida de masa. Se utiliza en la configuración COFA para medir la temperatura de la superficie tras la ignición.</td></tr><tr><td>Módulo emisor de infrarrojos M110/348</td><td>Heraeus</td><td>80046199</td><td>originales Calentadores de infrarrojos en los que se basó el nuevo diseño con un soporte refrigerado por agua para los elementos calefactores. Incluye dos emisores de doble tubo de onda corta (09751751). Operado por un controlador de potencia tipo CB1x25 P.</td></tr><tr><td>Controlador de potencia Heratron&nbsp;</td><td>Heraeus</td><td>80055836</td><td>Tipo CB1x25 P controlador de potencia para los calentadores infrarrojos.</td></tr></tbody></table>

procedimiento experimental para estudios de laboratorio de in situ combustión: inflamabilidad y la eficiencia de quema de petróleo crudo

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Se presenta un nuevo método para el estudio simultáneo de la inflamabilidad y la eficacia ardiente de crudo fresco y degradado a través de dos configuraciones de laboratorio experimental. Los experimentos son fácilmente repetibles en comparación con experimentos de la escala operativa (piscina diámetro ≥ 2 m), mientras que todavía ofrece bastante realista en situ combustión condiciones de petróleo crudo en el agua. Condiciones experimentales incluyen una sub-capa que fluye del agua que enfría la mancha de aceite y un flujo de calor externo (hasta 50 kW/m2) que simula la mayor regeneración de calor a la superficie del combustible en escala operativa crudo piscina incendios. Estas condiciones permiten un estudio de laboratorio controlados de la eficacia ardiente de incendios de la piscina de crudo que equivalen a los experimentos de la escala operativa. El método también proporciona datos cuantitativos sobre los requisitos de encendido crudos en el flujo de calor crítico, tiempo de retardo de encendido en función de la temperatura de la superficie en ignición y el flujo de calor incidente y la inercia térmica. Este tipo de datos puede utilizarse para determinar la fuerza necesaria y la duración de una fuente de ignición para encender un determinado tipo de petróleo crudo fresco o resistido. La principal limitación del método es que el efecto de enfriamiento del agua que fluye del capa en el petróleo crudo ardiente como una función del flujo de calor externo no se ha cuantificado totalmente. Resultados experimentales mostraron claramente que el subnivel de fluir agua mejorar como representante esta configuración es en situ combustión condiciones, pero hasta qué punto esta representación es exacta es actualmente incierto. El método sin embargo cuenta con la más realista en situ quema en condiciones de laboratorio actualmente disponibles para estudiar simultáneamente la inflamabilidad y combustión eficacia de petróleo crudo en el agua.

La figura 5 muestra la curva de evaporación de un crudo ligero que se evaporó durante varios días para una pérdida de 30% de peso con el método descrito en el paso 2. La figura muestra claramente que después del primer día (19 h) de envejecimiento por evaporación, la tasa de evaporación se reduce significativamente, que permite pausas como se menciona en el protocolo.
Figura 6</...

Aquí, presentamos un protocolo para estudiar simultáneamente la inflamabilidad y la eficacia ardiente de crudo fresco y resistido en condiciones que simulan en situ quema las operaciones en el mar.

Procedimiento experimental para estudios de laboratorio de In Situ combustión: inflamabilidad y la eficiencia de quema de petróleo crudo

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...

