Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

الإجراء التجريبي للدراسات المختبرية لحرق في الموقع : القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام

Published: May 1, 2018 doi: 10.3791/57307

Summary

نقدم هنا، بروتوكولا للدراسة في نفس الوقت بالقابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام الطازجة وتعرضت للتجوية تحت ظروف تحاكي في الموقع حرق عمليات في البحر.

Abstract

ويقدم أسلوب جديد لدراسة متزامنة القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام الطازجة ونجا من خلال اثنين من الأجهزة المختبرية التجريبية. هذه التجارب قابلة للتكرار بسهولة مقارنة بتجارب على المستوى التشغيلي (تجمع القطر إيه تو m)، بينما لا تزال تتميز بواقعية تماما في الموقع حرق الظروف للنفط الخام في المياه. وتشمل الظروف التجريبية طبقة فرعية مياه المتدفقة يبرد البقعة النفطية وتدفق حرارة خارجية (تصل إلى 50 كيلو واط/م2) يحاكي أعلى ردود فعل الحرارة على سطح الوقود في حرائق تجمع النفط الخام حجم العمليات. تمكين هذه الظروف مختبرية التي تسيطر عليها دراسة كفاءة حرق النفط الخام تجمع الحرائق التي مماثلة لتجارب على المستوى التشغيلي. كما يوفر الطريقة البيانات الكمية عن الاحتياجات ليشعل الزيوت الخام من حيث تدفق الحرارة الحرجة، والوقت تأخير الاشتعال كدالة للتمويه الحادث الحرارة ودرجة الحرارة السطحية على الاشتعال والقصور الحراري. يمكن استخدام هذا النوع من البيانات لتحديد القوة المطلوبة والمدة من مصدر الإشعال إشعال نوع معين من النفط الخام الطازجة أو التعرية. تحديد الأسلوب الرئيسي هو أن تأثير تبريد المياه المتدفقة الطبقة الفرعية في حرق النفط الخام كما لم تحدد دالة لتدفق الحرارة الخارجية تماما. النتائج التجريبية تبين بوضوح أن تتدفق مياه الطبقة الفرعية تحسين مدى تمثيل هذا الإعداد ظروف الحرق في الموقع ، ولكن إلى أي مدى هذا التمثيل دقيق غير مؤكد حاليا. الأسلوب مع ذلك يتميز الأكثر واقعية في الموقع حرق الظروف المختبرية المتاحة حاليا للدراسة في نفس الوقت القابلية للاشتعال وحرق كفاءة نفط الخام في المياه.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

حرق النفط المسكوب في المياه في الموقع هو أسلوب استجابة انسكاب نفط البحرية إزالة النفط المسكوب من سطح الماء بالحرق وتحويله إلى منتجات الاحتراق الغازي والسناج. هذا الأسلوب استجابة طبق بنجاح خلال إكسون فالديز1 والانسكابات النفطية2 الأفق المياه العميقة، وهو مذكور بانتظام كأسلوب استجابة انسكاب نفط محتملة ل القطب الشمالي3،4،5 ،6. البارامترات الرئيسية التي تحدد سواء في الموقع حرق النفط ستكون ناجحة كأسلوب استجابة انسكاب هما القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط. المعلمة الأولى، القابلية للاشتعال، توضح مدى سهولة يمكن إشعالها وقود ويمكن أن يؤدي للهب المنتشرة على سطح الوقود يسفر عن حريق نمواً كاملا. المعلمة الثانية، حرق الكفاءة، وتعرب عن كمية النفط (في wt %) فعالية تمت إزالته من على سطح الماء بسبب الحريق. وهكذا أنها ذات صلة بفهم القابلية للاشتعال وكفاءة حرق المتوقعة من الزيوت الخام المختلفة تحت في الموقع حرق الظروف.

بقع اشتعال النفط في المياه في الموقع حرق أغراض يتم تناولها عادة كمشكلة عملية، مع المناقشات النوعية في الإشعال نظم5،7،،من89. النهج العملي للاشتعال من انسكاب النفط كمشكلة ثنائية، ووضع العلامات والزيوت "إيجنيتابل" أو "لا إيجنيتابل" (مثل براندفيك، بري-راسموسين, et al. 10) غير أن ذلك غير صحيح من وجهة نظر أساسية. ومن الناحية النظرية، يمكن أن أشعلت أي الوقود نظراً لمصدر إشعال مناسبة. ولذلك ذات الصلة لتحديد متطلبات الإشعال لمجموعة واسعة من أنواع مختلفة من النفط الخام فهم أفضل لخصائص النفط الخام التي سوف تسميته ك "لا إيجنيتابل". ولهذا الغرض، يمكن استخدام الأسلوب المتقدمة لدراسة وقت تأخير اشتعال النفط كدالة لتدفق الحرارة الحادثة، تدفق النفط والقصور الحراري، أي مدى صعوبة تسخين الزيت الحرارة الحرجة.

في دراسة سابقة، ونحن افترض أن المعلمة الرئيسي الذي يحكم كفاءة حرق هو ردود فعل الحرارة على سطح الوقود11، ودالة لقطر تجمع. يشرح النظرية التبعية حجم تجمع الظاهر من كفاءة حرق استناداً إلى الدراسات المختبرية للإبلاغ عن انخفاض حرق الكفاءة (32-80 ٪)8،12،13 ودراسات واسعة النطاق (تجمع القطر إيه تو m) الإبلاغ عالية حرق الكفاءة (90-99%)14،،من1516. الطريقة التي تناقش هذه الوثيقة صممت لاختبار النظرية المقترحة. بإخضاع التجارب المختبرية صغيرة الحجم لتدفق ثابت من حرارة خارجية، يمكن محاكاة ردود فعل الحرارة أعلى لحرائق بركة واسعة النطاق تحت الظروف المختبرية التي تسيطر عليها. على هذا النحو، يسمح الأسلوب المتقدمة دراسة كفاءة حرق فعلياً كدالة للقطر باختلاف تدفق الحرارة الخارجية.

وبالإضافة إلى التمويه حرارة خارجية لمحاكاة أكبر حجم في الموقع حرق العمليات، ميزة الأجهزة التجريبية التبريد من بقعة النفط بتدفق المياه الباردة، ومحاكاة تأثير التبريد البحار الحالية. أسلوب بحث علاوة على ذلك متوافقة مع الزيوت الخام الطازجة وتعرضت للتجوية على حد سواء. ويصف التجوية النفط الخام العملية الفيزيائية والكيميائية التي تؤثر على نفط الخام بمجرد أنه هو تسرب في المياه، مثل الخسائر في مكوناته متقلبة وخلط مع الماء على شكل مستحلبات المياه في النفط (مثل AMAP17). التبخر واستحلاب وهما عمليات التجوية الرئيسية التي تؤثر القابلية للاشتعال من الزيوت الخام18 والبروتوكولات لمحاكاة عمليات التجوية هذه ولذلك ترد في أسلوب بحث.

