Name: 현장에서 불타의 실험실 연구에 대 한 실험 절차: 가연성 및 원유의 점화 효율성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-05-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 34 s
Description: 배우세요 원유의 가연성과 연소 효율성을 연구하는 실험 절차를 통해 해양 유출 사고 대응 전략을 개선하는 방법을 알아보세요. 이 프로토콜은 현장 화재 조건을 실험실에서 재현하여 연구자들이 점화 요구 조건과 효율성을 동시에 분석할 수 있게 합니다.

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저자 (그랜트 DDF-1335-00282) 프로젝트 자금에 대 한 독립적인 연구를 위한 덴마크 위원회를 감사 하 고 싶습니다. COWIfonden 원유 가연성 기구 및 덕트 삽입을 포함 하 여 가스 분석기의 건설 자금. Maersk 기름과 Statoil 원유 오일 대표 결과에 사용 된를 제공 합니다. 어떤 스폰서는 프로토콜 또는이 문서의 결과에 참여 했습니다. 저자 또한 Ulises 로하스 알바 수정된 콘 샘플 홀더 건설에 대해 감사 하 고 싶습니다.

<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>
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<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>
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<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>
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<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>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>

저자는 공개 없다.

이 문서에서 설명 하는 두 가지 풍 화 방법에는 물에 엎지른된 기름은17를 받게 하는 풍 화 프로세스의 비교적 간단한 근사. 다른, 더 정교한 풍 화 방법은 순환 수조 Brandvik와 Faksness35에 의해 설명 같은 풍 화 원유 샘플을 제공 하기 위해 사용할 수 있습니다. 제시 방법의 장점은 간단한 장비를 필요로 하 고 실험실 환경에서 쉽게 수행할 수 있습니다. 결과 풍 화 원유 오일 대표 결과 섹션에서와 같이 가연성이이 프로토콜에서 레코딩 효율성 연구의 목적에 대 한 기능 있습니다.
프로토콜에 주요 한계 중 하나는 콘 설정 (5 단계)에 대 한 냉각 물의 교정입니다. 문제는 제자리에 레코딩 필드 실험 같은 규모와 비슷한 조건에서 콘 설치로에 사용할 수 있는 참조 데이터입니다. 또한 아무 쉽게 사용할 수 있는 열 전달 모델은 불타 원유 및 그것의 흐르는 물 하위 계층 사이...

