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Engineering

सीटू जल में की प्रयोगशाला अध्ययन के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया: वायुम और जल की क्षमता कच्चे तेल की

Published: May 1, 2018 doi: 10.3791/57307
Automatic Translation
1, 1,2
1Department of Civil Engineering, Technical University of Denmark, 2School of Engineering, BRE Centre for Fire Safety Engineering, University of Edinburgh

Summary

यहाँ, हम एक साथ एक प्रोटोकॉल वर्तमान वायुम और समुद्र पर सीटू जल आपरेशनों में अनुकरण कि शर्तों के तहत ताजा और मौसम में कच्चे तेल की जलती हुई दक्षता का अध्ययन करने के लिए.

Abstract

दो प्रायोगिक प्रयोगशाला setups के माध्यम से ताजा और मौसम कच्चे तेल की वायुम और जलती हुई दक्षता के एक साथ अध्ययन के लिए एक नई विधि प्रस्तुत की है । प्रयोगों को आसानी से परिचालन पैमाने पर प्रयोग (पूल व्यास ≥ 2 मीटर) की तुलना में दोहराया जा रहा है, जबकि अभी भी पानी पर कच्चे तेल की सीटू जल शर्तों में काफी यथार्थवादी विशेषता । प्रयोगात्मक स्थितियों में शामिल है एक बह पानी उप परत कि तेल चालाक और एक बाहरी गर्मी प्रवाह ठंडा (५० किलोवाट/एम2) है कि परिचालन पैमाने पर कच्चे तेल पूल आग में ईंधन की सतह के लिए उच्च गर्मी प्रतिक्रिया simulates । इन शर्तों कच्चे तेल पूल आग की जलती हुई दक्षता का एक नियंत्रित प्रयोगशाला अध्ययन है कि परिचालन पैमाने पर प्रयोगों के बराबर कर रहे है सक्षम करें । विधि भी महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह के मामले में कच्चे तेल प्रज्वलित करने के लिए आवश्यकताओं पर मात्रात्मक डेटा प्रदान करता है, घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय, प्रज्वलन पर सतह के तापमान, और थर्मल जड़ता । डेटा के इस प्रकार के लिए आवश्यक शक्ति और एक प्रज्वलन स्रोत की अवधि के लिए ताजा या मौसम कच्चे तेल की एक निश्चित प्रकार प्रज्वलित का निर्धारण किया जा सकता है । विधि की मुख्य सीमा है कि बाहरी गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में जल कच्चे तेल पर बहने पानी उप परत के शीतलन प्रभाव पूरी तरह से quantified नहीं किया गया है । प्रयोगात्मक परिणाम स्पष्ट रूप से पता चला है कि बहते पानी की उप परत कैसे प्रतिनिधि इस सेटअप में सुधार करता है सीटू जल शर्तों में है, लेकिन किस हद तक इस प्रतिनिधित्व सही है वर्तमान में अनिश्चित है । विधि फिर भी एक साथ वायुम और पानी पर कच्चे तेल की क्षमता जलने का अध्ययन करने के लिए वर्तमान में उपलब्ध सीटू जल प्रयोगशाला शर्तों में सबसे यथार्थवादी सुविधाएं ।

Introduction

पानी पर गिरा कच्चे तेल की सीटू में जल रहा है एक समुद्री तेल फैल प्रतिक्रिया विधि है कि पानी की सतह से यह जल और यह कालिख और गैसीय दहन उत्पादों को बदलने से गिरा तेल हटा । इस प्रतिक्रिया विधि सफलतापूर्वक एक्सान Valdez 1 और गहरे पानी क्षितिज 2 तेल फैल के दौरान लागू किया गया था और नियमित रूप से आर्कटिक 3 के लिए एक संभावित तेल फैल प्रतिक्रिया विधि के रूप में उल्लेख किया है, 4, 5 ,6. महत्वपूर्ण मापदंडों के दो कि क्या सीटू तेल की जलती हुई में एक फैल प्रतिक्रिया विधि के रूप में सफल हो जाएगा निर्धारित करने के वायुम और तेल की जलती हुई दक्षता कर रहे हैं । पहला पैरामीटर, वायुम, बताता है कि कितनी आसानी से एक ईंधन प्रज्वलित किया जा सकता है और एक पूरी तरह से विकसित आग में परिणाम के लिए ईंधन की सतह पर फैल लौ के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । दूसरा पैरामीटर, जल क्षमता, तेल की मात्रा (wt%) कि प्रभावी ढंग से आग से पानी की सतह से हटा दिया जाता है व्यक्त करता है । यह इस प्रकार वायुम और विभिंन कच्चे तेल की उंमीद जलती हुई दक्षता में सीटू जल शर्तों के तहत समझने के लिए प्रासंगिक है ।

सीटू जल प्रयोजनों में के लिए पानी पर तेल चालाकियों के प्रज्वलन सामांयतः एक व्यावहारिक समस्या के रूप में संबोधित किया है, इग्निशन सिस्टम पर गुणात्मक चर्चा के साथ5,7,8,9। एक द्विआधारी समस्या के रूप में गिरा तेल के प्रज्वलन के लिए व्यावहारिक दृष्टिकोण, और लेबलिंग तेलों या तो "प्रज्वलित" या "नहीं प्रज्वलित" (जैसे Brandvik, Fritt-Rasmussen, एट अल। 10) है, तथापि, देखने के एक बुनियादी बिंदु से गलत है । सिद्धांत रूप में, किसी भी ईंधन एक उचित इग्निशन स्रोत दिया प्रज्वलित किया जा सकता है । इसलिए यह अलग कच्चे तेल के प्रकार की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए प्रज्वलन आवश्यकताओं यों ही प्रासंगिक है बेहतर एक कच्चे तेल है कि यह लेबल के रूप में "प्रज्वलित नहीं होगा के गुणों को समझते हैं." इस प्रयोजन के लिए, विकसित विधि घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में एक तेल की इग्निशन देरी समय का अध्ययन करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, तेल की महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह और उसके थर्मल जड़ता, यानी कितना मुश्किल के लिए तेल गर्म है ।

पिछले एक अध्ययन में, हम माने है कि मुख्य पैरामीटर है कि जल क्षमता को नियंत्रित ईंधन की सतह के लिए गर्मी प्रतिक्रिया है11, जो पूल व्यास का एक समारोह है । सिद्धांत जल क्षमता के स्पष्ट पूल आकार निर्भरता प्रयोगशाला के अध्ययन के आधार पर कम जल क्षमता रिपोर्टिंग (32-80%)8,12,13 और बड़े पैमाने पर अध्ययन (पूल व्यास ≥ 2 एम) बताते है रिपोर्टिंग उच्च जल क्षमता (90-99%)14,15,16। विधि के साथ साथ चर्चा के लिए प्रस्तावित सिद्धांत परीक्षण डिजाइन किया गया था । एक निरंतर बाहरी गर्मी प्रवाह के लिए छोटे पैमाने पर प्रयोगशाला प्रयोगों के अधीन करके, बड़े पैमाने पर पूल आग के लिए उच्च गर्मी प्रतिक्रिया नियंत्रित प्रयोगशाला शर्तों के तहत नकली किया जा सकता है । जैसे, विकसित विधि बाह्य गर्मी प्रवाह अलग से व्यास के एक समारोह के रूप में प्रभावी ढंग से जल दक्षता का अध्ययन करने की अनुमति देता है ।

एक बाहरी गर्मी प्रवाह के अलावा सीटू जल आपरेशनों में बड़े पैमाने पर अनुकरण करने के लिए, प्रयोगात्मक setups एक ठंडे पानी के प्रवाह से तेल चालाक की शीतलन सुविधा, समुद्र वर्तमान के शीतलन प्रभाव अनुकरण । चर्चा की विधि इसके अलावा दोनों ताजा और मौसम में कच्चे तेल के साथ संगत है । कच्चे तेल के मौसम का वर्णन भौतिक और रासायनिक प्रक्रिया है कि एक कच्चे तेल को प्रभावित एक बार यह पानी पर गिरा दिया है, जैसे इसके अस्थिर घटकों के नुकसान और पानी के साथ मिश्रण करने के लिए पानी के रूप में तेल इमल्शन (उदा, अमाप17) । वाष्पीकरण और emulsification मुख्य अपक्षय प्रक्रियाओं है कि कच्चे तेल के18 वायुम और इन अपक्षय प्रक्रियाओं का अनुकरण करने के लिए प्रोटोकॉल इसलिए प्रभावित की दो है इसलिए चर्चा की विधि में शामिल हैं ।

इस के साथ साथ, हम एक उपंयास प्रयोगशाला विधि है कि समुद्र पर सीटू जल आपरेशनों में अनुकरण शर्तों के तहत कच्चे तेल की वायुम और जल क्षमता निर्धारित करता है । वायुम और कच्चे तेल के जलने की क्षमता पर पिछले अध्ययन दोनों तुलनीय और विभिंन तरीकों विशेष रुप से प्रदर्शित । एक बाहरी गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में ताजा और मौसम में कच्चे तेल की वायुम पानी19 और आर्कटिक तापमान20के तहत पर अध्ययन किया गया था । जल दक्षता अध्ययन आम तौर पर एक निश्चित पैमाने पर ताजा और मौसम में कच्चे तेल और पर्यावरण की स्थिति के विभिंन प्रकार पर ध्यान केंद्रित (उदा, Fritt-Rasmussen, एट अल। 8Bech, Sveum, एट अल. 21). रासायनिक झुंडों द्वारा निहित कच्चे तेल के जलने पर हाल ही में एक अध्ययन है, लेखकों के ज्ञान के लिए, पहली समान स्थितियों के तहत छोटे मध्यवर्ती, और बड़े पैमाने पर प्रयोगों के लिए जल क्षमता का अध्ययन करने के लिए13. बड़े पैमाने पर प्रयोग कर रहे हैं, तथापि, पैरामीट्रिक समय और ऐसे प्रयोगों के संचालन के लिए आवश्यक संसाधनों की व्यापक राशि के कारण अध्ययन के लिए आसानी से उपलब्ध नहीं है । पहले उल्लेख किया अध्ययनों से अधिक प्रस्तुत विधि का मुख्य लाभ यह है कि यह एक साथ अर्द्ध यथार्थवादी परिस्थितियों में दोनों वायुम और कच्चे तेल के जलने की क्षमता का अध्ययन करने के लिए अनुमति देता है । दोनों विभिंन प्रकार के तेल के एक समारोह के रूप में कच्चे तेल के लिए इन दो मापदंडों के अध्ययन का संयोजन और (नकली) आसानी से दोहराया प्रयोगों के माध्यम से पूल व्यास पहले व्यवहार में व्यवहार्य था ।

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Protocol

इस प्रोटोकॉल दो अलग प्रयोगात्मक setups कि 4-8 कदम में उपयोग किया जाता है का उपयोग करता है, के रूप में साथ योजनाबद्ध में दिखाया गया है । पहले सेटअप कच्चे तेल वायुम उपकरण (कुफा) (चित्रा 1 और चित्रा 4) है, जो एक १.० × १.० × ०.५० m3 धातु पानी कच्चे तेल के प्रयोगों की सीटू जल में छोटे पैमाने पर आचरण डिजाइन बेसिन है, जैसा कि उदाहरण के लिए दिखाया गया है वान Gelderen, Brogaard, एट अलमें । 22 दूसरी सेटअप एक चिंगारी प्रज्वलन के साथ एक शंकु हीटर23 है कि एक कस्टम बनाया नमूना धारक और एक गैस विश्लेषक है कि उपाय हे2, CO2, और निकास डक्ट में सह सांद्रता24 (चित्रा 2 और चित्र 3) । इन setups के तकनीकी विनिर्देशों के पूरक दस्तावेज़ में अतिरिक्त विस्तार में वर्णित हैं, जो भी सेटअप के फोटोग्राफ शामिल हैं । अंयथा निर्दिष्ट नहीं है, तो डेटा माप (जैसे, तापमान, गर्मी प्रवाह, या गैस सांद्रता) डिजिटल रूप से एक मल्टीप्लेक्स और डेटा लकड़हारा के माध्यम से मापा जाता है । डेटा संग्रह करने वालों को एक डिजिटल डेटा अधिग्रहण कार्यक्रम के साथ संचालित कर रहे हैं । प्रोटोकॉल में, वाक्यांश "डेटा लकड़हारा प्रारंभ करें" कार्यक्रम के निर्देशों के अनुसार सभी क्रियाएँ शामिल हैं, के रूप में निर्माता द्वारा प्रदान की, कि डेटा का अधिग्रहण शुरू करने के लिए आवश्यक हैं.