وهنا، نقدم أسلوب مختبر رواية التي تحدد القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام تحت ظروف تحاكي في الموقع حرق عمليات في البحر. الدراسات السابقة المتعلقة بالقابلية للاشتعال وكفاءة حرق الزيوت الخام ظهرت أساليب مختلفة وقابلة للمقارنة. ودرس القابلية لاشتعال الزيوت الخام الطازجة والتعرية كدالة للتمويه الحرارة الخارجية في المياه19 وتحت درجات حرارة القطب الشمالي20. حرق كفاءة الدراسات عادة ما تركز على أنواع مختلفة من جديد ونجا من الزيوت الخام والظروف البيئية في جدول ثابت (مثلاً بري راسموسين, et al. 8بيخ، سفيوم، وآخرون. 21)-هو دراسة أجريت مؤخرا على حرق الزيوت الخام الوارد من الرعاة الكيميائية، إلى معرفة المؤلفين، الأولى لدراسة كفاءة حرق للصغيرة، المتوسطة، وتجارب واسعة النطاق تحت ظروف مماثلة13. تجارب واسعة النطاق، ومع ذلك، لا تتوفر دراسات بارامتريه نظراً لكمية كبيرة من الوقت والموارد اللازمة لإجراء مثل هذه التجارب. والميزة الرئيسية لطريقة عرض على الدراسات المذكورة آنفا أنه يتيح في نفس الوقت دراسة كلا الاشتعال وحرق كفاءة نفط الخام تحت ظروف شبه واقعية. وكان الجمع بين دراسة هذين المعيارين للزيوت الخام كدالة لكل من أنواع مختلفة من النفط والقطر (محاكاة) تجمع من خلال تجارب قابلة للتكرار بسهولة سابقا غير مجد من الناحية العملية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

هذا البروتوكول يجعل استخدام اثنين من الأجهزة التجريبية المختلفة المستخدمة في الخطوات 4-8، كما هو موضح في الرسومات المصاحبة لها. الإعداد الأولى هو "النفط الخام" القابلية للاشتعال جهاز (الجمعية) (الشكل 1 و الشكل 4)، وهو 1.0 × 1.0 × 0.50 م حوض مياه معدنية3 مصممة للقيام بحرق صغيرة الحجم في الموقع من تجارب النفط الخام، كما هو مبين على سبيل المثال في Van جيلديرين، بروجارد، وآخرون. 22 الإعداد الثاني هو سخان مخروط23 مع مشعل شرارة أن ملامح حامل عينة مصنوعة خصيصا وهو محلل غاز أن التدابير س2،2من أول أكسيد الكربون، وتركيزات أول أكسيد الكربون في العادم القناة24 (الشكل 2 و الشكل 3). المواصفات الفنية لهذه الأجهزة موصوفة في مزيد من التفاصيل في "الوثيقة التكميلية"، التي تتضمن أيضا صوراً للأجهزة. ما لم يحدد خلاف ذلك، يتم قياس قياسات البيانات (مثل درجات الحرارة، وتدفقات الحرارة أو تركيزات غاز) رقمياً عن طريق مسجل معدد والبيانات. ويجري تشغيل مسجلات البيانات مع برنامج اقتناء بيانات رقمية. في البروتوكول، تشمل عبارة "بدء تشغيل مسجل بيانات" جميع الإجراءات وفقا لتعليمات البرنامج، كما هو منصوص عليه من الشركة المصنعة، التي تكون مطلوبة لبدء الحصول على البيانات.

1-العامة معالجة النفط الخام

  1. لكل النفط الجديدة التي سيتم دراستها، أخذ عينة 5 مل وقياس الكثافة واللزوجة عند 25 درجة مئوية في فيسكوميتير. تخزين باقي النفط في 5-10 درجة مئوية في زجاجة زجاج مغلقة حتى استخدامها مرة أخرى.
    تنبيه: النفط الخام الطازجة شديدة الاشتعال والنفط الخام والأبخرة لها تشكل معتدل لمخاطر صحية عالية. علاوة على ذلك الصعب نظيفة من الجلد أو العينين مع المواد الكيميائية غير خطرة مثل الصابون. ارتداء قفازات ونظارات السلامة عند التعامل مع النفط الخام، والعمل في منطقة جيدة التهوية.
  2. في بداية كل جلسة الاختبار، أن الزيوت الخام التي سيتم اختبارها من التخزين المبردة (5-10 درجة مئوية). اهتز كل حاوية الزيت باليد لمدة 1-2 دقيقة والسماح لهم بحرارة تصل إلى درجة حرارة الغرفة قبل إجراء التجارب. العودة الزيوت الخام إلى مخزن تبريد بين دورات الاختبار.
  3. تنظيف السطوح أي بطريق الخطأ ملوثة بالنفط الخام باستخدام المذيبات المتطايرة غير قطبية (e.g.,n-هيبتان).

2-التبخر التجوية من النفط الخام قبل محتدما الهواء المضغوط عن طريق النفط

ملاحظة: هذه الخطوة على أساس ستيفر وماكاي25 وبايست، بوتر، وآخرون. 26

  1. حفر عدد من الثقوب (مثلاً، ستة يبلغ قطرها 5 ملم (د)) موزعة بالتساوي في غطاء وعاء من البلاستيك 5-10 لتر وحفر حفرة واحدة (مثلاً،د = 8-10 مم) في أحد الجانبين من حاوية القرب من حافته العليا.
  2. جعل الدائري (تقريبا د = 20 سم) مع المرفق فتح اتصال خارج الأنابيب البلاستيكية قطر داخلي (الهوية) من 4-6 مم وحفر عدد من الثقوب (مثلاً، ستة مع د = 1 مم) موزعة بالتساوي على طول جانب واحد من يا الدائري.
    ملاحظة: محاولة لإزاحة الموقع الرأسي من الثقوب في الغطاء من الثقوب في الدائري للتقليل من كمية النفط الخام التي تخرج من الحاوية.
  3. قم بتوصيل يا الدائري أنبوب بلاستيك (مثلاً، تحديد الهوية من 4-8 مم) يمر من خلال الثقب في الجانب حاوية بلاستيكية. وسيربط هذا الأنبوب بنظام هواء مضغوط مع صمام تنظيم ومقياس ضغط.
  4. وزن الغطاء والحاويات البلاستيكية مع الدائري البلاستيك بشكل منفصل وسجل وزنهم.
  5. وزن 2-4 لتر نفط الخام (استناداً إلى كثافته) في الحاوية وتسجيل الوزن.
  6. ضع الحاوية تحت غطاء دخان والاتصال الدائري بنظام الهواء المضغوط. فقاعة الهواء عن طريق النفط في ضغط التي أعلى قدر ممكن (مثلاً 200 كيلو باسكال) دون تهب النفط من خلال الثقوب في غطاء الحاوية.
  7. وزن الزيت في بداية ونهاية كل يوم عمل لرصد عندما يتم تحقيق الدولة المنشودة التجوية التبخر (في wt % المفقودة) (مثلاً، 20% بالوزن فقدت مقارنة بالوزن الأولى). وهذا يمكن أن تتخذ من يوم واحد لأكثر من أسبوع من السطح المستمر، تبعاً لضغط الهواء ونوع الزيت. يتم استخدام كل قياس الوزن المتوسط لإنشاء منحنى تبخر كدالة للزمن، والتي تساعد بالتنبؤ بالوقت التبخر اللازمة للوصول إلى الدولة المنشودة التجوية التبخر.
    ملاحظة: بعد اليوم الأول، النفط الخام يمكن عادة أن تترك في غطاء الدخان لعدة أيام (مثلاً عطلة نهاية الأسبوع) دون فقدان أي كمية كبيرة من الكتلة عند إغلاق الهواء المضغوط.
  8. بمجرد الانتهاء من تبخر النفط الخام، أخذ عينة 5 مل من الزيت وقياس الكثافة واللزوجة عند 25 درجة مئوية في فيسكوميتير. تخزين باقي النفط في 5-10 درجة مئوية في زجاجة زجاج مغلقة لاستخدامها مرة أخرى. تنظيف الحاوية والغطاء، والدائري بالمذيبات غير قطبية متقلبة لإزالة أي بقايا النفط الخام.