현장에서 물에 유출된 원유의 불타 레코딩과 매연 및 가스 연소 제품에 그것을 변환 하 여 물 표면에서 유출된 기름 제거 해양 기름 유출 응답 방법입니다. 이 응답 엑손 발데즈1 과 심해의 지평선2 기름 유출 동안 성공적으로 적용 된 방법과 정기적으로 북극3,4,5에 대 한 잠재적인 기름 유출 응답 방법으로 언급 한 ,6. 제자리에서 기름의 불타 유출 응답 방법으로 성공적 될 것입니다 여부를 결정 하는 핵심 매개 변수에 두는 가연성 및 석유의 연소 효율성입니다. 첫 번째 매개 변수, 가연성, 얼마나 쉽게 연료 발 화 될 수 있는 및 완전 개발된 불 귀 착될 연료 표면 확산 화 염으로 이어질 수 있습니다 설명 합니다. 불타는 효율성, 두 번째 매개 변수 (wt %)에 불에 의해 물 표면에서 효과적으로 제거 하는 석유의 양을 표현 한다. 그것은 따라서 이해는 가연성 및 현장에서 레코딩 조건 아래 다른 원유 오일의 예상된 레코딩 효율성 관련이 있다.
제자리에서 레코딩 목적 점화 시스템5,7,,89에 대 한 질적 논의와 실제적인 문제 해결 일반적으로 대 한 석유의 점화 물에 slicks. 실용적인 접근의 점화에 쏟 이진 문제로 오일 그리고 "화성" 또는 "하지 요령" 오일 라벨 (예: Brandvik, Fritt-라 스무 센, 외 알. 하지만 10)은,, 근본적인 관점에서 올바른. 이론에서는, 어떤 연료 주어진 적절 한 점화 소스를 붙 였을까 될 수 있습니다. 그것은 그러므로 더 나은 이해 "하지 요령"으로 레이블 것이 원유의 속성을 다른 원유 종류의 넓은 범위에 대 한 점화 요구 계량 관련이 있다. 이 목적을 위해 개발 된 방법 사건 열 유 속, 기름 및 그것의 열 관성, 즉 얼마나 어려운 그것은 기름을 열 하는 중요 한 열 플럭스의 기능으로 오일의 점화 지연 시간을 공부 하 사용할 수 있습니다.
이전 연구에서 우리는 레코딩 효율성을 관리 하는 주요 매개 변수는 수영장 직경의 기능 연료 표면11, 열 피드백은 가정. 실험실 연구 보고 낮은 레코딩 효율성 (32-80%)8,,1213 및 대규모 연구 (풀 직경 ≥2 m)에 따라 레코딩 효율성의 명백한 풀 크기 종속성을 설명 하는 이론 높은 연소 효율 (90 ~ 99%)14,15,16보고. 여기에 설명 된 메서드는 제안 된 이론을 테스트 하도록 설계 되었습니다. 외부 열 플럭스를 소규모 실험실 실험을 쓰는 하 여 대규모 수영장 화재에 대 한 높은 열 피드백 제어 실험실 조건 하에서 시뮬레이션할 수 있습니다. 따라서, 개발된 메서드 외부 열 플럭스 변화 하 여 직경의 기능으로 효과적으로 연소 효율을 공부 하는 수 있습니다.
현장에서 의 더 큰 규모를 시뮬레이션 하는 외부 열 플럭스 뿐만 아니라 레코딩 작업, 오일 슬 릭의 차 물 흐름에 의해 냉각, 현재 바다의 냉각 효과 시뮬레이션 실험 설정 기능. 설명한 방법은 또한 신선 하 고 풍 화 원유 오일와 호환 됩니다. 원유의 풍 화는 휘발성 구성 요소 및 양식 물에서 기름 유화 액 (예를 들어, 확장17)을 물으로 혼합의 손실 등 물에 유출은 일단 한 원유에 영향을 주는 물리적, 화학적 과정을 설명 합니다. 증발 및 유화 원유 오일18 의 가연성에 영향을 주는 주요 풍 화 프로세스의 두 있으며 이러한 풍 화 프로세스를 시뮬레이션을 위한 프로토콜 따라서 논의 방법에 포함 됩니다.
여기, 우리는 가연성 및 현장에서 불타는 바다에 대 한 작업을 시뮬레이션 하는 조건 하에서 원유의 레코딩 효율성 결정 하는 새로운 실험실 방법 제시. 가연성 및 원유 오일의 연소 효율에 대 한 이전 연구 기능 비교 및 다른 방법. 외부 열 플럭스의 기능으로 신선 하 고 풍 화 원유 오일의 가연성 물19 및 북극 온도20에서 연구 했다. 레코딩 효율성 연구 일반적으로 신선한의 종류에 집중 하 고 극복 한 원유 오일 및 고정 규모 환경 조건 (예를 들어, Fritt-라 스무 센, 외. 8Bech, Sveum, 외 알. 21). 원유 오일 화학 목 축 업에 포함 된의 대 한 최근 연구는, 저자, 지식 첫 번째 작은, 중간, 대 한 레코딩 효율성 연구와 비슷한 조건13에서 대규모 실험. 그러나 대규모 실험은,, 파라메트릭 연구 시간과 같은 실험 수행에 필요한 자원의 광범위 한 금액으로 인해 쉽게 사용할 수 없습니다. 앞에서 언급 한 연구를 통해 제시 방법의 주요 장점은 동시에 모두는 가연성을 공부 하 고 불타는 세미 현실적인 조건에서 원유의 효율성에 대 한 수 것입니다. 원유 오일에 대 한 이러한 두 매개 변수 모두 다른 기름 종류와 쉽게 반복 실험을 통해 (시뮬레이션된) 풀 직경의 기능으로 공부의 조합 이전 연습에서 실현 되지 않았습니다.