1. कच्चे तेल की सामांय हैंडलिंग

  1. प्रत्येक ताजा तेल है कि अध्ययन किया जाएगा के लिए, एक 5 मिलीलीटर नमूना ले और एक विस्कोमीटर में 25 डिग्री सेल्सियस पर इसकी घनत्व और चिपचिपापन उपाय । एक बंद कांच की बोतल में 5-10 डिग्री सेल्सियस पर तेल के बाकी की दुकान आगे का उपयोग करें ।
    सावधानी: ताजा कच्चे तेल अत्यधिक ज्वलनशील है और दोनों कच्चे तेल और उसके वाष्प उच्च स्वास्थ्य के लिए एक उदारवादी जोखिम मुद्रा । इसके अलावा त्वचा या साबुन जैसे गैर खतरनाक रसायनों के साथ आंखों से साफ करने के लिए मुश्किल है । कच्चे तेल से निपटने और एक अच्छी तरह हवादार क्षेत्र में काम करते समय सुरक्षा चश्मा और दस्ताने पहनें ।
  2. प्रत्येक परीक्षण सत्र के प्रारंभ में, कच्चे तेल है कि ठंडा (5-10 डिग्री सेल्सियस) भंडारण से बाहर का परीक्षण किया जाएगा ले लो । 1-2 मिनट के लिए हाथ से प्रत्येक तेल कंटेनर शेक और उन्हें प्रयोग करने से पहले कमरे के तापमान को गर्म करते हैं । परीक्षण सत्रों के बीच ठंडा भंडारण के लिए कच्चे तेल लौटें ।
  3. एक अस्थिर गैर-ध्रुवीय विलायक (उदा., n-हेप्) का उपयोग करके किसी भी गलती से कच्चे तेल से प्रदूषित सतहों को साफ करें ।

2. तेल के माध्यम से दबाव हवा bubbling द्वारा कच्चे तेल की वाष्पीकरण अपक्षय

नोट: यह कदम Stiver और मकाय25 और Buist, पॉटर, एट अलपर आधारित है । 26

  1. छेद के एक नंबर ड्रिल (उदा., एक व्यास के साथ छह (d) 5 मिमी) समान रूप से 5-10 L के एक प्लास्टिक कंटेनर के ढक्कन में वितरित और एक एकल छेद ड्रिल (उदा,डी = 8-10 mm) कंटेनर के पक्ष में से एक में अपने शीर्ष किनारे के पास.
  2. एक O-अंगूठी बनाओ (लगभग डी = 20 सेमी) एक संलग्न खुले कनेक्शन के साथ प्लास्टिक ट्यूबों से बाहर 4-6 mm के एक भीतरी व्यास (आईडी) के साथ और छेद के एक नंबर ड्रिल (उदा, डी = 1 मिमी के साथ छह) समान रूप से ओ के एक पक्ष के साथ वितरित-अंगूठी ।
    नोट: कंटेनर से बाहर उड़ा दिया जा रहा कच्चे तेल की मात्रा को कम करने के लिए ओ-अंगूठी में छेद से ढक्कन में छेद के ऊर्ध्वाधर स्थान ऑफसेट करने के लिए प्रयास करें ।
  3. प्लास्टिक कंटेनर के साइड होल के माध्यम से चला जाता है कि एक प्लास्टिक ट्यूब (उदा., 4-8 मिमी की आईडी) के लिए ओ-अंगूठी कनेक्ट करें । इस ट्यूब एक विनियमन वाल्व और एक दबाव गेज के साथ एक के दबाव हवा प्रणाली से जुड़ा होगा ।
  4. ढक्कन व प्लास्टिक के कंटेनर को प्लास्टिक ओ-अंगूठी के साथ अलग से तौल कर उसका वजन कराइए ।
  5. कच्चे तेल के 2-4 एल वजन (इसके घनत्व के आधार पर) कंटेनर में और वजन रजिस्टर ।
  6. एक धुएं हूड के तहत कंटेनर प्लेस और दबाव हवा प्रणाली के लिए ओ अंगूठी कनेक्ट । एक दबाव है कि के रूप में संभव के रूप में उच्च है पर तेल के माध्यम से बुलबुला हवा (उदा, २०० केपीए) कंटेनर के ढक्कन में छेद के माध्यम से तेल उड़ाने के बिना ।
  7. शुरू और प्रत्येक कार्य दिवस के अंत में तेल का वजन पर नजर रखने के लिए जब वांछित वाष्पीकरण (wt% खो में) राज्य में प्राप्त की है (जैसे, 20 wt% प्रारंभिक वजन की तुलना में खो) । यह एक दिन से लगातार bubbling के एक सप्ताह से अधिक ले सकते हैं, तेल के प्रकार और हवा के दबाव पर निर्भर करता है । प्रत्येक मध्यवर्ती वजन माप समय के एक समारोह के रूप में एक वाष्पीकरण वक्र स्थापित करने के लिए प्रयोग किया जाता है, जो आवश्यक वाष्पीकरण समय की भविष्यवाणी के साथ वांछित वाष्पीकरण मौसम राज्य तक पहुँचने के लिए मदद करता है.
    नोट: पहले दिन के बाद, कच्चे तेल आम तौर पर कई दिनों के लिए धुएं डाकू में छोड़ दिया जा सकता है (सप्ताहांत परजैसे ) मास के किसी भी महत्वपूर्ण राशि खोने के बिना जब दबाव हवा बंद है ।
  8. एक बार कच्चे तेल के वाष्पीकरण समाप्त हो गया है, तेल का एक 5 मिलीलीटर का नमूना लेने के लिए और एक विस्कोमीटर में 25 डिग्री सेल्सियस पर इसकी घनत्व और चिपचिपापन उपाय । आगे उपयोग के लिए एक बंद कांच की बोतल में 5-10 डिग्री सेल्सियस पर तेल के बाकी की दुकान । साफ कंटेनर, ढक्कन, और ओ-अंगूठी के साथ एक अस्थिर गैर-ध्रुवीय विलायक किसी भी कच्चे तेल को दूर करने के लिए रहता है ।

3. एक रोटरी मिलाते हुए तालिका का उपयोग कर कच्चे तेल की Emulsification

नोट: प्रोटोकॉल के इस भाग को Daling, M., एट alसे संशोधित किया गया है । 27

  1. एक 1 एल कांच की बोतल के लिए कच्चे तेल और ताजा या नमक पानी के मिश्रण के ९०० मिलीलीटर की कुल जोड़ें, पायस में वांछित vol% मिलान पानी की मात्रा के साथ । उदाहरण के लिए, ४० vol% पानी की सामग्री के साथ एक पायस कच्चे तेल की ५४० मिलीलीटर और पानी की ३६० मिलीलीटर के होते हैं । यह अधिक सही खुले पानी पर गिरा तेल की अपक्षय प्रक्रियाओं वर्तमान और अधिक स्थिर पायस बनाने के लिए, बजाय ताजा कच्चे तेल, सुखाया कच्चे तेल का उपयोग करने की सलाह दी है ।
    नोट: यह बोतल पूरी तरह से इतना भर नहीं है कि तेल और पानी के अशांत मिश्रण के लिए उपलब्ध मुक्त अंतरिक्ष है कि महत्वपूर्ण है ।
  2. जोरदार 1-2 मिनट के लिए हाथ से पानी तेल मिश्रण हिला । फिर एक रोटरी मिलाते हुए मेज पर कांच की बोतल जगह है और कमरे के तापमान पर 20 घंटे के लिए १७५ rpm पर पानी के तेल के मिश्रण हलचल ।
    नोट: इमल्शन से पानी की परत के पृथक्करण के साथ समस्याओं को रोकने के लिए, जब 20 h मिलाने की अवधि पूरी हो जाती है, उसी दिन इमल्शन के साथ प्रयोग करें ।
  3. 20 एच मिलाते हुए अवधि के बाद पायस के एक 5 मिलीलीटर नमूना ले लो और एक विस्कोमीटर में 25 डिग्री सेल्सियस पर इसके घनत्व और चिपचिपापन को मापने ।
  4. यदि इमल्शन अस्थिर है (नीचे देखें), तो रोटरी हिलती हुई तालिका पर इमल्शन को वापस रखें और प्रयोगों के बीच १७५ rpm पर पायस को लगातार हिलाएं । प्रत्येक प्रयोग के प्रारंभ में, मैन्युअल रूप से रोटरी हिलती हुई तालिका को रोकने, पायस की आवश्यक मात्रा (चरण ७.५) ले, और फिर इसे वापस रोटरी मिलाते हुए तालिका करने के लिए । एक बार सभी प्रयोगों पायस के साथ आयोजित किया गया है, रोटरी मिलाते हुए तालिका को रोकने और कूलर (5-10 डिग्री सेल्सियस) भंडारण में पायस की दुकान ।
  5. पायस स्थिर है, तो रोटरी मिलाते हुए तालिका से पायस निकालें और इसे कमरे के तापमान पर आराम करते हैं । एक प्रयोग के लिए तेल की आवश्यक राशि लेने से पहले हाथ से 1-2 मिनट के लिए जोरदार पायस शेक । एक बार सभी प्रयोगों पायस के साथ आयोजित किया गया है, यह ठंडा (5-10 डिग्री सेल्सियस) भंडारण में स्टोर ।
    नोट: इस प्रोटोकॉल के प्रयोजन के लिए, अस्थिर इमल्शन इमल्शन के रूप में परिभाषित किए जाते है जो कई घंटों के साथ स्पष्ट रूप से दिखाई देने वाली पानी की परत को बनाते हैं, अर्थात एक विशिष्ट कार्यदिवस के अंत से पहले ।

4. कुफा में सीटू जल प्रयोगों में संदर्भ (चित्रा 1) शंकु सेटअप में ठंडा पानी के अंशांकन के लिए