El objetivo general de este procedimiento experimental es cuantificar y mejorar la comprensión de los requisitos de ignición y la eficiencia de combustión resultante del petróleo crudo derramado en el agua con fines de respuesta a derrames de petróleo. Este protocolo puede ayudar a responder preguntas clave para la quema in situ de derrames de petróleo crudo, como la resistencia y el tiempo de exposición necesarios para la fuente de ignición. La principal ventaja de estos experimentos de laboratorio es que la inflamabilidad y la eficiencia de combustión de los crudos se pueden estudiar simultáneamente en condiciones que representan incendios de petróleo crudo a escala operativa.Comienza a preparar muestras de aceite para los experimentos. Utilice este recipiente de plástico para el proceso de envejecimiento. Tiene agujeros perforados en su tapa.También hay un orificio en su costado para acomodar un tubo de plástico conectado a una junta tórica con agujeros. Configure el recipiente para que el aire burbujee a través de varios litros de petróleo crudo fresco. Durante el proceso de envejecimiento, controle el peso del aceite para conocer el porcentaje de pérdida de peso a lo largo del tiempo.Deténgase cuando se alcance el valor deseado, lo que puede llevar varios días. La emulsificación del petróleo crudo requiere una mesa vibratoria giratoria. Primero, agite vigorosamente 900 mililitros de la mezcla deseada de petróleo crudo y agua durante uno o dos minutos.A continuación, coloque la botella en la mesa giratoria para agitar a temperatura ambiente. El Aparato de Inflamabilidad del Petróleo Crudo o COFA está debajo de una campana de escape. Es una cuenca de agua metálica con una entrada y un desagüe.Para la prueba, prepare un cilindro de vidrio. Debe tener cinco centímetros de alto y unos 16 centímetros de diámetro. Monte el cilindro en un soporte y coloque el soporte y el cilindro en el centro del recipiente.Proceda llenando el recipiente con agua dulce. Deténgase cuando el agua esté un centímetro por debajo del borde del cilindro de vidrio. Monte una hélice en la pared del lavabo para mirar directamente hacia el cilindro de vidrio y ajustar su altura.Ajusta su altura y velocidad para que las olas generadas sean apenas observables en el agua dentro del cilindro. Apague la hélice y prepare el aceite. Vierta el aceite con cuidado sobre la superficie del agua dentro del cilindro de vidrio.A continuación, agregue agua lentamente al recipiente y deténgase cuando la superficie de la mancha de aceite esté de uno a dos milímetros por debajo del borde del cilindro. Encienda la hélice y prepárese para cronometrar la combustión. Use un soplete manual de butano para encender el petróleo crudo.Registre el tiempo desde la ignición hasta la extinción. Cuando el fuego se haya extinguido, use almohadillas de absorción hidrofóbica para recoger el aceite restante. Sacuda el agua acumulada antes de pesar las almohadillas para determinar la eficiencia de combustión.Tenga una configuración diferente lista debajo de un capó para estudiar la inflamabilidad. Use un calentador de cono equipado con persianas y un encendedor de chispa. Este calentador también cuenta con un soporte de muestras hecho a medida.Este esquema resalta las características cuando se juntan los dos. El calentador de cono se encuentra a 23 milímetros por encima de una mancha de aceite que se encuentra en un soporte de metal. Las válvulas regulan el agua de refrigeración que fluye por debajo del aceite.Este esquema proporciona una idea de los elementos más allá del calentador y el portamuestras. Hay una unidad de control para la temperatura del cono y el encendedor de chispa. Se revela el sistema de agua completo, así como la presencia de un analizador de gases que toma muestras de los gases de escape.Comience calentando el cono para que haya un flujo de calor de tres a 50 kilovatios por metro cuadrado en la superficie del aceite. Además, enfríe el depósito a una temperatura previamente determinada. Cuando todo esté listo, conecte los tubos de agua al portamuestras y haga que el agua fluya a través del sistema.Agite el portamuestras para eliminar el aire atrapado. Cuando las temperaturas del cono y del portamuestras se estabilicen, detenga la bomba. Cierre las válvulas a ambos lados del portamuestras y, a continuación, desconecte los tubos.Lleve el portamuestras a una báscula de carga y tara la báscula. Agregue aceite a temperatura ambiente al portamuestras equivalente a un espesor de mancha de 10 milímetros. Cuando haya terminado, vuelva a conectar el portamuestras, abra las válvulas y reinicie el flujo de agua.Después de iniciar la adquisición de datos, coloque con cuidado el portamuestras debajo del cono. Prepare dos cronómetros y mueva el encendedor de chispa sobre la muestra. A continuación, abra los obturadores del cono y ponga en marcha el primer cronómetro.Cuando el aceite se encienda, detenga el primer cronómetro y encienda el segundo, luego mueva el