<table><tbody><tr><td>DUC 원유</td><td>Maersk</td><td>N/A</td><td>경질유: r = 0.853g/ml 및 h = 6.750mPa*s.</td></tr><tr><td>Grane 원유</td><td>Statoil</td><td>N/A</td><td>r = 0.925g/ml 및 h = 133.6mPa*s의 중질유.</td></tr><tr><td>SVM 3000 Stabinger 점도계</td><td>Anton Paar</td><td>C18IP007EN-P</td><td>신선 및 풍성 원유용 점도 및 밀도계.</td></tr><tr><td>Laboshake RO500</td><td>Gerhardt</td><td>11-0002</td><td>물과 오일 혼합물을 유화하기 위한 회전식 진탕 테이블.</td></tr><tr><td>Jebao Wave Maker RW-4</td><td>Jebao</td><td>N/A</td><td>프로펠러(유량 500-4000 L/h)는 전류를 생성하기 위해 COFA 설정에 사용됩니다.</td></tr><tr><td>Aquabee UP 3000</td><td>Aquabee</td><td>UP 3000</td><td>열유속 게이지 냉각용 수족관 펌프.</td></tr><tr><td>Adventurer Precision Electronic Balance</td><td>OHAUS</td><td>AX5205</td><td>하중 스케일은 COFA 실험을 위해 오일의 무게를 측정하는 데 사용되며 원뿔 설정을 위한 맞춤형 원뿔 샘플 홀더에 사용됩니다.</td></tr><tr><td>3M 오일 흡착제 패드</td><td>VWR</td><td>MMMAHP156</td><td>불의 연소 효율을 결정하기 위해 오일 잔류 물을 수집하는 데 사용되는 소수성 흡수 패드.</td></tr><tr><td>질량 손실 열량계</td><td>화재 테스트 기술 (FTT)</td> <td>B11325-650-1-1608</td><td>표준 정사각형 샘플 홀더가 아닌 원유 테스트에 맞춤 제작 원형 홀더가 사용되었습니다. 최대 100kW/m2 범위의 열유속 게이지가 포함되어 있습니다.</td></tr><tr><td>34972A 데이터 수집 / 데이터 로거 스위치 유닛</td><td>RS Components Ltd.</td><td>702-7958</td><td>키사이트테크놀로지스에서 제작. 키사이트 benchLink 데이터 로거 3 소프트웨어로 작동하며 20채널 멀티플렉서가 장착되어 있습니다.</td></tr><tr><td>Keysight Technologies 34901A 20채널 멀티플렉서</td><td>RS Components Ltd.</td><td>702-7939</td><td>키사이트테크놀로지스 제작.</td></tr><tr><td>벨로우즈 밀봉 밸브</td><td>스웨즈락</td><td>SS-1GS6MM</td><td>콘 설정을 위한 맞춤형 콘 샘플 홀더의 물 안팎을 열고 닫는 토글 밸브.</td></tr><tr><td>Kronos 50 연동 펌프</td><td>SEKO</td><td>KRFM0210M6000</td><td>콘 설정을 위한 맞춤형 콘 샘플 홀더를 냉각하는 데 사용되는 연동 펌프입니다.</td></tr><tr><td>ARCTIC A28 Refrigerated Circulater</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>152-5281</td><td>수냉식 저장 탱크는 원뿔 설정을 위한 맞춤형 원뿔 샘플 홀더를 통해 흐르는 냉각수를 냉각하는 데 사용됩니다. SC 100 침수 순환기 컨트롤러가 포함되어 있습니다.</td></tr><tr><td>덕트 인서트가 있는 가스 분석 계측</td><td>콘솔 화재 테스트 기술(FTT)</td> <td>B11328-650-1-1609</td><td>O2, CO2 및 CO용 가스 분석기는 34972A 데이터 수집/데이터 로거 스위치 장치를 사용합니다.</td></tr><tr><td>세라믹 & 스테인레스 스틸 2.5mm 전극</td><td>화재 테스트 기술 (FTT)</td> <td>M015-4</td><td>질량 손실 열량계의 스파크 점화기. 점화 시 표면 온도를 측정하기 위해 COFA 설정에 사용됩니다.</td></tr><tr><td>적외선 이미터 모듈 M110/348</td><td>Heraeus</td><td>80046199</td><td>발열체용 수냉식 홀더가 있는 새로운 설계의 기반이 된 오리지널 적외선 히터입니다. 2개의 단파 트윈 튜브 이미터(09751751)가 포함되어 있습니다. CB1x25 P 타입 전원 컨트롤러로 작동됩니다.</td></tr><tr><td>전원 컨트롤러 Heratron&nbsp;</td><td>Heraeus</td><td>80055836</td><td>적외선 히터용 Type CB1x25 P 전원 컨트롤러.</td></tr></tbody></table>