  1. एक 5 सेमी उच्च Pyrex ग्लास सिलेंडर और १६.३ सेमी की एक आईडी प्लेस (१६.९ सेमी की बाहरी व्यास) एक स्टैंड पर 35-45 सेमी की एक संयुक्त ऊंचाई के साथ, कुफा के केंद्र में । धारक के आकार के रूप में लंबे समय के रूप में यह Pyrex ग्लास सिलेंडर द्वारा कवर क्षेत्र के तहत पानी की एक मुक्त प्रवाह के लिए अनुमति देता है अप्रासंगिक है । कुफा को ताजे पानी से भर दें (340-440 L) जिससे पानी का स्तर Pyrex ग्लास सिलेंडर के किनारे से 1 सेमी नीचे है ।
  2. सीधे Pyrex ग्लास सिलेंडर का सामना करना पड़ कुफा के पक्ष में से एक पर एक प्रोपेलर रखें । प्रोपेलर पर बारी और ऊर्ध्वाधर ऊंचाई और प्रवाह को समायोजित इतना है कि लहरों सिर्फ बमुश्किल Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर पानी में देख रहे हैं । ऊर्ध्वाधर ऊंचाई और प्रवाह का रुख रजिस्टर (जैसे, १,००० एल/एच) और बंद प्रोपेलर प्रोटोकॉल जारी रखने से पहले ।
    नोट: प्रोपेलर पानी शरीर में एक मौजूदा बनाने के लिए प्रयोग किया जाता है कि प्रभावी ढंग से जल कच्चे तेल के नीचे पानी की परत ठंडा क्रम में boilover घटना28,29को रोकने के लिए । शुरू में सेट प्रवाह और प्रोपेलर की ऊर्ध्वाधर ऊंचाई पानी उप परत के पर्याप्त ठंडा करने का कारण नहीं हो सकता है, और एक boilover तो फिर भी होता है ।
    चेतावनी: एक boilover एक विस्फोटक जल राज्य है एक काफी वृद्धि हुई लौ ऊंचाई, जल दर, और गर्मी रिलीज दर के दौरान जो तेल की बूंदों आग से29,30,31से बेदखल किया जा रहा है । सुनिश्चित करें कि किसी भी कमजोर उपकरण (उदा, एल्यूमीनियम पंनी के साथ) की रक्षा की है और आग से एक उचित दूरी पर कर्मियों और उपकरणों रखना ।
  3. Pyrex ग्लास सिलेंडर में एक 5 मिमी मोटी तेल चालाक के बराबर कच्चे तेल की एक राशि का वजन (यानी, घनत्व और १०४ मिलीलीटर की मात्रा के आधार पर) एक एल्यूमीनियम पकवान में ।
  4. Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर पानी पर कच्चा तेल डाल दें । सावधान रहें कि तेल भी तेजी से गिरने से सिलेंडर के नीचे तेल न बिखेर सके । एल्यूमीनियम पकवान फिर से तौलना और Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर डाला कच्चे तेल का वास्तविक वजन रजिस्टर ।
  5. धीरे कुफा के लिए पानी जोड़ें जब तक तेल चालाक की सतह Pyrex ग्लास सिलेंडर के किनारे से नीचे 1-2 mm है । इस ऊंचाई अंतर प्रज्वलन पर बह निकलने से तेल को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है ।
  6. निकास हूड और प्रोपेलर पर बारी । फिर एक ब्यूटेन हाथ मशाल का उपयोग कर कच्चे तेल प्रज्वलित और एक स्टॉपवॉच के साथ विलुप्त होने के पल के लिए प्रज्वलन के पल से जलने के समय को मापने ।
  7. आग स्वाभाविक रूप से बुझा दी जाती है के बाद, पानी की सतह पर शेष तेल इकट्ठा (अवशेषों को जला के रूप में जाना जाता है) एक ज्ञात वजन के साथ hydrophobic अवशोषण पैड का उपयोग । residua वजन निर्धारित करने के लिए पैड वजन से पहले किसी भी एकत्र पानी से हिला । जलती हुई दक्षता तो Eq का उपयोग कर की गणना की है. (1) और जलने की दर की गणना प्रारंभिक द्रव्यमान और अवशेषों के बीच के अंतर को बर्निंग समय (सेकंड में) द्वारा किया जाता है ।
    Equation 11)
  8. मामलों में जहां आग परिणाम में एक boilover, दोहराने प्रोटोकॉल चरण 4 पानी की सतह से पानी की कुफा तक फिर से एक सेंटीमीटर नीचे Pyrex ग्लास सिलेंडर एज । एक अस्थिर, गैर-ध्रुवीय विलायक के साथ Pyrex ग्लास सिलेंडर के किनारों को साफ करें । तो प्रोपेलर और Pyrex ग्लास सिलेंडर के बीच खड़ी दूरी को कम करने और/या प्रोपेलर और दोहराने प्रोटोकॉल कदम ४.३ के प्रवाह के रुख को बढ़ाने के लिए ४.८ ।
  9. मामले में आग एक boilover के साथ समाप्त नहीं होता है, शंकु सेटअप में पानी ठंडा जांचना करने के लिए कदम ४.७ में गणना जलती हुई दक्षता और जलने की दर का उपयोग करें ।

5. शंकु सेटअप (चित्रा 2 और चित्रा 3) के लिए ठंडा पानी की अंशांकन ।

  1. thermocouple मनका स्वतंत्र रूप से ट्यूब के अंदर निलंबित कर दिया है ताकि एक 1 मिमी मोटी कश्मीर प्रकार thermocouple के साथ इसके समाप्त होने से एक सेंटीमीटर में एक लचीला प्लास्टिक ट्यूब (4 मिमी आईडी) पंचर. polytetrafluoroethylene (PTFE) टेप और एल्यूमीनियम टेप के साथ thermocouple को ठीक करने के लिए सुनिश्चित करें कि thermocouple कदम नहीं है और वह पानी पंचर से रिसाव नहीं करता है । thermocouple को एक डेटा लकड़हारा से कनेक्ट करें.
    1. एक स्टेनलेस स्टील ट्यूब एडाप्टर के साथ एक ट्यूब के लिए ५.१ कदम दोहराएं और ट्यूब एडाप्टर के नीचे सीधे thermocouple डालें ।
  2. प्लेस और thermocouple के साथ अपने अंत के साथ पहले प्लास्टिक ट्यूब को ठीक के रूप में संभव के रूप में ठंडा जलाशय के नीचे तक । एक समायोज्य प्रवाह की गति के साथ एक सिकुड़नेवाला पंप के प्रवेश के लिए ट्यूब के दूसरे छोर से कनेक्ट करें ।
  3. सिकुड़नेवाला पंप के आउटलेट के लिए एक नया प्लास्टिक ट्यूब कनेक्ट और एक स्टेनलेस स्टील ट्यूब एडाप्टर के लिए इस प्लास्टिक ट्यूब के दूसरे छोर से कनेक्ट । एक धौंकनी-सील वाल्व के लिए ट्यूब अनुकूलक कनेक्ट और शंकु नमूना धारक को धौंकनी सील वाल्व कनेक्ट । कनेक्शन आवश्यक होने पर कनेक्शन के बीच PTFE टेप का उपयोग कर पानी रिसाव नहीं कि सुनिश्चित करें ।
  4. एक धौंकनी के लिए शंकु नमूना धारक के दूसरे पक्ष कनेक्ट-सील वाल्व, जो तो एडाप्टर के नीचे एक thermocouple के साथ ट्यूब के ट्यूब एडाप्टर के लिए जुड़ा हुआ है । इस ट्यूब के दूसरे छोर पर रखा गया है और ठंडा जलाशय के ऊपर इतना तय है कि बहिर्वाह पानी ठंडा जलाशय में लौटता है ।
    नोट: सुनिश्चित करें कि प्रवेश ट्यूब और आउटलेट ट्यूब जलाशय में पर्याप्त स्थानिक दूरी इतनी है कि गर्म पानी सीधे परिसंचारी नहीं है, लेकिन हो जाता है जलाशय में नीचे शांत करने से पहले reसंचारित ।
  5. शंकु हीटर के तहत जुड़े ट्यूबों के साथ नमूना धारक प्लेस । होल्डर की ऊंचाई को समायोजित करें जिससे कोन हीटर के नीचे से बाहरी किनारे 23 एमएम है । सुनिश्चित करें कि ट्यूबों पर्याप्त लंबाई के होते है ताकि नमूना धारक को आसानी से शंकु हीटर के नीचे रखा जा सकता है एक बार नमूना धारक कच्चे तेल शामिल हैं ।
  6. पानी के साथ ठंडा जलाशय भरें और एक चुना तापमान (जैसे,12 डिग्री सेल्सियस) के लिए पानी ठंडा । धौंकनी सील खुला वाल्व और एक चुना प्रवाह में नमूना धारक के माध्यम से पानी के प्रवाह शुरू (जैसे, 7 एल/ होल्डर को शेक होल्डर से किसी भी बची हुई हवा को निकाल दें जिससे धारक पूरी तरह से पानी से भर जाता है ।
  7. डेटा लकड़हारा शुरू और लगातार में और बहिर्वाह पानी के तापमान की निगरानी । पंप बंद एक बार बहिर्वाह पानी का तापमान स्थिर हो गया है (यह आमतौर पर सेट जलाशय के तापमान के ऊपर कुछ डिग्री है), बंद धौंकनी-सील वाल्व, और निकास हुड पर बारी ।
  8. नमूना धारक को लोड स्केल पर रखें और स्केल पर बारदाना लगाएं । नमूना धारक है कि 10 मिमी (यानी, घनत्व और ९५ मिलीलीटर की एक मात्रा के आधार पर) की एक चालाक मोटाई से मेल खाती है के लिए तेल की एक राशि जोड़ें । फिर धौंकनी-सील वाल्व खोलने और फिर से पंप शुरू ।
  9. शंकु हीटर के तहत ध्यान से नमूना धारक प्लेस और एक ब्यूटेन हाथ मशाल के साथ तेल प्रज्वलित । एक स्टॉपवॉच के साथ विलुप्त होने के पल के लिए प्रज्वलन के पल से जलने के समय को मापने ।
    चेतावनी: जब जल तेलों कि पानी होते हैं, या तो स्वाभाविक रूप से या emulsification के कारण, एक boilover जलन के दौरान हो सकता है (4 भी कदम देखें) ।
  10. आग बुझाने के बाद, पंप बंद, वाल्व बंद, ट्यूबों डिस्कनेक्ट, और एक धड़ा पैमाने पर नमूना धारक जगह है । जला अवशेषों सहित धारक का वजन पंजी ।
  11. एक अस्थिर गैर ध्रुवीय विलायक के साथ धारक से किसी भी जला दिया तेल अवशेषों को साफ । अवशेष वजन का निर्धारण करने के लिए फिर से साफ धारक तौलना । फिर जल क्षमता की गणना और ४.७ चरण में वर्णित के रूप में जल समय ।
  12. मामले में जलती हुई दक्षता और जलने की दर प्रोटोकॉल चरण 4 से परिणामों से मेल खाती है, पानी के तापमान और प्रवाह अब तुले हुए हैं और निम्न प्रोटोकॉल चरण में इस्तेमाल किया जा सकता है । मामले में जल दक्षता और जल दर प्रोटोकॉल चरण 4 से परिणाम से मेल नहीं खाते, एक नया जलाशय का तापमान और/ नमूना धारक को ट्यूबों जोड़ने के लिए, वाल्वों को खोलने, पंप शुरू, किसी भी हवा को हटाने के लिए धारक हिला, और फिर दोहराएं कदम 5.7-5.12 ।
    नोट: यह जलने की क्षमता और जलने की दर दोनों मैच के लिए संभव नहीं हो सकता है । वर्णित प्रोटोकॉल के प्रयोजन के लिए, जलने की क्षमता अधिक महत्वपूर्ण है और सही रूप में संभव के रूप में मिलान किया जाना चाहिए । जब कई तेलों का परीक्षण, पानी के तापमान और प्रवाह या तो एक तेल के लिए, या प्रत्येक तेल के लिए व्यक्तिगत रूप से नपेed जा सकता है । जबकि प्रत्येक तेल के लिए पानी के तापमान और प्रवाह को अलग करना व्यक्तिगत रूप से पानी पर तेल जल अनुकरण और अधिक सही हो सकता है, विभिंन तेलों के इग्निशन देरी समय परिणाम (6 कदम) और अधिक आसानी से की तुलना में हो सकता है जब एक निश्चित पानी के तापमान और प्रवाह का उपयोग कर के लिए हर प्रयोग.