3-استحلاب نفط الخام باستخدام روتاري الهز الجدول

ملاحظة: تم تعديل هذا الجزء من البروتوكول من Daling، م.، وآخرون. 27

  1. إضافة إجمالي 900 مل من النفط الخام والمياه العذبة أو الملح المخلوط بزجاجة 1 لتر، وزجاج مع كمية المياه مطابقة % المجلد المرغوب في المستحلب. على سبيل المثال، يتكون مستحلب مع المجلد 40% الماء المحتوى من 540 مل من النفط الخام و 360 مل من الماء. ينصح باستخدام النفط الخام المتبخرة، بدلاً من النفط الخام الطازجة، لتقديم صورة أكثر دقة التجوية عمليات النفط المسكوب في المياه المفتوحة وإنشاء مستحلبات أكثر استقرارا.
    ملاحظة: من المهم أن الزجاجة لم يتم تماما ملء حيث أنه تتوفر مساحة حرة لخلط المضطربة من النفط والماء.
  2. قوة هزة الخليط الماء-زيت باليد لمدة 1-2 دقيقة. ثم مكان الزجاجة الزجاج على طاولة تهتز روتاري ويقلب الخليط الماء-النفط 175 لفة في الدقيقة ح 20 في درجة حرارة الغرفة.
    ملاحظة: من أجل منع حدوث مشكلات مع فصل طبقة المياه عن المستحلب، إجراء التجارب مع المستحلب في نفس يوم عند اكتمال فترة اهتزاز ح 20.
  3. يأخذ عينة 5 مل من المستحلب بعد 20 ح تهز الفترة وقياس الكثافة واللزوجة عند 25 درجة مئوية في فيسكوميتير.
  4. إذا كان شكل مستحلب غير مستقرة (انظر أدناه)، المستحلب مرة أخرى على نادي الروتاري تهز الجدول واهتز باستمرار المستحلب 175 لفة في الدقيقة بين التجارب. في بداية كل تجربة، يدوياً إيقاف الدوارة تهز الجدول وتأخذ المبلغ المطلوب من مستحلب (الخطوة 7.5)، وثم إعادته إلى منظمة الروتاري تهز الجدول. بعد جميع التجارب التي أجريت مع المستحلب، وقف الدوارة تهز الجدول وتخزين شكل مستحلب في تبريد (5-10 درجة مئوية) التخزين.
  5. في حالة مستقرة شكل مستحلب، إزالة المستحلب من الطاولة تهز الروتاري والسماح لها بقية في درجة حرارة الغرفة. اهتز مستحلب بشدة لمدة 1-2 دقيقة باليد قبل أخذ الكمية المطلوبة من النفط لكل تجربة. بعد جميع التجارب التي أجريت مع المستحلب، احفظه في تبريد (5-10 درجة مئوية) التخزين.
    ملاحظة: لغرض هذا البروتوكول، يتم تعريف المستحلبات غير مستقرة المستحلبات التي تشكل طبقة مياه مرئية بوضوح مع عدة ساعات، أي قبل نهاية يوم عمل نموذجي.

4-الإشارة في الموقع حرق تجارب في الجمعية (الشكل 1) لمعايرة مياه التبريد في الإعداد مخروط

  1. وضع اسطوانة زجاج Pyrex ارتفاع 5 سم ومعرف 16.3 سم (القطر الخارجي 16.9 سم) على الوقوف، مع ارتفاع مجتمعة من 35-45 سم، في وسط الجمعية. لا يهم الشكل حامل طالما أنها تسمح لتدفق الحر للمياه تحت منطقة مشمولة باسطوانة زجاجية Pyrex. ملء الجمعية مع المياه العذبة (340-440 لتر) حيث أن مستوى المياه 1 سم تحت حافة الاسطوانة الزجاجية Pyrex.
  2. ضع مروحة في أحد الجانبين من الجمعية مباشرة تواجه الاسطوانة الزجاج Pyrex. قم بتشغيل المروحة وضبط الارتفاع العمودي وتدفق حيث تكون الأمواج بالكاد يمكن ملاحظتها في الماء داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex. سجل الارتفاع العمودي وموقف التدفق (مثلاً، 1,000 لتر في الساعة) وإيقاف تشغيل المروحة قبل المتابعة في البروتوكول.
    ملاحظة: يتم استخدام المروحة لخلق تيار في هيئة المياه أن فعالية يبرد طبقة المياه أدناه حرق النفط الخام بغية منع28،ظاهرة بويلوفير29. لن يتسبب تدفق مجموعة في البداية والارتفاع الرأسي للمروحة التبريد كافية من مياه الطبقة الفرعية، وبويلوفير ثم لا يزال يحدث.
    تنبيه: بويلوفير هي دولة حرق متفجرة مع ارتفاع اللهب زيادة كبيرة، ومعدل الحرق، ومعدل إطلاق الحرارة خلال النفط التي يتم يتم قذف قطرات من النار29،،من3031. التأكد من أن أي معدات الضعيفة المحمية (مثلاً، مع رقائق الألومنيوم) والاحتفاظ بالموظفين والمعدات على مسافة مناسبة من الحريق.
  3. وزن كمية من النفط الخام أي ما يعادل 5 مم سميكة بقعة الزيت في الاسطوانة الزجاج Pyrex (أي، على أساس الكثافة وحجم مل 104) في طبق ألمنيوم.
  4. من أجل النفط الخام في الماء داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex. احرص على عدم تسرب النفط خارج الجزء السفلي من الاسطوانة بصب الزيت سريع جداً. وزن الطبق الألمنيوم مرة أخرى وتسجيل الوزن الفعلي من النفط الخام تدفقت داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex.
  5. ببطء إضافة المياه إلى الجمعية حتى سطح البقعة النفطية 1-2 مم أسفل حافة الاسطوانة الزجاجية Pyrex. هذا الاختلاف في الارتفاع من المهم منع النفط من تفيض عند الإشعال.
  6. قم بتشغيل هود العادم والمروحة. ثم إشعال النفط الخام استخدام شعلة يد غاز بوتان وقياس الوقت حرق من الإشعال لحظة بلحظة الانقراض مع ساعة توقيت.
  7. بعد أن يتم إخماد الحريق بطبيعة الحال، جمع النفط المتبقية على سطح الماء (المعروفة باسم مخلفات الحرق) باستخدام منصات امتصاص الماء بوزن معروف. التخلص من أي المياه التي تم جمعها قبل وزنها منصات لتحديد الوزن المتبقي. ثم يتم حساب كفاءة حرق استخدام مكافئ. (1)، ويحسب معدل الحرق بقسمة الفرق بين الكتلة الأولى وبقايا الكتلة بحرق الوقت (بالثواني).
    Equation 1(1)
  8. في الحالات التي ينجم فيها الحريق في بويلوفير، كرر الخطوة البروتوكول 4 باستنزاف المياه من الجمعية حتى سطح الماء مرة أخرى من سنتيمتر واحد تحت حافة الاسطوانة الزجاجية Pyrex. تنظيف حواف الاسطوانة الزجاج Pyrex بالمذيبات المتطايرة، غير القطبية. ثم تقليل المسافة العمودية بين المروحة واسطوانة الزجاج Pyrex و/أو زيادة تدفق موقف المروحة وكرر الخطوات 4، 3 إلى 4، 8 من البروتوكول.
  9. في حالة الحريق لا تنتهي مع بويلوفير، استخدام كفاءة حرق المحسوبة ومعدل الحرق في الخطوة 4، 7 لمعايرة مياه التبريد في الإعداد مخروط.

5-معايرة من مياه التبريد للإعداد مخروط (الشكل 2 و الشكل 3).