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

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

가연성의 동시 연구 및 2 개의 실험적인 실험실 설정을 통해 신선 하 고 풍 화 원유의 레코딩 효율성에 대 한 새로운 방법을 제시 합니다. 실험 운영 규모 실험 (풀 직경 ≥2 m), 여전히 꽤 현실 갖춘 현장에서 불타는 물에 원유의 조건 비교 쉽게 반복 있습니다. 실험 조건 냉각 오일 슬 릭 및 운영 규모 원유 풀 화재에 연료 표면에 높은 열 피드백을 시뮬레이션 하는 외부 열 플럭스 (최대 50 원/m2) 흐르는 물 하위 레이어를 포함 합니다. 이러한 조건에 해당 운영 규모 실험 하는 원유 풀 화재의 레코딩 효율성의 제어 실험실 연구 가능 메서드는 또한 임계 열 유 속에서 원유 오일 점화, 사건 열 플럭스, 점화, 시 표면 온도 및 열 관성의 기능으로 점화 지연 시간에 대 한 요구 사항에 정량적 데이터를 제공합니다. 이러한 유형의 데이터는 필요한 힘과 신선한 또는 풍 화 오일의 특정 종류를 점화 하는 점화 소스의 기간 결정 하 사용할 수 있습니다. 방법의 주요 한계는 흐르는 물의 냉각 효과 하위 레이어 레코딩 원유로 외부 열 플럭스의 기능 완벽 하 게 계량 하지는 이다. 실험 결과 명확 하 게 흐르는 물 하위 레이어 레코딩 조건 제자리에서 어떻게 대표이 설치는 개선지 않습니다 하지만 어느 정도이 표현은 정확 하지 않습니다 현재 불확실 했다. 메서드는 가장 현실적인 현장에서 불타는 동시에 가연성을 공부 하 고 불타는 물에 오일의 효율성에 대 한 현재 사용 가능한 실험실 조건 역시 갖추고 있습니다.

그림 5 에서는 2 단계에서 설명한 방법을 사용 하 여 30 wt %의 손실에 여러 일 동안 증발 했다 빛 원유의 증발 곡선. 그림은 명확 하 게 그 증발 풍의 첫 날 (19 h), 후 증발 속도 크게 감소, 프로토콜에서 설명 했 듯이 일시 중지에 대 한 수 있습니다 보여줍니다.
그림 6 신선한 Grane (무거운 원유)에 대 한 콘 히터 (7 단계, 그림 2-3)에서 사고 열 플럭스의 기능으로 점화 지연 시간을 보여줍니다 및 7 wt %의 손실 Grane 증발. 결과 증발된 원유 오일에 대 한 증가 점화 지연 시간에의 한 예를 제공. 또한, 수직 점근 나타내는 임계 열 유 ...

여기, 선물이 동시에 가연성 및 현장에서 불타는 바다에 대 한 작업을 시뮬레이션 하는 조건 하에서 신선 하 고 풍 화 원유의 레코딩 효율성 연구 프로토콜.

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

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.구멍이 있는 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.

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공학

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

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