6. कोन हीटर (चित्रा 2-3) के अंशांकन ।

  1. १०० किलोवाट/एम2की अधिकतम क्षमता के साथ एक पानी ठंडा गर्मी फ्लक्स गेज का उपयोग शंकु हीटर और गर्मी प्रवाह उत्पादन के तापमान के बीच सहसंबंध जांचना ।
    1. एक बाल्टी में एक मछलीघर पंप प्लेस और ठंडे नल के पानी के साथ बाल्टी भरने इतना है कि पंप पूरी तरह से जलमग्न है ।
    2. एक प्लास्टिक ट्यूब के साथ गर्मी प्रवाह गेज करने के लिए मछलीघर पंप कनेक्ट । गर्मी फ्लक्स गेज करने के लिए एक दूसरे प्लास्टिक ट्यूब कनेक्ट और बाल्टी के अंदर ट्यूब के दूसरे छोर को ठीक, थोड़ा पानी की सतह से ऊपर, ताकि ट्यूब से बाहर बह पानी आसानी से मनाया जा सकता है । पंप पर बारी और यह सुनिश्चित करें कि पानी की एक सतत प्रवाह गर्मी प्रवाह गेज के माध्यम से बह रही है ।
    3. निकास हूड पर बारी और २०० डिग्री सेल्सियस के लिए शंकु गर्मी । शंकु के केंद्र से नीचे गर्मी फ्लक्स गेज (ऊपर की ओर का सामना करना पड़) 25 मिमी प्लेस और डेटा लकड़हारा के लिए गर्मी प्रवाह गेज कनेक्ट. डेटा लकड़हारा शुरू, शटर खोलने के लिए, और 5-10 मिनट के लिए गर्मी प्रवाह को मापने जब तक एक स्थिर गर्मी प्रवाह पढ़ने का अधिग्रहण किया है, तो डेटा अधिग्रहण बंद करो और बंद शटर ।
    4. ३००, ४००, ५००, ६००, ७००, ७२०, ७४०, ७६०, ७८०, और ८०० ° c के शंकु तापमान पर चरण 6.1.3 दोहराएँ.
  2. शंकु तापमान है कि 3-50 किलोवाट/एम2 की गर्मी प्रवाह के अनुरूप निर्धारित करने के लिए मापा डेटा अंक का उपयोग और डेटा बिंदुओं के बीच एक रैखिक सहसंबंध संभालने.

7. शंकु सेटअप में कच्चे तेल के वायुम प्रयोगों (चित्रा 2-3)

  1. प्रत्येक परीक्षण सत्र की शुरुआत में, गर्मी प्रवाह गेज के साथ की जाँच करें कि शंकु तापमान 10 किलोवाट की एक गर्मी प्रवाह करने के लिए इसी/एम2 अभी भी सही पढ़ने (± 5%) देता है । यदि हां, तो प्रोटोकॉल के साथ आगे बढ़ें । यदि नहीं, जारी रखने से पहले चरण 6 दोहराएँ ।
  2. प्रत्येक परीक्षण सत्र की शुरुआत में, निकास हुड पर बारी, गैस विश्लेषक पर बारी है, और अपने निर्माता द्वारा प्रदान विनिर्देशों के अनुसार गैस विश्लेषक जांचना ।
  3. सुनिश्चित करें कि जब नमूना धारक शंकु के नीचे रखा गया है, वहां शंकु के नीचे और धारक के बाहरी किनारे के बीच 23 मिमी की दूरी है ।
  4. 5 किलोवाट की एक गर्मी प्रवाह करने के लिए इसी एक तापमान को शंकु गर्मी/
    1. इस बीच, चरण 5 में पाया तापमान के लिए पानी जलाशय ठंडा, नमूना धारक को पानी ट्यूबों कनेक्ट, वाल्व खोलने, और प्रवाह में पंप शुरू 5 चरण में पाया । धारक के अंदर फंसे किसी भी हवा को हटाने के लिए नमूना धारक शेक । डेटा लकड़हारा शुरू और बहिर्वाह पानी का तापमान स्थिर हो गया है जब तक पानी के तापमान की निगरानी ।
    2. एक बार दोनों शंकु और नमूना धारक उनके संबंधित सेट तापमान पर स्थिर, पंप बंद करो, नमूना धारक के वाल्व बंद है, और वाल्व से ट्यूबों डिस्कनेक्ट ।
  5. नमूना धारक को लोड स्केल पर रखें और स्केल पर बारदाना लगाएं । नमूना धारक है कि 10 मिमी की एक चालाक मोटाई से मेल खाती है के लिए कमरे के तापमान पर तेल की एक राशि जोड़ें (यानी, घनत्व और ९५ मिलीलीटर की मात्रा पर आधारित) । फिर ट्यूबों जोड़ने के लिए, धौंकनी सील खुला वाल्व, और पंप फिर से शुरू करते हैं ।
  6. गैस विश्लेषक के लिए डेटा लकड़हारा प्रारंभ करें O2, co2, और सह सांद्रता दहन गैसों में और तापमान में और बाहर बहने वाले पानी को मापने के लिए ।
  7. ध्यान से शंकु और तैयार दो स्टॉपवॉच के तहत नमूना धारक जगह है । नमूना पर स्थिति में चिंगारी इग्निशन ले जाएँ. फिर शटर खोलने के लिए और पहली स्टॉपवॉच शुरू करते हैं ।
  8. तेल के प्रज्वलन पर, एक साथ पहली स्टॉपवॉच बंद करो और दूसरी स्टॉपवॉच शुरू करते हैं । तो जलती हुई नमूना से दूर अपनी तटस्थ स्थिति में वापस चिंगारी प्रज्वलन कदम ।
    1. यदि तेल 10 मिनट के भीतर प्रज्वलित नहीं है, पहली स्टॉपवॉच बंद करो और चिंगारी प्रज्वलन वापस अपनी तटस्थ स्थिति में चलते हैं । फिर एक ब्यूटेन हाथ मशाल का उपयोग कर तेल प्रज्वलित और दूसरी स्टॉपवॉच शुरू करते हैं ।
      चेतावनी: जब जल तेलों कि पानी होते हैं, या तो स्वाभाविक रूप से या emulsification के कारण, एक boilover जलन (चरण 4) के दौरान हो सकता है ।
  9. आग बुझाने के बाद, दूसरी स्टॉपवॉच बंद करें, बंद शटर, और गैस विश्लेषक के डेटा अधिग्रहण बंद करो और पानी के तापमान ठंडा । तो पंप बंद करो, वाल्व बंद, ट्यूबों डिस्कनेक्ट, और एक धड़ा पैमाने पर नमूना धारक जगह है । जला अवशेषों सहित धारक का वजन पंजी ।
  10. एक अस्थिर गैर ध्रुवीय विलायक के साथ किसी भी जला दिया तेल अवशेषों से धारक को साफ । अवशेष वजन का निर्धारण करने के लिए फिर से साफ धारक तौलना । फिर जल क्षमता की गणना और ४.७ चरण में वर्णित के रूप में जल समय ।
  11. प्रत्येक तेल के लिए परीक्षण किया जा करने के लिए, दोहराएं 10, 20, 30, ४०, और ५० किलोवाट की गर्मी प्रवाह के लिए 7.4-7.10 चरण/ प्रत्येक प्रयोग के बाद शंकु हीटर कुंडल पर जमा किसी भी कालिख निकालें ।
    1. आदेश में ंयूनतम आवश्यक गर्मी प्रवाह के लिए प्रायोगिक प्रज्वलन, यानी महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह की जरूरत स्थापित करने के लिए, यह अतिरिक्त गर्मी प्रवाह का परीक्षण करने के लिए आवश्यक हो सकता है । दोहराएं चरण 7.4-7.10 गर्मी प्रवाहों से कम 1 किलोवाट/एम2 वेतन वृद्धि के लिए सबसे कम गर्मी प्रवाह है जिस पर प्रायोगिक तौर पर प्रज्वलन जब तक एक गर्मी प्रवाह का परीक्षण किया है जिसके लिए प्रायोगिक प्रज्वलन 10 मिनट के भीतर नहीं मनाया जाता है । महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह तो एक 1 किलोवाट के भीतर पाया जाता है/एम2 इस गर्मी प्रवाह के ऊपरी रेंज ।
      चेतावनी: बहुत अस्थिर कच्चे तेल सहज प्रज्वलित जब शंकु हीटर के शटर बंद कर रहे है बहुत उच्च गर्मी प्रवाह (≥ ४० किलोवाट/एम2), यहां तक कि जब अधीन कर सकते हैं ।

8. कुफा सेटअप में कच्चे तेल के प्रज्वलन प्रयोगों पर सतह तापमान (चित्रा 4).