  1. ثقب أنبوب بلاستيكي مرن (4 ملم معرف) في سنتيمتر واحد من به تنتهي مع الحرارية نوع K 1 مم سميكة حتى أن يعلق حبة الحرارية بحرية داخل الأنبوب. إصلاح الحرارية ذات الشريط تترافلوروايثيلين (PTFE) والألومنيوم الشريط لضمان أن لا يتم نقل الحرارية وأن لا تسرب الماء من ثقب. الاتصال الحرارية مسجل بيانات.
    1. كرر الخطوة 5، 1 لأنبوب مع محول أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ، وإدراج الحرارية مباشرة أسفل المحول أنبوب.
  2. وإصلاح أنبوب بلاستيكي الأولى مع نهايتها مع الحرارية قدر إلى الجزء السفلي من خزان تبريد قدر الإمكان. قم بتوصيل الطرف الآخر من الأنبوب إلى مدخل مضخة تمعجية مع بسرعة تدفق قابل لتعديل.
  3. توصيل أنبوب بلاستيك جديد لمخرج مضخة تمعجية ووصل النهاية الأخرى لهذا الأنبوب البلاستيك إلى محول أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ. قم بتوصيل محول الأنبوبة إلى صمام المختومة الخوار وتوصيل صمام المختومة الخوار صاحب العينة مخروط. التأكد من أن الاتصالات لا تسرب المياه باستخدام الشريط السليكوون بين الاتصالات عند الضرورة.
  4. قم بتوصيل الجانب الآخر لصاحب العينة المخروط صمام مختومة الكير، ثم متصلة بمحول أنبوب أنبوب مع الحرارية أدناه المحول. وضع الطرف الآخر من هذا الأنبوب والثابتة في الجزء العلوي من خزان تبريد، حيث أن المياه الفائضة ترجع إلى خزان تبريد.
    ملاحظة: تأكد من الأنبوب مدخل ومخرج الأنبوب المسافة المكانية الكافية في الخزان حيث أن الماء الساخن هو عدم تعميم مباشرة، ولكن يحصل على بارد الخزان قبل تعميم.
  5. مكان صاحب العينة مع أنابيب متصلة تحت سخان مخروط. ضبط ارتفاع حامل حيث تكون الحافة الخارجية 23 ملم من الجزء السفلي من سخان مخروط. تأكد من أن الأنابيب ذات طول كاف حتى أنه يمكن بسهولة وضع صاحب العينة تحت سخان مخروط مجرد صاحب العينة تحتوي على النفط الخام.
  6. ملء خزان التبريد بالماء ديمينيراليزيد وتبريد الماء إلى درجة حرارة مختارة (مثلاً،12 درجة مئوية). فتح الصمامات المختومة الخوار وبدء تدفق المياه من خلال صاحب العينة في تدفق المختار (مثلاً، 7 لتر في الساعة). اهتز لحاملها بإزالة أي الهواء المتبقي من الحامل حيث أن الحامل يحصل تماما مليئة بالمياه.
  7. بدء تشغيل مسجل بيانات ورصد درجة حرارة الماء في-والفائضة بشكل مستمر. توقف المضخة مرة واحدة وقد استقرت درجة حرارة المياه الفائضة (وهذا عادة بضع درجات فوق درجة حرارة الخزان تعيين)، إغلاق الصمامات المختومة الخوار، وتشغيل هود العادم.
  8. مكان صاحب العينة على مقياس تحميل والفارغة في الجدول. إضافة كمية من النفط لصاحب العينة التي تناظر بقعة سمك 10 ملم (أي، على أساس الكثافة وحجم مل 95). ثم فتح الصمامات المختومة الخوار وبدء تشغيل المضخة مرة أخرى.
  9. مكان صاحب العينة بعناية تحت سخان مخروط وإشعال النفط مع شعلة من ناحية غاز بوتان. قياس الوقت حرق من الإشعال لحظة بلحظة الانقراض مع ساعة توقيت.
    تنبيه: عند حرق الزيوت التي تحتوي على المياه، أما طبيعيا أو بسبب استحلاب، بويلوفير قد تحدث أثناء حرق (انظر أيضا الخطوة 4).
  10. بعد أن تم إطفاء الحريق، تتوقف المضخة وإغلاق الصمامات، وقطع الأنابيب ومكان صاحب العينة على نطاق تريد. تسجيل وزن الحامل بما في ذلك حرق المخلفات.
  11. تنظيف أي بقايا النفط المحترقة من حامل بالمذيبات غير قطبية متقلبة. وزن حامل تنظيفها مرة أخرى لتحديد وزن المخلفات. ثم حساب كفاءة حرق وحرق الوقت كما هو موضح في الخطوة 4، 7.
  12. في حالة كفاءة حرق وحرق معدل تطابق النتائج من الخطوة 4 من البروتوكول، بدرجة حرارة المياه وتدفق الآن محسوب ويمكن استخدامها في الخطوة التالية البروتوكول. في حالة حرق الكفاءة ومعدل الحرق لا تتطابق مع النتائج من الخطوة 4 من البروتوكول، اختر درجة حرارة الخزان الجديد و/أو تدفق جديدة تبعاً لذلك. إعادة توصيل أنابيب لصاحب العينة وفتح الصمامات، وبدء تشغيل المضخة، يهز لحاملها بإزالة أي الهواء وثم كرر الخطوات 5، 7-5، 12.
    ملاحظة: أنه قد يتعذر لمطابقة كل من كفاءة حرق ومعدل الحرق. غرض البروتوكول وصف، وكفاءة حرق أكثر أهمية وينبغي أن يقترن بأقصى قدر ممكن من الدقة. عند اختبار الزيوت متعددة، بدرجة حرارة المياه وتدفق يمكن معايرة أما النفط واحد، أو لكل زيت على حدة. أثناء معايرة درجة حرارة المياه وتدفق للنفط كل على حدة قد محاكاة النفط حرق في المياه أكثر دقة، يمكن أن تكون نتائج وقت تأخير الإشعال من الزيوت المختلفة (الخطوة 6) أكثر سهولة مقارنة عند استخدام ثابت درجة حرارة المياه وتدفق لكل التجربة.

6-معايرة سخان مخروط (الشكل 2-3).

  1. معايرة العلاقة بين درجة حرارة سخان مخروط واستخدام إخراج الحرارة التمويه قياس تدفق المياه المبردة حرارة بأقصى قدرة 100 كيلو وات/م2.
    1. مضخة ماء في دلو وملء الدلو بماء الصنبور البارد حيث أن المضخة هي مغمورة تماما.
    2. قم بتوصيل مضخة ماء لقياس تدفق الحرارة مع أنبوب بلاستيكي. توصيل أنبوب بلاستيك ثاني لقياس تدفق الحرارة وإصلاح الطرف الآخر من الأنبوب داخل الدلو، قليلاً فوق سطح المياه، حيث أن المياه المتدفقة من الأنبوب يمكن ملاحظتها بسهولة. قم بتشغيل المضخة، وضمان أن يتدفق تدفق مستمر للمياه عن طريق قياس تدفق الحرارة.
    3. قم بتشغيل هود العادم وتسخين المخروط إلى 200 درجة مئوية. وضع مقياس الحرارة التمويه (تواجه صعودا) 25 مم أدناه مركز المخروط والاتصال في قياس تدفق الحرارة إلى مسجل بيانات. بدء تشغيل مسجل بيانات وفتح الستائر، وقياس تدفق الحرارة لمدة 5-10 دقائق حتى يتم الحصول على تدفق حرارة مستقرة القراءة، ثم التوقف عن الحصول على البيانات وإغلاق مصاريع.
    4. كرر الخطوة 6.1.3 في درجات حرارة مخروط من 300، 400، 500، 600، 700، 720، 740، 760، 780 و 800 درجة مئوية.
  2. تحديد درجات الحرارة مخروط تتوافق مع تدفقات الحرارة من 3-50 كيلو واط/م2 باستخدام نقاط البيانات المقاسة وافتراض وجود علاقة خطية بين نقاط البيانات.

