현장에서 불타의 실험실 연구에 대 한 실험 절차: 가연성 및 원유의 점화 효율성

이 실험 절차의 전반적인 목표는 기름 유출 대응 목적으로 물에 유출된 원유의 점화 요구 사항과 그에 따른 연소 효율에 대한 이해를 정량화하고 개선하는 것입니다. 이 프로토콜은 원유 유출의 현장 연소에 대한 주요 질문(예: 점화원에 필요한 강도 및 노출 시간)에 대한 답변에 도움이 될 수 있습니다. 이러한 실험실 실험의 주요 장점은 운영 규모의 원유 화재를 나타내는 조건에서 원유의 가연성과 연소 효율을 동시에 연구할 수 있다는 것입니다.

실험을 위한 오일 샘플 준비를 시작합니다. 풍화 과정을 위해 이 플라스틱 용기를 사용하십시오. 뚜껑에 구멍이 뚫려 있습니다.

O-링에 연결된 플라스틱 튜브를 수용할 수 있도록 측면에 구멍이 있습니다. 몇 리터의 신선한 원유를 통해 공기를 거품을 일으키도록 용기를 설정합니다. 풍화 과정에서 오일의 무게를 모니터링하여 시간 경과에 따른 중량 백분율 손실을 파악하십시오.

원하는 값에 도달하면 중지하며 며칠이 걸릴 수 있습니다. 원유의 유화에는 회전식 진탕 테이블이 필요합니다. 먼저 원하는 원유와 물 혼합물 900ml를 1-2분 동안 세게 흔듭니다.

그런 다음 회전식 진탕 테이블에 병을 놓고 실온에서 저어줍니다. 원유 가연성 장치 또는 COFA는 배기 후드 아래에 있습니다. 입구와 배수구가 있는 금속 물동이입니다.

테스트를 위해 유리 실린더를 준비하십시오. 높이는 5cm, 지름은 약 16cm여야 한다. 스탠드에 실린더를 장착하고 스탠드와 실린더를 세면대 중앙에 놓습니다.

대야에 깨끗한 물을 채워 진행하십시오. 물이 유리 실린더 가장자리 아래 1cm에 있을 때 멈춥니다. 세면대 벽에 프로펠러를 장착하여 유리 실린더를 직접 향하게 하고 높이를 조정합니다.

생성된 파도가 실린더 내부의 물에서 거의 관찰되지 않도록 높이와 속도를 설정합니다. 프로펠러를 끄고 오일을 준비합니다. 유리 실린더 내부의 물 표면에 기름을 조심스럽게 붓습니다.

다음으로, 대야에 물을 천천히 추가하고 유막 표면이 실린더 가장자리 아래 1-2mm가 되면 멈춥니다. 프로펠러를 시동하고 연소 시간을 준비합니다. 부탄 핸드 토치를 사용하여 원유를 점화합니다.

점화부터 소멸까지의 시간을 기록하십시오. 불이 꺼지면 소수성 흡수 패드를 사용하여 남은 기름을 모으십시오. 연소 효율을 결정하기 위해 패드의 무게를 측정하기 전에 수집된 물을 털어내십시오.

가연성을 연구하기 위해 후드 아래에 다른 설정을 준비하십시오. 셔터와 스파크 점화기가 장착된 콘 히터를 사용하십시오. 이 히터에는 맞춤형 샘플 홀더도 있습니다.

이 회로도는 두 가지를 결합할 때 기능을 강조합니다. 콘 히터는 금속 홀더에 있는 유막 위 23mm에 있습니다. 밸브는 오일 아래로 흐르는 냉각수를 조절합니다.

이 회로도는 히터와 샘플 홀더 너머의 요소에 대한 감각을 제공합니다. 원뿔 온도와 스파크 점화기에 대한 제어 장치가 있습니다. 배기 가스를 샘플링하는 가스 분석기의 존재와 마찬가지로 완전한 정수 시스템이 드러납니다.

원뿔을 가열하여 오일 표면에서 평방 미터당 3-50 킬로와트의 열유속이 있도록 시작합니다. 또한 저장소를 미리 결정된 온도로 냉각하십시오. 모든 준비가 완료되면 물 튜브를 샘플 홀더에 연결하고 시스템을 통해 물이 흐르도록 합니다.

샘플 홀더를 흔들어 갇힌 공기를 제거합니다. 콘과 샘플 홀더 온도가 안정되면 펌프를 정지합니다. 샘플 홀더의 양쪽에 있는 밸브를 닫은 다음 튜브를 분리합니다.

샘플 홀더를 적재 저울로 가져가 저울의 용기를 측정합니다. 실온의 시료 홀더에 10mm 두께의 오일을 추가합니다. 완료되면 샘플 홀더를 다시 연결하고 밸브를 연 다음 물 흐름을 다시 시작하십시오.

데이터 수집을 시작한 후 샘플 홀더를 원뿔 아래에 조심스럽게 놓습니다. 두 개의 스톱워치를 준비하고 스파크 점화기를 샘플 위로 이동합니다. 그런 다음 콘 셔터를 열고 첫 번째 스톱워치를 시작합니다.