  1. एक स्टैंड पर १६.३ cm (१६.९ cm की ओडी) की एक आईडी के साथ एक 5 सेमी उच्च Pyrex ग्लास सिलेंडर प्लेस, 35-45 सेमी की एक संयुक्त ऊंचाई के साथ, कुफा के केंद्र में (चित्र 1) । दो अवरक्त (IR) हीटर Pyrex ग्लास सिलेंडर के दो विपरीत पक्षों पर समायोज्य स्टेनलेस स्टील के पैर पर घुड़सवार सिलेंडर के बाहरी छोर से कम से कम 5 सेमी की एक क्षैतिज दूरी पर रखें ।
    नोट: सटीक विनिर्देशों और आईआर हीटर के आयामों के रूप में वे तेल की सतह के लिए एक पर्याप्त उच्च गर्मी प्रवाह प्रदान कर सकते है लंबे समय के रूप में अप्रासंगिक है कच्चे तेल, जो आमतौर पर प्रज्वलन के लिए 5-20 किलोवाट/ 1 किलोवाट की न्यूनतम बिजली और 17 सेमी की न्यूनतम हीटर चौड़ाई की सलाह दी जाती है । ऐसे हवा प्रशंसकों के रूप में आईआर हीटर, के किसी भी शीतलन प्रणाली, इसके अलावा प्रयोग के दौरान तेल चालाक के साथ बातचीत नहीं करनी चाहिए ।
  2. एक कच्चे तेल के प्रज्वलन पर सतह के तापमान को मापने के लिए, 2-5 किलोवाट की एक घटना गर्मी प्रवाह/अपनी महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह (कदम 7.11.1) से अधिक2 की सलाह दी है ।
    1. कदम 6.1.1-6.1.2 के अनुसार एक १०० किलोवाट/एम2 हीट फ्लक्स गेज तैयार करें और एक डेटा लकड़हारा के लिए गर्मी प्रवाह गेज कनेक्ट. Pyrex ग्लास सिलेंडर के केंद्र में गर्मी फ्लक्स गेज प्लेस, ऊपर की ओर का सामना करना पड़ रहा, सिलेंडर के ऊपरी किनारे से नीचे 1-2 मिमी की ऊंचाई पर । Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर इस ऊंचाई पर क्षैतिज क्षेत्र के लिए "क्षैतिज विमान" के रूप में संदर्भित पर यहां से है । यह क्षैतिज विमान Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर एक तेल चालाक की सतह से मेल खाती है ।
      नोट: यह क्षैतिज विमान के विभिन्न स्थानों पर घटना गर्मी प्रवाह को मापने कर सकते हैं ताकि गर्मी प्रवाह गेज आज़ादी क्षैतिज विमान में ले जाया जा सकता है कि यह सुनिश्चित करें. Pyrex ग्लास सिलेंडर केवल सही ढंग से गर्मी प्रवाह गेज क्षैतिज विमान को रखने के लिए एक दृश्य सहायता के रूप में कार्य करता है, इसलिए यदि आवश्यक हो, Pyrex सिलेंडर कदम ८.२ के दौरान हटाया जा सकता है ।
    2. डेटा लकड़हारा शुरू, IR हीटर पर बारी, और क्षैतिज विमान के केंद्र में घटना गर्मी प्रवाह की निगरानी । IR हीटर (ऊंचाई, कोण, और क्षैतिज विमान से क्षैतिज दूरी) के स्थानिक स्थान का समायोजन करके क्षैतिज विमान के लिए घटना गर्मी प्रवाह धुन और उनके बिजली उत्पादन प्रतिशत जब तक वांछित घटना गर्मी प्रवाह प्राप्त की है ।
    3. क्षैतिज विमान के बाहरी किनारों पर घटना गर्मी प्रवाह को मापने । सभी स्थानों पर, घटना हीट फ्लक्स तेल का परीक्षण किया जाएगा कि के महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह से 2-5 किलोवाट/2 मीटर अधिक होना चाहिए । यदि आवश्यक हो, तो पिछले चरण के अनुसार, IR हीटर के स्थान और बिजली उत्पादन प्रतिशत को समायोजित करें ।
    4. आईआर हीटर के स्थान और बिजली उत्पादन के प्रत्येक समायोजन के बाद, अपने केंद्र और बाहरी किनारों पर क्षैतिज विमान के लिए घटना गर्मी प्रवाह को मापने ।
    5. दोहराएँ चरण 8.2.2-8.2.5 जब तक कि क्षैतिज विमान में मापा घटना गर्मी प्रवाह 2-5 किलोवाट/चयनित तेल की महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह से अधिक2 . फिर, आईआर हीटर बंद करें और गर्मी प्रवाह गेज को दूर । Pyrex ग्लास सिलेंडर वापस अपने स्टैंड पर रखें, यदि आवश्यक हो ।
  3. कुफा को ताजे पानी से भरें (340-440 L) ताकि पानी का स्तर Pyrex ग्लास सिलेंडर के किनारे से एक सेंटीमीटर नीचे हो । सीधे चरण 4 में पाया ऊंचाई पर Pyrex ग्लास सिलेंडर का सामना करना पड़ कुफा के पक्ष में से एक पर एक प्रोपेलर रखें ।
  4. प्लेस और Pyrex ग्लास सिलेंडर के किनारे से नीचे 1-2 mm पर तीन 1 मिमी मोटी कश्मीर प्रकार thermocouples का एक सेट तय करते हैं । thermocouples की व्यवस्था करें ताकि वे सिलेंडर के दायरे के साथ, प्रत्येक thermocouple के बीच लगभग 1-2 सेमी की दूरी के साथ माप । thermocouples को एक डेटा लकड़हारा से कनेक्ट करें.
  5. कुफा में खड़ा है कि एक धातु स्टैंड पर एक धातु की छड़ के लिए एक धातु दबाना के साथ एक चिंगारी इग्निशन संलग्न । स्टैंड प्लेस इतना है कि इग्निशन आसानी से एक तटस्थ स्थिति से Pyrex ग्लास सिलेंडर के मध्य क्षेत्र के ऊपर एक स्थिति 2-3 सेमी के लिए ले जाया जा सकता है और फिर से अपनी तटस्थ स्थिति में वापस ।
  6. Pyrex ग्लास सिलेंडर में एक 5 मिमी मोटी तेल चालाक के बराबर कच्चे तेल की एक राशि का वजन (यानी, घनत्व और १०४ मिलीलीटर की एक मात्रा के आधार पर) एक एल्यूमीनियम पकवान में ।
  7. Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर पानी पर कच्चा तेल डाल दें । सावधान रहें कि तेल भी तेजी से गिरने से सिलेंडर के नीचे तेल न बिखेर सके । एल्यूमीनियम पकवान फिर से तौलना और Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर डाला कच्चे तेल का वास्तविक वजन रजिस्टर ।
  8. धीरे कुफा के लिए पानी जोड़ने जब तक तेल की सतह सिर्फ तीन thermocouples के संपर्क में आता है । तेल के ऊपर अपनी स्थिति के लिए चिंगारी इग्निशन हटो ।
  9. डेटा लकड़हारा और एक स्टॉपवॉच सिंक में प्रारंभ करें ताकि प्रत्येक सेकंड एक विशिष्ट स्कैन संख्या से मेल खाता है । निकास हुड पर बारी, प्रोपेलर, और चिंगारी इग्निशन । IR हीटर चालू करें और चरण ८.२ में मिले प्रतिशत को पावर आउटपुट सेट ।
  10. तेल के प्रज्वलन पर, स्टॉपवॉच और डेटा लकड़हारा बंद करो, प्रज्वलन चिंगारी बंद, और अपनी तटस्थ स्थिति के लिए यह कदम और आईआर हीटर और प्रोपेलर बंद कर देते हैं । फिर ध्यान से एक गैर दहनशील कवर Pyrex ग्लास सिलेंडर पर रखकर आग बुझाने । आग बुझाने के लिए thermocouples पहले दूर ले जाया जा सकता है की आवश्यकता हो सकती है ।
  11. लीजिए और hydrophobic अवशोषण पैड के साथ कच्चे तेल के निपटान । जल स्तर काफी कम है जब तक कुफा से पानी की निकासी के लिए एक गर्मी प्रवाह गेज के साथ क्षैतिज विमान फिर से घटना गर्मी प्रवाह को मापने के लिए । एक अस्थिर गैर-ध्रुवीय विलायक के साथ Pyrex ग्लास सिलेंडर साफ ।
  12. तीन thermocouples के तापमान को स्कैन नंबर के फंक्शन के रूप में प्लाट करें । स्टॉपवॉच पर समय के आधार पर, इसी स्कैन संख्या, और प्लॉट किए गए ग्राफ, परीक्षण कच्चे तेल के प्रज्वलन पर सतह के तापमान का निर्धारण ।
  13. प्रत्येक अतिरिक्त तेल है कि परीक्षण किया जाएगा के लिए, चरण 8.2-8.12 दोहराएँ ।

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Representative Results

चित्रा 5 एक हल्के कच्चे तेल के वाष्पीकरण वक्र है कि 30 wt% की हानि के लिए कई दिनों से वाष्पित किया गया था चरण 2 में वर्णित विधि का उपयोग करके दिखाता है । आंकड़ा स्पष्ट रूप से पता चलता है कि पहले दिन के बाद (19 ज) वाष्पीकरण अपक्षय के, वाष्पीकरण दर काफी कम हो जाती है, जो प्रोटोकॉल में उल्लेख के रूप में pauses के लिए अनुमति देता है.

चित्रा 6 शंकु हीटर से घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय से पता चलता है (चरण 7, चित्रा 2-3) ताजा घराणे के लिए (एक भारी कच्चे तेल) और 7 wt% के घाटे के साथ सुखाया घराणे । परिणाम काफूर कच्चे तेल के लिए वृद्धि की इग्निशन देरी बार का एक उदाहरण दे । इसके अलावा, महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह, ऊर्ध्वाधर asymptotes द्वारा प्रतिनिधित्व, भी वाष्पीकरण घाटे के एक समारोह के रूप में बढ़ जाती है । कुल मिलाकर, इन परिणामों की शक्ति और जोखिम अवधि एक इग्निशन स्रोत के लिए कच्चे तेल के इन विभिंन प्रकार प्रज्वलित करने की जरूरत है की एक छाप दे । यहां वर्णित प्रोटोकॉल के साथ प्राप्त अतिरिक्त परिणाम वान Gelderen, Rojas अल्वा, एट अलमें पाया जा सकता है । ३२

घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय का एक अधिक विशिष्ट प्रस्तुति चित्रा 7में दिखाया गया है । कच्चे तेल चालाकियों आमतौर पर थर्मल मोटी सामग्री और इग्निशन देरी समय (टी़) के रूप में व्यवहार तो Eq द्वारा वर्णित किया जा सकता है । (2)19,३२.