7-القابلية للاشتعال تجارب من النفط الخام في إعداد مخروط (الشكل 2-3)

  1. في بداية كل جلسة الاختبار، مدى الاختيار مع تدفق الحرارة درجة الحرارة مخروط المقابلة لتدفق حرارة من 10 كيلو واط/م2 لا يزال يعطي القراءة الصحيحة (دقة ± 5%). إذا كان الأمر كذلك، المضي قدما في البروتوكول. إذا لم يكن كذلك، كرر الخطوة 6 قبل المتابعة.
  2. في بداية كل اختبار الدورة ودورة على غطاء العادم وقم بتشغيل محلل الغاز ومعايرة محلل الغاز وفقا للمواصفات التي توفرها الشركة المصنعة لها.
  3. ضمان أنه عندما يتم وضع صاحب العينة تحت المخروط، هناك مسافة 23 ملم بين الجزء السفلي من المخروط والحافة الخارجية للحامل.
  4. تسخين المخروط لدرجة حرارة المقابلة لتدفق حرارة من 5 كيلو واط/م2.
    1. بارد وفي الوقت نفسه، خزان المياه إلى درجة الحرارة الموجودة في الخطوة 5 وتوصيل أنابيب المياه لصاحب العينة، فتح الصمامات، وبدء تشغيل المضخة في تدفق الموجودة في الخطوة 5. هز صاحب العينة لإزالة أي الهواء محاصرين داخل الحامل. بدء تشغيل مسجل بيانات ورصد درجة حرارة الماء حتى استقرت درجة حرارة المياه الفائضة.
    2. وبمجرد استقرار المخروط وصاحب العينة درجات تعيين كل منها، تتوقف المضخة وإغلاق الصمامات لصاحب العينة، وقطع الأنابيب الصمامات.
  5. مكان صاحب العينة على مقياس تحميل والفارغة في الجدول. إضافة كمية من النفط في درجة حرارة الغرفة لصاحب العينة التي تناظر بقعة سمك 10 ملم (أي، على أساس الكثافة وحجم مل 95). ثم إعادة توصيل الأنابيب وفتح الصمامات المختومة الخوار، وبدء تشغيل المضخة مرة أخرى.
  6. بدء تشغيل مسجل بيانات لمحلل الغاز لقياس س2وأول أكسيد الكربون2وتركيزات أول أكسيد الكربون في غازات الاحتراق ودرجة حرارة الماء في وخارج فلووينج.
  7. مكان صاحب العينة تحت المخروط وجاهزة توفر اثنين بعناية. حرك مشعل شرارة في موقف العينة. ثم فتح مصاريع وبدء تشغيل ساعة الإيقاف الأولى.
  8. عند اشتعال النفط، في وقت واحد وقف ساعة الإيقاف الأولى وتبدأ ساعة توقيت الثانية. ثم حرك مشعل شرارة العودة إلى موقفها محايد بعيداً عن حرق العينة.
    1. إذا كان النفط لا تشتعل داخل 10 دقيقة، ووقف ساعة الإيقاف الأول ونقل مشعل شرارة العودة إلى موقفها محايد. ثم يشعل الزيت باستخدام شعلة يد غاز بوتان وتبدأ ساعة توقيت الثانية.
      تنبيه: عند حرق الزيوت التي تحتوي على المياه، أما طبيعيا أو بسبب استحلاب، بويلوفير قد تحدث أثناء حرق (الخطوة 4).
  9. بعد أن تم إخماد الحريق، وقف ساعة توقيت الثانية وإغلاق مصاريع ووقف الحصول على البيانات من محلل الغاز والتبريد درجة حرارة المياه. ثم توقف المضخة وإغلاق الصمامات، وقطع الأنابيب ومكان صاحب العينة على نطاق تريد. تسجيل وزن الحامل بما في ذلك حرق المخلفات.
  10. تنظيف الحامل من أي بقايا النفط المحترقة بالمذيبات غير قطبية متقلبة. وزن حامل تنظيفها مرة أخرى لتحديد وزن المخلفات. ثم حساب كفاءة حرق وحرق الوقت كما هو موضح في الخطوة 4، 7.
  11. بالنسبة لكل النفط التي تختبر، كرر الخطوات 7.4-7.10 لتدفقات الحرارة من 10، 20، 30 و 40 و 50 كيلو واط/م2. قم بإزالة أي السناج المودعة في فائف سخان مخروط بعد كل تجربة.
    1. من أجل إقامة الحد الأدنى المطلوب من تدفق الحرارة اللازمة للاشتعال المسيرة، أي تدفق الحرارة الحرجة، قد يكون ضروريا لاختبار تدفقات الحرارة الإضافية. كرر الخطوات من 7.10 7.4 لتدفقات الحرارة خفضت بزيادات 1 كيلو واط/م2 من التمويه الحرارة أدنى في الإشعال المسيرة التي حدثت حتى يتم اختبار تدفق حرارة التي لا تحترم الإشعال المسيرة خلال 10 دقائق. ثم تم العثور على تدفق الحرارة الحرجة داخل نطاق العلوي2 كيلو واط/م 1 من هذا التمويه الحرارة.
      تنبيه: الزيوت الخام متقلبة للغاية يمكن أن تشتعل تلقائياً عندما تدفق الحرارة يتعرضون إلى مرتفع جداً (إيه فور زيرو كيلو واط/م2)، حتى عندما يتم إغلاق مصاريع سخان مخروط.

8-سطح الحرارة بناء على تجارب الإشعال من النفط الخام في إعداد الجمعية (الشكل 4).