encendedor a su posición neutral. Espere a que el fuego se extinga para detener el segundo cronómetro. Cierre las persianas y detenga la adquisición de datos.A continuación, detenga el flujo de agua en el portamuestras, cierre las válvulas y desconecte los tubos. Coloque el portamuestras en una báscula tarada y registre su peso con los residuos de quemaduras. Limpie el soporte con un disolvente volátil y no polar.Vuelva a pesarlo para determinar el peso del residuo y, por lo tanto, la eficiencia de combustión. Regreso al COFA. Coloque un cilindro de vidrio en un soporte en el centro del aparato.A continuación, coloque dos calentadores infrarrojos refrigerados por agua sobre bases ajustables en su posición a cada lado del cilindro. Colóquelos de uno a cinco centímetros del borde exterior del cilindro. Llene el aparato de inflamabilidad del petróleo crudo con agua.El nivel del agua debe estar un centímetro por debajo del borde del cilindro de vidrio. Coloque una hélice frente al cilindro a la altura previamente determinada. Ahora, prepare los termopares para el cilindro.Monte tres termopares tipo K de un milímetro de espesor en un marco, suspenda este marco sobre el cilindro. Oriente el marco de modo que los termopares estén a lo largo del radio, de uno a dos milímetros por debajo del borde del cilindro. Agregue lentamente agua al recipiente y verifique que el agua toque cada termopar al mismo tiempo que prueba su colocación.Para continuar, drene el agua para que su nivel vuelva a estar un centímetro por debajo del borde del cilindro. Asegúrese de que un encendedor de chispa pueda moverse fácilmente entre una posición neutral y el centro del cilindro. Enciéndalo en la posición neutra.Vierta petróleo crudo equivalente a una mancha de cinco milímetros de espesor sobre el agua dentro del cilindro de vidrio. Agregue agua hasta que el aceite entre en contacto con los termopares. Mueva el encendedor de chispa a su posición sobre el aceite.Inicie la adquisición de datos y un cronómetro simultáneamente. Encienda el capó de escape, la hélice y el encendedor de chispa. Encienda los calentadores infrarrojos a su potencia predeterminada.Al encender el aceite, detenga el cronómetro. Apague el encendedor y muévalo a su posición neutral. Detenga la adquisición de datos y apague los calentadores y la hélice.Luego, retire los termopares y extinga el fuego con una cubierta incombustible. Estos datos corresponden al tiempo de retardo de encendido en función del flujo de calor incidente del cono. Hay datos sobre el petróleo crudo pesado fresco y el petróleo crudo pesado que ha sufrido evaporación.Las asíntotas verticales muestran los flujos de calor críticos. Este gráfico representa la tasa de liberación de calor en función del tiempo para el petróleo crudo ligero fresco. Tiene un perfil regular de tasa de liberación de calor.Compare esto con los datos de un petróleo crudo ligero emulsionado que tuvo un desbordamiento al final de la combustión. Tenga en cuenta que las escalas son diferentes. Aquí está la eficiencia de combustión en función del flujo de calor incidente para dos tipos de petróleo, crudo ligero fresco y crudo pesado evaporado.Los datos se obtuvieron con la configuración del cono. Los datos de la configuración también permiten un gráfico de la velocidad de combustión para los dos tipos de aceite. Este es un ejemplo de la temperatura superficial en función del tiempo de dos termopares en el aparato de inflamabilidad del petróleo crudo.La espiga indica el momento de ignición. Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo estudiar la inflamabilidad y la eficiencia de combustión de los aceites crudos en condiciones que simulan incendios de petróleo crudo a escala operativa en el agua. Una vez dominados, los diversos procedimientos experimentales se pueden realizar en 20 a 60 minutos por experimento si se realizan correctamente.Al intentar este procedimiento, es importante recordar que, aunque las configuraciones experimentales están diseñadas para simular condiciones a escala operativa, los experimentos aún se realizan en un entorno de laboratorio controlado y, por lo tanto, los resultados deben interpretarse en consecuencia. Siguiendo este procedimiento, se pueden añadir a las configuraciones experimentales otros parámetros que influyen en el problema, como el viento y las olas, para mejorar aún más la representatividad de estos experimentos en comparación con las operaciones reales de quema in situ. No olvide que trabajar con fuego y petróleo crudo puede ser extremadamente peligroso y siempre se deben tomar precauciones, como elementos de protección personal, una campana extractora adecuada y la protección de materiales combustibles, al realizar este procedimiento.

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Procedimiento experimental para estudios de laboratorio de In Situ combustión: inflamabilidad y la eficiencia de quema de petróleo crudo

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