Equation 22)

यहां, कश्मीर थर्मल चालकता, घनत्व दर्षाया , सी विशिष्ट गर्मी गुणांक, टी़ प्रज्वलन पर सतह के तापमान, टी∞ परिवेश तापमान (20 डिग्री सेल्सियस माना जाता है), एक अवशोषकता, और घटना गर्मी प्रवाह । Equation 3 इस समीकरण को फिर से लिखना घटना गर्मी प्रवाह (Eq .3) के एक रैखिक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय देता है ।

Equation 43)

1 के रूप में इग्निशन देरी समय की साजिश रचने से/घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में, डेटा एक रैखिक प्रवृत्ति लाइन दिखाना चाहिए, और इस तरह के रूप में डेटा की वैधता का आकलन करने के लिए अनुमति देते हैं ।Equation 5 इसके अलावा, विभिंन कच्चे तेल के लिए प्रवृत्ति लाइनों की ढलानों उनके रिश्तेदार थर्मल जड़ता (kρc) का एक संकेत है क्योंकि ढलान कम, कठिन यह ऊपर गर्मी है (और इस तरह प्रज्वलित) एक कच्चे तेल दे ।

वाष्पित घराणे के लिए परिणाम (चित्रा 7) एक डेटा सेट का एक अच्छा उदाहरण है कि अपने रैखिक प्रवृत्ति लाइन के साथ फिट बैठता है, एक आर2 मूल्य ०.९९१ के साथ दे । दूसरी ओर, ताजा घराणे के लिए परिणाम स्पष्ट रूप से उच्च गर्मी प्रवाहों पर रैखिक प्रवृत्ति से विचलित शुरू (30 किलोवाट/ यह व्यवहार बहुत कम इग्निशन देरी समय (< 10 s) अस्थिर ईंधन के इस प्रकार के लिए इस तरह के उच्च गर्मी प्रवाह के कारण होने की संभावना है । ताजा घराणे, अंय ताजा कच्चे तेल के समान, अस्थिर घटक है कि बहुत तेजी से उच्च घटना गर्मी प्रवाह के तहत प्रज्वलित की एक उच्च राशि शामिल हैं । Eq अंतर्निहित मांयताओं के एक. (2) यह है कि समय के लिए ईंधन से वाष्पीकरण दहनशील गैसों के लिए लेता है ऑक्सीजन के साथ मिश्रण और चिंगारी प्रज्वलित तक पहुंचने के लिए नगण्य है३३। से कम 10 सेकंड के इग्निशन देरी समय के साथ, तथापि, इस मिश्रण समय, जो कुछ सेकंड के आदेश पर होने का अनुमान है, इग्निशन देरी समय के लिए एक महत्वपूर्ण योगदानकर्ता बन जाता है । समीकरण (2) तो अब इन लघु इग्निशन देरी समय के साथ मांय है, और इसलिए डेटा रैखिक प्रवृत्ति रेखा से भटक । जब बहुत अस्थिर कच्चे तेल के वायुम का अध्ययन, यह व्यवहार इस प्रकार ध्यान में रखा जाना चाहिए जब इग्निशन देरी समय डेटा का विश्लेषण ।

चित्रा 8 एक ताजा प्रकाश कच्चे तेल और एक emulsified प्रकाश कच्चे तेल के लिए समय के एक समारोह के रूप में गर्मी रिलीज दरों से पता चलता है (2-3 कदम के अनुसार तैयार) । गर्मी रिलीज दरों के साथ की गणना कर रहे हैं ओ2, co2, और co एकाग्रता माप से गैस विश्लेषक (चरण 7) Eq के अनुसार. (26) Janssens३४से. इन परिकलनों के बारे में अधिक जानकारी के लिए अनुपूरक दस्तावेज़ देखें । ताजा कच्चे तेल के एक ठेठ गर्मी रिलीज दर के प्रोफाइल से पता चलता है एक धीरे समय के साथ कम गर्मी रिलीज दर है, जो सभी कच्चे तेल है कि किसी भी पानी शामिल नहीं है के प्रतिनिधि है । emulsified कच्चे तेल boilover घटना की विस्फोटकता का एक अच्छा उदाहरण से पता चलता है, एक गर्मी रिलीज दर के साथ कि तेजी से एक कारक को नियमित रूप से जलने से पहले boilover से पांच गुना अधिक बढ़ जाती है । Boilovers अत्यधिक अनियमित घटनाएं हैं, हालांकि, और तीव्रता, अवधि, और घटना के समय स्थिरता और कच्चे तेल के अंदर पानी की मात्रा प्रतिशत पर निर्भर करते हैं ।

चित्रा 9 जलती हुई दक्षता और एक ताजा प्रकाश कच्चे तेल और एक भारी 7 wt% के घाटे के साथ काफूर तेल के लिए घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में जलने की दर से पता चलता है । दोनों जल दर और जल दोनों कच्चे तेल प्रकार के लिए घटना गर्मी प्रवाह बढ़ाने के साथ दक्षता वृद्धि हुई है । कम गर्मी प्रवाह में, जलती हुई क्षमता ताजा प्रकाश कच्चे तेल और भारी काफूर कच्चे तेल के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर से पता चलता है । उच्च गर्मी प्रवाह में, इन तेलों के लिए जल क्षमता समान मूल्यों के लिए एकाग्र है, जो ताजा और मौसम कच्चे तेल के सभी प्रकार के लिए विशिष्ट व्यवहार है । जलती हुई दर विभिंन तेलों के लिए इस converging प्रवृत्ति नहीं दिखा है, क्योंकि जलते समय भी घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में बदलता है, जो प्रत्येक तेल प्रकार के लिए अलग किया जा सकता है । पानी युक्त कच्चे तेल के लिए, पानी के अंश सिद्धांत रूप में होना चाहिए जब जल क्षमता और जल दर की गणना के लिए जवाबदेह नहीं है क्योंकि यह एक गैर दहनशील सामग्री है । हालांकि, जल और boilover की शुरुआत जलने के दौरान वाष्पीकरण करता है और क्षमता जलने और जल दर अनुमान के रूप में यह ईंधन से तेल और पानी की बूंदों को बढाती है पेचीदा है । जैसे, emulsified कच्चे तेल इस प्रकार दिखाया डेटा से विचलन प्रदर्शित कर सकते हैं, चित्रा 9में उदाहरण के लिए, और देखभाल जल युक्त कच्चे तेल की दक्षता और जल दर परिणाम का विश्लेषण करते समय लिया जाना चाहिए ।

चित्रा 10 कुफा सेटअप (8 चरण, चित्रा 4) में 20 wt% के घाटे के साथ एक काफूर प्रकाश कच्चे तेल के लिए समय के एक समारोह के रूप में ईंधन की सतह पर दो thermocouples की सतह के तापमान से पता चलता है । परिणाम १७८ एस के बाद तापमान में एक स्पष्ट कील दिखाता है । इस पल के ठीक पहले, कच्चे तेल की सतह के तापमान १२९ डिग्री सेल्सियस के रूप में दोनों thermocouples, जो प्रज्वलन पर सतह के तापमान है द्वारा मापा जाता है । इस तेल के लिए इग्निशन देरी समय परिणाम के साथ संयोजन में (चरण 7), Eq. (2) तो तेल के लिए थर्मल जड़ता की गणना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । तालिका 1 इस वाष्पित प्रकाश कच्चे तेल के लिए थर्मल जड़ता मूल्यों से पता चलता है प्रज्वलन पर अपनी सतह के तापमान पर आधारित १२९ डिग्री सेल्सियस और इसकी इग्निशन देरी बार घटना गर्मी प्रवाह के रूप में एक समारोह के रूप में । वू, एट अल। 19 पाया गया कि अवशोषकता कच्चे तेल के लिए एकता के लिए सेट नहीं किया जा सकता है और इस तरह के थर्मल जड़ता गणना में शामिल किया गया था । तुलना प्रयोजनों के लिए कच्चे तेल के लिए थर्मल जड़ता के साहित्य मूल्यों वू में पाया जा सकता है, एट अल। 19 और Ranellone, एट अल। 20

Figure 1
चित्र 1 : कुफा सेटअप के योजनाबद्ध । योजनाबद्ध अपने स्टैंड पर Pyrex ग्लास सिलेंडर का विस्तृत दृश्य (बाएँ), कुफा (मध्य) के एक शीर्ष दृश्य, और पूर्ण सेटअप (दाएँ) के एक पार अनुभागीय दृश्य शामिल हैं । इसके अलावा, तीन क्लोज़-अप्स (a-c) का एक सेट, प्रोटोकॉल चरण ४.१ (a), ४.४ (b) और ४.५ (c) के संगत कुफा की भरण प्रक्रिया दिखाते हैं । कुफा सेटअप में उपयोग किया जाता है चरण 4 में बर्निंग दक्षता और शंकु सेटअप के लिए एक कच्चे तेल के जलने की दर के अंशांकन बिंदुओं का निर्धारण करने के लिए । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्र 2 : शंकु सेटअप के पूर्ण योजनाबद्ध सिंहावलोकन (स्केल करने के लिए नहीं). सेटअप एक नियंत्रण इकाई, एक कस्टम बनाया शंकु नमूना धारक, एक सिकुड़नेवाला पंप और पानी ठंडा जलाशय, और एक गैस विश्लेषक के साथ एक निकास हुड के साथ एक शंकु हीटर के होते हैं । योजनाबद्ध रूप से पानी की नलियों (स्टेप ५.१) में thermocouple प्लेसमेंट का क्लोज-अप भी सुविधा है. इस सेटअप में कच्चे तेल की वायुम का अध्ययन करने के लिए चरण 7 का प्रयोग किया जाता है । ध्यान दें कि इस सेटअप में तेल और ठंडा पानी के बीच कोई सीधा संपर्क है, के रूप में वे धातु धारक द्वारा अलग कर रहे हैं । कोन नमूना धारक का विवरण चित्रा 3में दिया जाता है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्र 3 : कोन सेटअप के परिपत्र नमूना धारक के विस्तृत पार अनुभागीय योजनाबद्ध । धातु किनारों प्रज्वलन पर ढेर से तेल को रोकने के लिए और तेल चालाक से 30 डिग्री angled को फिर से कम विकिरण कर रहे हैं । इस शंकु नमूना धारक कच्चे तेल के वायुम का अध्ययन करने के लिए चरण 7 में प्रयोग किया जाता है । ध्यान दें कि इस सेटअप में तेल और ठंडा पानी के बीच कोई सीधा संपर्क है, के रूप में वे धातु धारक द्वारा अलग कर रहे हैं । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 4
चित्र 4 : प्रज्वलन पर कच्चे तेल की सतह के तापमान का अध्ययन करने के लिए कुफा सेटअप के योजनाबद्ध । योजनाबद्ध एक शीर्ष दृश्य दिखाता है (बाएं) और क्रॉस-अनुभागीय दृश्य (दाएँ) और सेटअप अवरक्त (आईआर) हीटर, एक चिंगारी प्रज्वलन भी शामिल है, और तेल चालाक (चरण 8) की सतह के तापमान को मापने के लिए तीन thermocouples का एक सेट. कुफा सेटअप का अतिरिक्त विवरण चित्र 1में दिखाया गया है । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 5
चित्र 5 : एक हल्के कच्चे तेल के वाष्पीकरण घाटा (DUC) समय के एक समारोह के रूप में । डेटा हवा bubbling विधि का उपयोग कर प्राप्त किया गया 2 कदम में वर्णित है और स्पष्ट रूप से पहले दिन के बाद एक कम वाष्पीकरण दर दिखाने (19 ज) ।

Figure 6
चित्र 6 : एक ताजा और वाष्पित (7 wt% की हानि) भारी कच्चे तेल (घराणे) के लिए घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय परिणाम । ये डेटा शंकु सेटअप का उपयोग कर प्राप्त किया गया था (चित्रा 2) चरण 7 में प्रोटोकॉल के अनुसार. कार्यक्षेत्र asymptotes एक 1 किलोवाट/एम2 ऊपरी रेंज के भीतर महत्वपूर्ण गर्मी प्रवाह (4 और 7 किलोवाट/ त्रुटि पट्टियां 2-3 प्रयोगों पर आधारित डेटा श्रेणी को इंगित करती हैं ।

Figure 7
चित्र 7 : एक ताजा और वाष्पित (7 wt% की हानि) भारी कच्चे तेल (घराणे) के लिए घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इग्निशन देरी समय परिणाम । इन आंकड़ों शंकु सेटअप (चित्रा 2) का उपयोग कर प्राप्त किया गया, 7 कदम में प्रोटोकॉल के अनुसार, और Eq. (2) के साथ संसाधित. परिणाम से संकेत मिलता है कि काफूर घराणे ताजा घराणे से एक उच्च थर्मल जड़ता है, के रूप में की उंमीद है । ग्राफ इसके अलावा दिखाता है कैसे, अस्थिर कच्चे तेल के लिए उच्च घटना गर्मी प्रवाह में, बहुत कम इग्निशन देरी समय (< 10 s) रैखिक प्रवृत्ति रेखा से विचलित कर सकते हैं । त्रुटि पट्टियां 2-3 प्रयोगों पर आधारित डेटा श्रेणी को इंगित करती हैं ।