  1. وضع اسطوانة زجاج Pyrex عالية 5 سم مع معرف 16.3 سم (نقلت من 16.9 سم) على الوقوف، مع ارتفاع مجتمعة من 35-45 سم، في مركز الجمعية (الشكل 1). ضع اثنين سخانات (IR) الأشعة تحت الحمراء التي شنت على المواطئ الفولاذ المقاوم للصدأ قابل للتعديل على طرفي نقيض هما اسطوانة زجاجية Pyrex على مسافة أفقية على الأقل 5 سم من الحافة الخارجية للأسطوانة.
    ملاحظة: مواصفات دقيقة وأبعاد سخانات الأشعة تحت الحمراء لا صلة لها طالما أنها يمكن أن توفر تدفق حرارة عالية بما فيه الكفاية على سطح النفط إشعال الزيوت الخام، التي تتطلب عادة 5-20 كيلو واط/م2 للاشتعال. وينصح قوة الحد أدنى من 1 كيلو واط والحد الأدنى سخان عرض 17 سم. وعلاوة على ذلك لا أي أنظمة التبريد سخانات الأشعة تحت الحمراء، مثل الهواء والمراوح، ينبغي أن تتفاعل مع بقعة النفط أثناء التجربة.
  2. وينصح لقياس درجة الحرارة السطحية عند الإشعال النفط الخام، حادث تدفق الحرارة من 2-5 كيلو واط/م2 أعلى من أن تدفق الحرارة الحرجة (الخطوة 7.11.1).
    1. إعداد مقياس الجريان حرارة 100 كيلو واط/م2 وفقا للخطوات 6.1.1-6.1.2 والاتصال في قياس تدفق الحرارة مسجل بيانات. مكان قياس تدفق الحرارة في وسط الاسطوانة الزجاج Pyrex، تواجه صعودا، على ارتفاع يتراوح من 1-2 مم أسفل الحافة العليا للأسطوانة. المنطقة الأفقية في هذا الارتفاع داخل Pyrex اسطوانة الزجاج من هنا يشار إلى "أن الطائرة الأفقي". يتوافق مع هذه الطائرة الأفقي إلى السطح من بقعة نفطية داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex.
      ملاحظة: تأكد من أن قياس تدفق الحرارة يمكن نقل بحرية في الطائرة الأفقي حيث أنه يمكن قياس تدفق الحرارة الحادثة في أماكن مختلفة من الطائرة الأفقي. Pyrex الزجاج اسطوانة فقط المهام كمساعدات البصرية بشكل صحيح وضع تدفق الحرارة قياس الطائرة الأفقي، حتى إذا لزم الأمر، يمكن إزالة الاسطوانة Pyrex خلال الخطوة 8.2.
    2. بدء تشغيل مسجل بيانات وتشغيل سخانات الأشعة تحت الحمراء، ورصد تدفق الحرارة الحادثة في وسط الطائرة الأفقي. ضبط تدفق الحرارة حادث للطائرة الأفقي بضبط المكان المكانية سخانات الأشعة تحت الحمراء (الطول والزاوية والمسافة الأفقية من الطائرة الأفقية) ونسبتهم المئوية إخراج الطاقة حتى يتم الحصول على تدفق الحرارة الحادثة المرجوة.
    3. قياس تدفق الحرارة الحادثة في الحواف الخارجية للطائرة الأفقي. في جميع المواقع، وينبغي أن يكون تدفق الحرارة الحادثة 2-5 كيلو واط/م2 أعلى من تدفق النفط الذي سيتم اختبار الحرارة الحرجة. ضبط موقع وطاقة الإنتاج النسبة المئوية لسخانات الأشعة تحت الحمراء وفقا للخطوة السابقة، إذا لزم الأمر.
    4. بعد كل تعديل لإخراج الموقع والطاقة سخانات الأشعة تحت الحمراء، لقياس تدفق الحرارة حادث للطائرة الأفقية في مركزها والحواف الخارجية.
    5. كرر الخطوات 8.2.2-8.2.5 حتى يتم التمويه قياس الحرارة الحادثة في جميع أنحاء الطائرة الأفقي 2-5 كيلو واط/م2 أعلى من الحرارة الحرجة تدفق النفط المحدد. ثم إيقاف سخانات الأشعة تحت الحمراء وإزالة قياس تدفق الحرارة. وضع اسطوانة الزجاج Pyrex مرة أخرى على موقفها، إذا لزم الأمر.
  3. ملء الجمعية مع المياه العذبة (340-440 لتر) حيث يكون منسوب المياه سنتيمتر واحد تحت الحافة الاسطوانة الزجاجية Pyrex. ضع مروحة على أحد الجانبين من الجمعية مباشرة تواجه الاسطوانة الزجاج Pyrex في ذروة الموجود في الخطوة 4.
  4. وضع وتحديد مجموعة من ثلاثة 1 مم سميكة نوع K المزدوجات الحرارية في 1-2 مم أسفل حافة الاسطوانة الزجاجية Pyrex. ترتيب المزدوجات الحرارية حيث أنها تقيس طول نصف قطر الاسطوانة، مع مسافة حوالي 1-2 سم بين كل الحرارية. قم بتوصيل المزدوجات الحرارية مسجل بيانات.
  5. نعلق مشعل شرارة مع المشبك معدني إلى قضيب معدني على الوقوف معدنية التي تقف في الجمعية. مكان الوقوف بحيث يمكن بسهولة نقل أنبوب من موقف محايد إلى موضع 2-3 سم فوق المنطقة الوسطى من اسطوانة الزجاج Pyrex والعودة إلى موقفها محايد مرة أخرى.
  6. وزن كمية من النفط الخام أي ما يعادل 5 مم سميكة بقعة الزيت في الاسطوانة الزجاج Pyrex (أي، على أساس الكثافة وحجم مل 104) في طبق ألمنيوم.
  7. من أجل النفط الخام في الماء داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex. احرص على عدم تسرب النفط خارج الجزء السفلي من الاسطوانة بصب الزيت سريع جداً. وزن الطبق الألمنيوم مرة أخرى وتسجيل الوزن الفعلي من النفط الخام تدفقت داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex.
  8. ببطء إضافة المياه إلى الجمعية حتى سطح النفط فقط يأتي في اتصال مع ثلاثة المزدوجات الحرارية. حرك مشعل شرارة إلى موضعه فوق النفط.
  9. بدء تشغيل مسجل بيانات وساعة توقيت تزامن حيث يطابق كل ثانية عدد مسح محددة. قم بتشغيل هود العادم، والمروحة، ومشعل شرارة. قم بتشغيل سخانات الأشعة تحت الحمراء وإنتاج الطاقة إلى النسبة المئوية الموجودة في الخطوة 8، 2.
  10. عند اشتعال النفط، إيقاف المسجل ساعة توقيت والبيانات وإيقاف مشعل شرارة، ونقله إلى موقفها محايد وإيقاف سخانات الأشعة تحت الحمراء والمروحة. ثم إطفاء الحريق بعناية وضع غطاء غير قابلة للاحتراق فوق الاسطوانة الزجاج Pyrex. إطفاء الحريق قد تتطلب المزدوجات الحرارية نقل أول بعيداً.
  11. جمع والتخلص من النفط الخام مع منصات امتصاص الماء. استنزاف المياه من الجمعية حتى يصل مستوى المياه منخفضة بما يكفي لقياس تدفق الحرارة حادث للطائرة الأفقي مرة أخرى مع مقياس حرارة التمويه. تنظيف الاسطوانة الزجاج Pyrex مع المذيبات غير قطبية متقلبة.
  12. الأرض درجة حرارة المزدوجات الحرارية الثلاثة كدالة لعدد المسح الضوئي. استناداً إلى الوقت على ساعة الإيقاف، وعدد فحص المقابلة، والرسم البياني المرسومة، تحديد درجة الحرارة السطحية على اشتعال النفط الخام المختبرة.
  13. بالنسبة لكل النفط الإضافية التي سيتم اختبارها، كرر الخطوات 8.2-8.12.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ويبين الشكل 5 منحنى التبخر من النفط الخام الخفيف الذي قد تبخرت على مدى عدة أيام إلى خسارة 30% بالوزن باستخدام الطريقة الموضحة في الخطوة 2. الرقم الذي يبين بوضوح أن بعد اليوم الأول (ح 19) من التجوية التبخر، معدل التبخر ينخفض إلى حد كبير، مما يسمح لإيقاف مؤقت كما ورد في البروتوكول.

يظهر وقت تأخير الاشتعال كدالة لتدفق الحرارة الحادثة من سخان مخروط (الخطوة 7، الشكل 2-3) جران الطازجة (نفط الخام ثقيل) الشكل 6 وتبخرت جران مع الخسائر 7 wt %. النتائج التي تعطي مثالاً لأوقات تأخير الاشتعال زيادة تبخر الزيوت الخام. وبالإضافة إلى ذلك، يزيد تدفق الحرارة الحرجة، ممثلة بالمقاربة العمودية، أيضا كدالة للخسائر التبخر. وعموما، هذه النتائج تعطي انطباعا مدة القوة والتعرض لمصدر إشعال يحتاج إلى من أجل إشعال هذه الأنواع المختلفة من الزيوت الخام. يمكن الاطلاع على النتائج الإضافية التي تم الحصول عليها مع البروتوكول الموضحة هنا في Van جيلديرين، وألفا روخاس، وآخرون. 32

عرض أكثر نموذجية من الوقت تأخير الاشتعال كدالة لتدفق الحرارة الحادثة هو الموضح في الشكل 7. بقع الزيت الخام عادة ما تتصرف كمواد سميكة حرارياً والوقت تأخير الإشعال (تيig) ثم يمكن أن توصف بمكافئ. (2)19،32.