오일이 점화되면 첫 번째 스톱워치를 중지하고 두 번째 스톱워치를 시작한 다음 점화기를 중립 위치로 이동합니다. 두 번째 스톱워치를 멈추기 위해 불이 꺼질 때까지 기다립니다. 셔터를 닫고 데이터 수집을 중지합니다.

그런 다음 샘플 홀더에서 물의 흐름을 멈추고 밸브를 닫은 다음 튜브를 분리합니다. 샘플 홀더를 용기 가디엄 스케일에 놓고 연소 잔여물과 함께 무게를 등록합니다. 휘발성 무극성 용제로 홀더를 청소하십시오.

잔류 물 무게와 연소 효율을 결정하기 위해 다시 무게를 잰다. COFA로 돌아갑니다. 장치 중앙의 스탠드에 유리 실린더를 놓습니다.

다음으로, 조정 가능한 발판에 두 개의 수냉식 적외선 히터를 실린더 양쪽의 위치에 놓습니다. 실린더의 바깥쪽 가장자리에서 1-5cm 떨어진 곳에 배치합니다. 원유 가연성 장치에 물을 채웁니다.

수위는 유리 실린더의 가장자리에서 1cm 아래에 있어야 합니다. 프로펠러가 실린더를 향하도록 미리 결정된 높이로 놓습니다. 이제 실린더용 열전대를 준비합니다.

프레임에 1mm 두께의 K-Type 열전대 3개를 장착하고 이 프레임을 실린더 위에 매달아 놓습니다. 열전대가 실린더 가장자리에서 1-2mm 아래 반경을 따라 오도록 프레임의 방향을 지정합니다. 대야에 물을 천천히 추가하고 배치 테스트와 동시에 물이 각 열전대에 닿는지 확인하십시오.

계속하려면 물을 배수하여 수위가 실린더 가장자리 아래 1cm가 되도록 합니다. 스파크 점화 장치가 중립 위치와 실린더 중심 사이를 쉽게 이동할 수 있는지 확인하십시오. 중립 위치에서 시작하십시오.

5mm 두께의 매끄러운 원유에 해당하는 원유를 유리 실린더 내부의 물에 붓습니다. 오일이 열전대에 닿을 때까지 물을 추가합니다. 스파크 점화기를 오일 위의 위치로 이동합니다.

데이터 수집과 스톱워치를 동시에 시작합니다. 배기 후드, 프로펠러 및 스파크 점화 장치를 켭니다. 미리 결정된 전력으로 적외선 히터를 켭니다.

오일에 불이 붙으면 스톱워치를 중지하십시오. 점화 장치를 끄고 중립 위치로 이동합니다. 데이터 수집을 중지하고 히터와 프로펠러를 끕니다.

그런 다음 열전대를 제거하고 불연성 덮개를 사용하여 불을 끕니다. 이 데이터는 원뿔에서 입사 열 플럭스의 함수로 인한 점화 지연 시간에 대한 것입니다. 증발을 거친 새로운 중질유와 중질유에 대한 데이터가 있습니다.

수직 점근선은 임계 열 플럭스를 보여줍니다. 이 플롯은 신선한 경질 원유에 대한 시간 함수로 나타낸 열 방출 속도에 대한 것입니다. 규칙적인 열 방출 속도 프로필이 있습니다.

이것을 연소 끝에 끓는 끓는 유화 경질유에 대한 데이터와 비교하십시오. 저울이 다릅니다. 다음은 두 가지 오일 유형, 즉 신선 경질 원유와 증발 중질유에 대한 입사 열유속의 함수로서의 연소 효율입니다.

데이터는 원뿔 설정으로 얻은 것입니다. 설정의 데이터를 통해 두 가지 오일 유형에 대한 연소 속도를 플롯할 수도 있습니다. 이것은 Crude Oil Flammability Apparatus에서 두 개의 열전대로부터 시간의 함수로 표면 온도를 나타내는 예입니다.

스파이크는 점화 순간을 나타냅니다. 이 비디오를 시청한 후에는 물 위에서 운영 규모의 원유 화재를 시뮬레이션하는 조건에서 원유의 가연성 및 연소 효율을 연구하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 일단 숙달되면 다양한 실험 절차를 적절하게 수행할 경우 실험당 20분에서 60분 이내에 수행할 수 있습니다.

이 절차를 시도하는 동안 실험 설정이 운영 규모 조건을 시뮬레이션하도록 설계되었지만 실험은 여전히 통제된 실험실 환경에서 수행되므로 그에 따라 결과를 해석해야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 바람 및 파도와 같이 문제에 영향을 미치는 다른 매개변수를 실험 설정에 추가하여 실제 현장 연소 작업과 비교하여 이러한 실험의 대표성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 화재 및 원유를 다루는 작업은 매우 위험할 수 있으므로 이 절차를 수행하는 동안 항상 개인 보호 품목, 적절한 배기 후드 및 가연성 물질 보호와 같은 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.