Figure 8
चित्र 8 : एक हल्के ताजा कच्चे तेल के लिए समय के एक समारोह के रूप में गर्मी रिलीज दर और ४० wt% की काफूर नुकसान के साथ एक emulsified प्रकाश कच्चे तेल और ४० vol% पानी युक्त । डेटा शंकु सेटअप (चित्रा 2) से प्राप्त किया गया हे2, co2, और co एकाग्रता माप से गैस विश्लेषक (चरण 7) Eq के अनुसार प्रसंस्करण द्वारा (26) Janssens३४से. ताजा कच्चे तेल की पानी की सामग्री के बिना एक नियमित गर्मी रिलीज दर प्रोफ़ाइल कच्चे तेल के लिए दिखाता है । emulsified प्रकाश कच्चे तेल जला के अंत में एक boilover में हुई और इसकी गर्मी जारी प्रोफ़ाइल एक नियमित रूप से कच्चे तेल की आग की तुलना में एक boilover की तीव्रता का एक संकेत देता है ।

Figure 9
चित्र 9 : जलन और एक ताजा प्रकाश कच्चे तेल (DUC) के लिए घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में जल दर और एक 7 wt% के घाटे के साथ भारी कच्चे तेल के वाष्पित (7%) । डेटा शंकु सेटअप में प्राप्त किया गया (चित्रा 2) चरण 7 के अनुसार और शो कैसे विभिंन कच्चे तेल के जल क्षमता उच्च घटना गर्मी प्रवाह पर एकाग्र प्रकार । सभी डेटा बिंदुओं में दिखाया गया औसत से २.५% की एक अधिकतम त्रुटि थी ।

Figure 10
चित्र 10 : 20 wt% के घाटे के साथ एक सुखाया प्रकाश कच्चे तेल के साथ कुफा में एक इग्निशन प्रयोग के दौरान दो thermocouples के लिए समय के एक समारोह के रूप में सतह के तापमान । डेटा कुफा सेटअप में प्राप्त किए गए थे (आरेख 4) चरण 8 में प्रोटोकॉल के अनुसार । १७८ एस के बाद तापमान में अचानक स्पाइक प्रज्वलन के पल का संकेत है । इस अचानक तापमान स्पाइक से पहले तापमान सही प्रज्वलन पर सतह के तापमान से पता चलता है ।

टी़ (° c) Equation 3
(किलोवाट/		 टी़ (s) (किलोवाट * एस०.५/(एम2* कश्मीर))
१२९ 4 २६३ ०.६३
5 १०९ ०.५
10 ३६ ०.५८
15 13 ०.५२
20 ८.४ ०.५६
30 ५.४ ०.६७
४० ५.२ ०.८८

1 तालिका: इग्निशन देरी बार और 20 wt% के घाटे के साथ एक काफूर प्रकाश कच्चे तेल के लिए घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में इसी थर्मल जड़ता । थर्मल जड़ता Eq का उपयोग कर की गणना की है. (2), इग्निशन देरी समय डेटा चरण 7 में प्राप्त और इग्निशन डेटा पर चरण 8 में सतह के तापमान पर आधारित है ।

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Discussion

दो मौसम इस पत्र में चर्चा की विधियां अपक्षय प्रक्रियाओं है कि पानी पर एक गिरा तेल17के अधीन है की एक अपेक्षाकृत सरल सन्निकटन हैं । अन्य, और अधिक परिष्कृत मौसम के तरीकों को भी इस तरह के Brandvik और Faksness३५द्वारा वर्णित परिसंचारी flume के रूप में मौसम में कच्चे तेल के नमूनों, प्रदान करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है । प्रस्तुत विधियों का लाभ यह है कि वे सरल उपकरणों की आवश्यकता है और आसानी से एक प्रयोगशाला वातावरण में आयोजित किया जा सकता है । परिणामस्वरूप मौसम कच्चे तेल तो वायुम के प्रयोजनों के लिए कार्यात्मक और इस प्रोटोकॉल में जल दक्षता अध्ययन कर रहे हैं, के रूप में प्रतिनिधि परिणाम अनुभाग में प्रदर्शन किया ।

प्रोटोकॉल में मुख्य सीमाओं में से एक शंकु सेटअप (चरण 5) के लिए ठंडा पानी की अंशांकन है । मुद्दा यह है कि एक ही पैमाने पर और शंकु सेटअप के रूप में इसी तरह की स्थितियों के तहत एक ही स्तर पर जल क्षेत्र के प्रयोग में सीटू के लिए कोई संदर्भ डेटा उपलब्ध है । वहां इसके अलावा कोई आसानी से उपलब्ध गर्मी हस्तांतरण मॉडल है कि अभ्यास में इस्तेमाल किया जा सकता है एक जलती हुई कच्चे तेल और उसके बहने पानी उप परत के बीच गर्मी संतुलन निर्धारित करते हैं । पानी ठंडा अंशांकन इसलिए कुफा सेटअप (चरण 4) से प्रयोगात्मक डेटा पर आधारित होना है । के रूप में प्रोटोकॉल में उल्लेख किया है, तो अंशांकन या तो एकल तेलों के लिए या प्रत्येक तेल के लिए अलग से आयोजित किया जा सकता है । संदर्भ डेटा या एक उपयुक्त गर्मी हस्तांतरण मॉडल के बिना, यह असंभव है पता करने के लिए इन तरीकों में से, यदि कोई हो, पानी पर कच्चे तेल की सीटू जलने में के लिए गर्मी संतुलन का सही प्रतिनिधित्व देता है ।

शंकु सेटअप में गर्मी संतुलन और एक बाहरी गर्मी प्रवाह करने के लिए कच्चे तेल subjecting द्वारा जटिल है, जो भी पानी की शीतलन क्षमता है कि शंकु नमूना धारक के माध्यम से बहती प्रभावित हो सकता है । शंकु हीटर के तहत एक कच्चे तेल के जलने के दौरान, बहिर्वाह पानी समय के साथ तापमान में बढ़ जाती है, जो की हद तक घटना गर्मी प्रवाह पर निर्भर करता है । ५० किलोवाट/एम2के अधिकतम घटना गर्मी प्रवाह में, पानी भी उबलते होने के लिए मनाया गया था, के रूप में भाप पानी आउटलेट से बाहर आ गया । यह वर्तमान में किस हद तक ठंडा पानी सीधे शंकु हीटर (और नहीं जलती हुई तेल) द्वारा गर्म है और क्या यह परिणाम पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव है स्पष्ट नहीं है । केवल एक व्यापक अनुभवजंय प्रयोगात्मक अध्ययन के माध्यम से यह सभी परीक्षण घटना गर्मी प्रवाह के लिए और प्रत्येक का परीक्षण किया तेल प्रकार के लिए पानी ठंडा अंशांकन का अनुकूलन संभव होगा । इन मुद्दों के बावजूद, शंकु सेटअप में ठंडा पानी को लागू निस्संदेह शंकु सेटअप की क्षमता में सुधार के लिए सीटू जल शर्तों में प्रतिनिधित्व करते हैं । पानी ठंडा करने के बिना एक नमूना धारक के साथ प्रारंभिक प्रयोगों कुफा में मनाया कम जल क्षमता को पुन: पेश करने में विफल रहा है और कच्चे तेल की सीटू जल में प्रतिनिधित्व करने के लिए इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है । चर्चा की सीमा इस प्रकार है कि वर्तमान शंकु सेटअप पानी पर कच्चे तेल की सीटू जल शर्तों में प्रतिनिधित्व करता है की बात नहीं है, लेकिन जो हद तक यह सही ढंग से उन स्थितियों का प्रतिनिधित्व करता है । जहां तक हम जानते हैं, प्रस्तुत प्रयोगशाला प्रक्रिया है, इस सीमा के बावजूद, वर्तमान में वायुम और पानी पर कच्चे तेल की सीटू में जलने की क्षमता का अध्ययन करने के लिए सबसे यथार्थवादी विधि ।

प्रोटोकॉल में एक महत्वपूर्ण कदम कुफा सेटअप (8 कदम) में प्रज्वलन पर सतह के तापमान की माप है । यह बहुत महत्वपूर्ण है कि जब प्रोपेलर चालू है, Pyrex ग्लास सिलेंडर के अंदर तेल चालाक की सतह के रूप में अभी भी यह हो सकता है । यदि तेल की सतह में बहुत ज्यादा है (ऊर्ध्वाधर) गति, स्थान और प्रोपेलर (चरण 4) के प्रवाह को तेल की सतह पर अशांति को कम करने के लिए समायोजित किया जाना चाहिए । एक अभी भी तेल की सतह के बिना, यह बहुत सही चरण 8 में प्रज्वलन पर सतह के तापमान को मापने के लिए चुनौतीपूर्ण हो जाता है । आईआर हीटर का चुनाव भी इस कदम की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है । इस प्रोटोकॉल के विकास के दौरान, यह पाया गया कि आईआर हीटर एक बहुत ही उच्च विकिरण उत्पादन की जरूरत है, जबकि संभव के रूप में कॉंपैक्ट के रूप में किया जा रहा है और एक शीतलन प्रणाली है कि तापमान माप के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है । यह ध्यान से इस प्रकार महत्वपूर्ण है चित्रा 4में कुफा सेटअप के लिए आईआर हीटर का एक सेट का चयन करें । आदर्श रूप में, आईआर हीटर की जरूरत के लिए एक गर्मी प्रवाह प्रदान करने में सक्षम होने के लिए कम से 15 किलोवाट/एम2 की दूरी पर बहुत आगे Pyrex ग्लास सिलेंडर से 5 सेमी से दूर । यह IR हीटर का उपयोग करते हुए कच्चे तेल जल रहा है की अनुमति होगी । कच्चे तेल की जलती हुई दक्षता तो एक प्रयोगात्मक सेटअप में एक घटना गर्मी प्रवाह के एक समारोह के रूप में परीक्षण किया जा सकता है कि बेहतर सीटू जल शर्तों में प्रतिनिधित्व करता है ।

वायुम और जलने दक्षता प्रयोगों के दौरान सीटू जलने की स्थिति में के प्रतिनिधित्व के लिए और सुधार कुफा और शंकु setups करने के लिए विभिन्न संशोधनों या परिवर्धन के माध्यम से किया जा सकता है । वर्तमान में, प्रयोगों बहुत शांत पर्यावरण की स्थिति के तहत आयोजित की जाती हैं । यह सीटू बर्निंग फील्ड स्टडीज में द्वारा दिखाया गया है, तथापि, कि लहरें और हवा भी कच्चे तेल की वायुम को प्रभावित कर सकते हैं5,21,३६,३७. इस तरह की स्थितियों अनुकरण करने के लिए, कुफा उदाहरण के लिए एक लहर निर्माता और प्रशंसकों है कि पानी की सतह पर एक हवा बनाने के साथ सुसज्जित किया जा सकता है । ठंडा जलवायु शंकु सेटअप, Ranellone, एट अलके समान में एक ठंडा ठंडा माध्यम का उपयोग करके नकली हो सकता है । 20, या कुफा में पानी शरीर के लिए बर्फ जोड़कर । अंत में, कच्चे तेल चालाकियों की प्रारंभिक मोटाई प्रयोगों में विविध किया जा सकता है, क्योंकि यह भी एक वायुम और कच्चे तेल की क्षमता जल5,22को प्रभावित करने के लिए जाना जाता पैरामीटर है ।