Equation 2(2)

هنا، هو ك الموصلية الحرارية، ρ الكثافة، ج معامل الحرارة النوعية، تيig درجة الحرارة السطحية على الاشتعال، تي درجة الحرارة المحيطة (يفترض أن تكون 20 درجة مئوية)، أبسوربتيفيتي، و Equation 3 تدفق الحرارة الحادثة. إعادة كتابة هذه المعادلة يعطي الوقت تأخير الاشتعال كدالة خطية لتدفق الحرارة الحادثة (مكافئ. 3).

Equation 4(3)

بالتآمر في الوقت تأخير الإشعال في شكل 1/Equation 5 كدالة لتدفق الحرارة الحادثة، البيانات ينبغي إظهار خط اتجاه خطي، وعلى هذا النحو تسمح لتقييم صحة البيانات. وعلاوة على ذلك، على منحدرات خطوط الاتجاه للزيوت الخام المختلفة تعطي مؤشرا للقصور الحراري النسبية (kρc) نظراً لانخفاض المنحدر، ازدادت صعوبة هو لتسخين (وهكذا إشعال) من نفط الخام.

النتائج الخاصة بتبخر جران (الشكل 7) تعطي مثالاً جيدا لمجموعة من البيانات التي تناسبها مع خط الاتجاه الخطي، بقيمة2 R 0.991. من ناحية أخرى، تبدأ نتائج جران الطازجة وضوح ينحرف عن الاتجاه الخطي في تدفقات الحرارة أعلى (30 كيلو واط/م2). هذا السلوك الأكثر احتمالاً الناجمة عن أوقات تأخير الإشعال قصيرة للغاية (< 10 s) في هذه الدفقات الحرارة العالية لهذا النوع من الوقود المتقلبة. جران الطازجة، مماثلة لغيرها من الزيوت الخام الطازجة، تحتوي على كمية عالية من المكونات المتطايرة التي تشتعل بسرعة تحت تدفقات عالية الحرارة الحادثة. أحد الافتراضات الأساسية مكافئ. (2) هو أن الوقت الذي يستغرقه للغازات القابلة للاحتراق التبخر من الوقود لمزيج مع الأكسجين، وتصل إلى أنبوب شرارة هي ضئيلة33. بيد مع الإشعال فترات التأخير أقل من 10 ثوان، تصبح هذه المرة خلط، الذي يقدر بأنه بناء على أمر من بضع ثوان، إسهاما كبيرا في وقت تأخير الإشعال. المعادلة (2) ثم لم يعد صالحاً مع هذه الأوقات تأخير الإشعال قصيرة، ومن ثم البيانات ينحرف عن خط الاتجاه الخطي. عند دراسة القابلية لاشتعال الزيوت الخام متقلبة للغاية، هذا السلوك وبالتالي ينبغي أن تراعي عند تحليل البيانات وقت تأخير الإشعال.

ويبين الشكل 8 معدلات إطلاق الحرارة كدالة للزمن نفط الخام خفيفة طازجة ونفط الخام الخفيف مستحلب (أعدت وفقا للخطوات من 2-3). وتحسب معدلات إطلاق الحرارة مع س2وأول أكسيد الكربون2وقياسات تركيز أول أكسيد الكربون من محلل الغاز (الخطوة 7) وفقا لمكافئ. (26) من يانسنس34. انظر الوثيقة التكميلية للحصول على مزيد من التفاصيل حول هذه الحسابات. النفط الخام الطازجة يظهر ملف تعريف معدل إطلاق حرارة نموذجية معدل إطلاق الحرارة يتناقص ببطء على مر الزمن، وهو الممثل لجميع الزيوت الخام التي لا تحتوي على أي ماء. النفط الخام مستحلب يبين مثالاً جيدا لانفجار ظاهرة بويلوفير، مع معدل إطلاق حرارة التي تزيد من سرعة تصل إلى خمسة إضعاف مرحلة حرق العادية قبل بويلوفير عاملاً. بويلوفيرس ظواهر شديدة غير النظامية، وكثافة، والمدة، ووقت حدوثها يتوقف على الاستقرار ونسبة حجم المياه داخل النفط الخام.

ويبين الشكل 9 كفاءة حرق ومعدل الحرق كدالة لتدفق الحرارة الحادثة نفط الخام خفيفة طازجة وزيت ثقيل تبخر مع الخسائر 7 wt %. زيادة معدل الحرق وكفاءة حرق مع تزايد تدفق الحرارة الحادثة لكل أنواع النفط الخام. في تدفقات الحرارة المنخفضة، يظهر كفاءة حرق فرق كبير بين النفط الخام الخفيفة الطازجة وتبخر النفط الخام الثقيل. في تدفقات الحرارة أعلى، تتلاقى كفاءات حرق لهذه الزيوت بقيم مماثلة، وسلوك نموذجية لجميع أنواع النفط الخام الطازجة والتعرية. معدل الحرق لا تظهر هذا الاتجاه متقاربة لزيوت مختلفة، لأن يغير الوقت حرق أيضا كدالة لتدفق الحرارة الحادثة، التي يمكن أن تكون مختلفة بالنسبة لكل نوع من أنواع النفط. للنفط الخام الذي يحتوي على الماء، الكسر المياه ينبغي من حيث المبدأ لا تحسب عند حساب كفاءة حرق ومعدل الحرق لأنها مادة غير قابلة للاحتراق. ومع ذلك، تتبخر المياه أثناء حرق وبداية بويلوفير المزيد من تعقيد كفاءة حرق وتقديرات معدل الحرق كما أنه يدفع قطرات النفط والماء من الوقود. على هذا النحو، مستحلب الزيوت الخام مما قد يعرض الانحرافات من البيانات المبينة في الشكل 9، على سبيل المثال، وينبغي توخي الحذر عند تحليل كفاءة حرق وحرق معدل النتائج من الزيوت الخام التي تحتوي على الماء.

ويبين الشكل 10 درجة الحرارة السطحية لهذين المزدوجات الحرارية على سطح الوقود كدالة للزمن لنفط الخام خفيفة تبخر مع خسائر 20% wt في إعداد الجمعية (الخطوة 8، الرقم 4). يعرض النتيجة طفرة واضحة في درجة الحرارة بعد 178 ق. حق قبل هذه اللحظة، هو درجة الحرارة السطحية من النفط الخام 129 درجة مئوية قياسا بكل المزدوجات الحرارية، وهو درجة الحرارة السطحية عند الإشعال. بالاقتران مع نتائج وقت تأخير الإشعال لهذا النفط (الخطوة 7)، يمكن استخدام مكافئ. (2) ثم لحساب القصور الحراري للنفط. ويبين الجدول 1 قيم الخمول الحراري لهذا النفط الخام الخفيف تبخر استناداً إلى درجة الحرارة السطحية على الاشتعال في 129 درجة مئوية وفي أوقات تأخير الاشتعال كدالة لتدفق الحرارة الحادثة. وو، و آخرون. 19 وجدت أن تعذر تعيين أبسوربتيفيتي للوحدة للزيوت الخام وهكذا أدرج هذا المصطلح في حسابات الخمول الحراري. يمكن العثور على قيم الأدب من الجمود الحرارية للزيوت الخام لأغراض المقارنة في وو، وآخرون. 19 ورانيلوني، وآخرون. 20