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Disclosures

लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक को परियोजना के वित्तपोषण के लिए स्वतंत्र अनुसंधान के लिए डेनमार्क परिषद धंयवाद देना चाहूंगा (अनुदान DDF-1335-00282) । COWIfonden कच्चे तेल वायुम तंत्र और गैस विश्लेषक, डक्ट डालने सहित के निर्माण वित्त पोषित । Maersk तेल और Statoil प्रतिनिधि परिणाम के लिए इस्तेमाल किया गया है कि कच्चे तेल प्रदान की है । प्रायोजकों में से कोई भी प्रोटोकॉल या इस पत्र के परिणामों में शामिल किया गया है । लेखक भी संशोधित शंकु नमूना धारक के निर्माण के साथ सहायता के लिए Ulises Rojas अल्वाs शुक्रिया अदा करना चाहूंगा ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
DUC Crude Oil Maersk N/A Light crude oil with r = 0.853 g/ml and h = 6.750 mPa*s.
Grane Crude Oil Statoil N/A Heavy crude oil with r = 0.925 g/ml and h = 133.6 mPa*s.
SVM 3000 Stabinger Viscometer Anton Paar C18IP007EN-P Viscosity and density meter for the fresh and weathered crude oils.
Laboshake RO500 Gerhardt 11-0002 Rotary shaking table for emulsifying water and oil mixtures.
Jebao Wave Maker RW-4 Jebao N/A Propeller (flow of 500-4000 L/h) used in the COFA setup to generate a current.
Aquabee UP 3000 Aquabee UP 3000 Aquarium pump for cooling of heat flux gauge.
Adventurer Precision Electronic Balance OHAUS AX5205 Load scale used to weigh the oil for the COFA experiments and in the custom-made cone sample holder for the cone setup.
3M Oil Sorbent Pads VWR MMMAHP156 Hydrophobic absorption pads used to collect oil residues to determine the burning efficiency of the fire.
Mass Loss Calorimeter Fire Testing Technology (FTT) B11325-650-1-1608 A custom-made, circular holder was used for the testing of crude oil rather than the standard square sample holder. Includes a heat flux gauge with a range up to 100 kW/m2.
34972A Data Acquisition / Data Logger Switch Unit RS Components Ltd. 702-7958 Produced by Keysight Technologies. Operated by Keysight benchLink data logger 3 software and equipped with a 20-channel multiplexer.
Keysight Technologies 34901A 20-channel multiplexer RS Components Ltd. 702-7939 Produced by Keysight Technologies.
Bellows-Sealed Valve Swagelok SS-1GS6MM Toggle valve to open/close the water in- and outlet of the custom-made cone sample holder for the cone setup.
Kronos 50 Peristaltic Pump SEKO KRFM0210M6000 Peristaltic pump used to cool the custom-made cone sample holder for the cone setup.
ARCTIC A28 Refrigerated Circulater ThermoFisher Scientific 152-5281 Water cooling reservoir used to cool the cooling water that flows through the custom-made cone sample holder for the cone setup. Includes a SC 100 Immersion Circulator controller.
Gas Analysis Instrumentation Console with Duct Insert Fire Testing Technology (FTT) B11328-650-1-1609 Gas analyzer for O2, CO2 and CO. Uses a 34972A Data Acquisition / Data Logger Switch Unit.
Ceramic & Stainless Steel 2.5mm Electrode Fire Testing Technology (FTT) M015-4 Spark igniter from the Mass Loss Calorimeter. Used in the COFA setup to measure the surface temperature upon ignition.
Infrared Emitter-Module M110/348 Heraeus 80046199 Original Infrared heaters on which the new design with a water-cooled holder for the heating elements was based. Includes two short wave twin tube emitters (09751751). Operated by a type CB1x25 P power controller.
Power Controller Heratron  Heraeus 80055836 Type CB1x25 P power controller for the infrared heaters.

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References

  1. 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).
  2. Allen, A. A., Jaeger, D., Mabile, N. J., Costanzo, D. The Use of Controlled Burning During the Gulf of Mexico Deepwater Horizon MC-252 Oil Spill Response. International Oil Spill Conference Proceedings. 2011 (1), 1-13 (2011).
  3. AMAP. Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects. 1, AMAP. , Oslo, Norway. 423 (2010).
  4. Nuka, Research Planning Group, LLC. Oil Spill Prevention and Response in the U.S. Arctic Ocean: Unexamined Risks, Unacceptable Consequences. , The PEW Environment Group. Washington, D.C. 136 (2010).
  5. Buist, I. A., et al. In Situ Burning in Ice-Affected Waters: State of Knowledge Report Final Report 7.1.1. , Arctic Response Technology. 293 (2013).
  6. EPPR. Guide to Oil Spill Response in Snow and ce Conditions in the Arctic. , Emergency Prevention Preparedness and Response (EPPR). 184 (2015).
  7. Opstad, K., Guénette, C. Fire on the Sea Surface, Ignitability and Sustainability Under Various Environmental Conditions. Fire Safety Science. 6, 741-752 (2000).
  8. Fritt-Rasmussen, J., Brandvik, P. J., Villumsen, A., Stenby, E. H. 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. Cold Reg. Sci. Technol. 72, 1-6 (2012).
  9. Guénette, C. C., Thornborough, J. An Assessment Of Two Off-Shore Igniter Concepts. Proceedings of the Twentieth Arctic and Marine Oil Spill Program (AMOP) Technical Seminar . , Environment Canada 795-808 (1997).
  10. Brandvik, P. J., Fritt-Rasmussen, J., Daniloff, R., Leirvik, F., Resby, J. L. Establishing, testing and verification of a laboratory burning cell to measure ignitability for in situ burning of oil spills. Report No. 20, 26. 20, SINTEF Materials and Chemistry. Trondheim. (2010).
  11. Van Gelderen, L., Malmquist, L. M. V., Jomaas, G. Vaporization order and burning efficiency of crude oils during in situ burning on water. Fuel. 191, 528-537 (2017).
  12. Farmahini Farahani, H., Shi, X., Simeoni, A., Rangwala, A. S. A Study on Burning of Crude Oil in Ice Cavities. Proc. Combust. Inst. 35 (3), 2699-2706 (2015).
  13. Bullock, R. J., Aggarwal, S., Perkins, R. A., Schnabel, W. Scale-up considerations for surface collecting agent assisted in situ burn crude oil spill response experiments in the Arctic: Laboratory to field-scale investigations. J. Environ. Manage. 190, 266-273 (2017).
  14. Fingas, M. F., et al. The Newfoundland Offshore Burn Experiment - NOBE. In Situ Burning Oil Spill Workshop Proceedings, , NIST. 63-70 (1994).
  15. 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).
  16. 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).
  17. AMAP. Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic - Effects and Potential Effects. 2, AMAP. Oslo, Norway. 277 (2010).
  18. Buist, I. Window-of-Opportunity for In Situ Burning. Spill Sci. Technol. Bull. 8 (4), 341-346 (2003).
  19. Wu, N., Kolb, G., Torero, J. L. The Effect of Weathering on the Flammability of a Slick of Crude Oil on a Water Bed. Combust. Sci. Technol. 161 (1), 269-308 (2000).
  20. Ranellone, R. T., Tukaew, P., Shi, X., Rangwala, A. S. Ignitability of crude oil and its oil-in-water products at arctic temperature. Mar. Pollut. Bull. 115 (1), 261-265 (2017).
  21. 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).
  22. Van Gelderen, L., et al. Importance of the Slick Thickness for Effective In situ Burning of Crude Oil. Fire Saf. J. 78, 1-9 (2015).
  23. ISO 17554:2014(E) Reaction to fire tests – Mass loss measurement. , International Organization for Standardization. Geneva. 28 (2014).
  24. ISO/TR 9705-2:2001(E) Reaction-to-fire tests – Full-scale room tests for surface products – Part 2: Technical background and guidance . , International Organization for Standardization. Geneva. 39 (2001).
  25. Stiver, W., Mackay, D. Evaporation rate of spills of hydrocarbons and petroleum mixtures. Environ. Sci. Technol. 18 (11), 834-840 (1984).
  26. Buist, I., Potter, S., Zabilansky, L., Guarino, A., Mullin, J. Oil Spill Response: A Global Perspective. Davidson, W. F., Lee, K., Cogswell, A. , Springer. Netherlands. 41-62 (2008).
  27. Daling, P. S., Moldestad, M. Ø, Johansen, Ø, Lewis, A., Rødal, J. Norwegian Testing of Emulsion Properties at Sea--The Importance of Oil Type and Release Conditions. Spill Sci. Technol. Bull. 8 (2), 123-136 (2003).
  28. Arai, M., Saito, K., Altenkirch, R. A. A Study of Boilover in Liquid Pool Fires Supported on Water Part I: Effects of a Water Sublayer on Pool Fires. Combust. Sci. Technol. 71 (1-3), 25-40 (1990).
  29. Garo, J. P., Vantelon, J. P., Fernandez-Pello, A. C. Boilover Burning of Oil Spilled on Water. Symp. (Int.) Combust. 25 (1), 1481-1488 (1994).
  30. Evans, D. D., Mulholland, G. W., Gross, H., Baum, H., Saito, K. Burning, smoke production, and smoke dispersion from oil spill combustion. Proceedings of the Eleventh Arctic and Marine Oilspill Program (AMOP) Technical Seminar, , Environment Canada. 41-87 (1988).
  31. Guénette, C. C., Sveum, P., Buist, I., Aunaas, T., Godal, L. In situ burning of water-in-oil emulsions. , Marine Spill Response Corporation. Washington D.C. 139 (1994).
  32. Van Gelderen, L., Rojas Alva, U., Mindykowski, P., Jomaas, G. Thermal Properties and Burning Efficiencies of Crude Oils and Refined Fuel Oil. International Oil Spill Conference Proceedings. 2017 (1), 985-1005 (2017).
  33. Quintiere, J. G. Ch 7. Fundamentals of Fire Phenomena. , John Wiley & Sons, Ltd. 159-190 (2006).
  34. Janssens, M. L. Measuring rate of heat release by oxygen consumption. Fire Technol. 27 (3), 234-249 (1991).
  35. Brandvik, P. J., Faksness, L. G. Weathering processes in Arctic oil spills: Meso-scale experiments with different ice conditions. Cold Reg. Sci. Technol. 55 (1), 160-166 (2009).
  36. Wighus, R., Guènette, C. Fire on the sea surface - Experiments hazard assessment 1995. Report No. NBL A07129. , SINTEF. Trondheim. 40 (2007).
  37. Guénette, C. C., Sveum, P., Bech, C. M., Buist, I. A. Studies of In Situ Burning of Emulsions in Norway. International Oil Spill Conference Proceedings. (1), 115-122 (1995).

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