Figure 1
الشكل 1 : الرسومات إعداد الجمعية. وتشمل الخطط عرض مفصل للأسطوانة الزجاج Pyrex على موقفها (يسار) وطريقة عرض أعلى من الجمعية (الأوسط)، وطريقة عرض الأقسام عبر الإعداد الكامل (يمين). وبالإضافة إلى ذلك، تظهر مجموعة من ثلاثة مقربة (أ-ج) عملية الملء للجمعية الذي يتوافق مع الخطوات 4-1 (أ) من البروتوكول، 4.4 (ب)، و 4.5 (ج). يتم استخدام الإعداد الجمعية في الخطوة 4 لتحديد النقاط المعايرة كفاءة حرق وحرق سعر النفط للإعداد مخروط. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : كامل نظرة عامة التخطيطي للإعداد مخروط (عدم تحجيم). الإعداد تتكون من ألف سخان مخروط مع وحدة تحكم وحامل عينة مخروط مصنوعة خصيصا، ومضخة تمعجية ومياه تبريد الخزان وهود عادم مع محلل غاز. كما تتميز الخطط عن قرب من موضع الحرارية في أنابيب المياه (الخطوة 5، 1). يتم استخدام هذا الإعداد في الخطوة 7 لدراسة القابلية لاشتعال الزيوت الخام. لاحظ أن هناك أي اتصال مباشر بين النفط ومياه التبريد في هذا الإعداد، كما أنها تكون مفصولة بواسطة حامل معدني. وترد تفاصيل عن صاحب العينة مخروط في الشكل 3. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : التخطيطي مستعرضة مفصلة لصاحب العينة دائرية للإعداد مخروط. منع النفط من تفيض عند الإشعال حواف معدنية وهي زاوية 30° من بقعة النفط إلى أدنى حد من الإشعاع إعادة. يتم استخدام هذا الحامل عينة مخروط في الخطوة 7 لدراسة القابلية لاشتعال الزيوت الخام. لاحظ أن هناك أي اتصال مباشر بين النفط ومياه التبريد في هذا الإعداد، كما أنها تكون مفصولة بواسطة حامل معدني. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : إعداد الخطط للجمعية لدراسة درجة الحرارة السطحية من النفط الخام عند الإشعال. الخطط إظهار طريقة عرض أعلى (على اليسار) وعرض مستعرضة (يمين) والإعداد يشمل الأشعة تحت الحمراء (IR) سخانات ومشعل شرارة ومجموعة من ثلاثة المزدوجات الحرارية لقياس درجة الحرارة السطحية للبقعة النفطية (الخطوة 8). وترد تفاصيل إضافية عن الإعداد الجمعية في الشكل 1. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الشكل 5 : خسائر البخر من النفط الخام الخفيف (دوك) كدالة للزمن. البيانات تم الحصول عليها باستخدام الهواء محتدما الطريقة الموضحة في الخطوة 2 وتظهر بوضوح بمعدل تخفيض تبخر بعد اليوم الأول (ح 19).

Figure 6
الرقم 6 : حرارة الاشتعال تأخير الوقت النتائج كدالة للحادث التمويه لجديدة وتبخرت (فقدان 7 wt %) من النفط الخام الثقيل (جراني)- تم الحصول على هذه البيانات باستخدام الإعداد مخروط (الشكل 2) طبقاً للبروتوكول في الخطوة 7. إظهار الخطوط المقاربة الرأسية تدفق الحرارة الحرجة (4 و 7 من كيلو واط/م2) داخل نطاق العلوي 1 كيلو واط/م2 . أشرطة الخطأ تشير إلى نطاق بيانات استناداً إلى تجارب 2-3.

Figure 7
الشكل 7 : حرارة الاشتعال تأخير الوقت النتائج كدالة للحادث التمويه لجديدة وتبخرت (فقدان 7 wt %) من النفط الخام الثقيل (جران). تم الحصول على هذه البيانات باستخدام الإعداد مخروط (الشكل 2)، ووفقا للبروتوكول في الخطوة 7، وتتم معالجتها مع مكافئ. (2). النتائج تبين أن جران المتبخرة لها من جمود حرارية أعلى من جران الطازجة، كما هو متوقع. وعلاوة على ذلك يظهر الرسم البياني كيف، للزيوت الخام المتقلبة في تدفقات عالية الحرارة الحادثة، أوقات تأخير الإشعال قصيرة جداً (< 10 s) يمكن أن تحيد عن خط الاتجاه الخطي. أشرطة الخطأ تشير إلى نطاق بيانات استناداً إلى تجارب 2-3.

Figure 8
الشكل 8 : معدل إطلاق الحرارة كدالة للزمن نفط الخام طازجة خفيفة ومستحلب نفط الخام خفيفة مع تبخر خسائر 40 في المائة بالوزن والتي تحتوي على المجلد 40% من المياه- تم الحصول على البيانات من إعداد مخروط (الشكل 2) بتجهيز س2، وأول أكسيد الكربون2، وقياسات تركيز أول أكسيد الكربون من محلل الغاز (الخطوة 7) وفقا لمكافئ. (26) من يانسنس34. النفط الخام الطازجة يظهر ملف تعريف معدل إطلاق حرارة عادية للزيوت الخام دون ماء المحتوى. النفط الخام الخفيف مستحلب أدى بويلوفير في نهاية الحرق وصورتها الإفراج عن الحرارة يعطي مؤشرا على شدة بويلوفير نار عادية من نفط الخام بالمقارنة.

Figure 9
الرقم 9 : معدل حرق الكفاءة وحرق كدالة لتدفق الحرارة الحادثة لنفط الخام خفيفة طازجة (دوك)، ونفط الخام ثقيل تبخر مع الخسائر من 7 في المائة بالوزن (جران 7%). البيانات تم الحصول عليها في الإعداد مخروط (الشكل 2) طبقاً للخطوة 7، وتبين كيف تتلاقى كفاءات حرق أنواع مختلفة من النفط الخام في تدفقات عالية الحرارة الحادثة. وكان كافة نقاط البيانات خطأ كحد أقصى 2.5% من المتوسطات التي تظهر.

Figure 10
الرقم 10 : سطح درجة حرارة كدالة للزمن لاثنين من المزدوجات الحرارية خلال تجربة اشتعال في الجمعية مع نفط الخام الخفيف تبخر مع خسائر 20% wt. تم الحصول على البيانات في إعداد الجمعية (الشكل 4) ووفقا للبروتوكول في الخطوة 8. ارتفاع مفاجئ في درجة الحرارة بعد 178 s تشير إلى لحظة الاشتعال. حق درجة الحرارة قبل ارتفاع درجة الحرارة المفاجئ هذا يبين درجة الحرارة السطحية عند الإشعال.

Tig (درجة مئوية) Equation 3
(كيلو واط/م2)
tig (s) (كيلو واط * s0.5/(م2* ك))
129 4 263 0.63
5 109 0.5
10 36 0.58
15 13 0.52
20 8.4 0.56
30 5.4 0.67
40 5.2 0.88

الجدول 1: أوقات تأخير الإشعال والقصور الحراري المطابق كدالة للحادث الحرارة التمويه النفط الخام خفيفة تبخر مع خسائر 20% wt. القصور الحراري يحسب باستخدام مكافئ. (2)، استناداً إلى البيانات وقت تأخير الإشعال التي تم الحصول عليها في الخطوة 7، ودرجة الحرارة السطحية على بيانات الإشعال في الخطوة 8.

وثيقة تكميلية الرجاء انقر هنا لتحميل هذا المستند

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

طريقتين التجوية تناقش في هذه الورقة تقريب بسيطة نسبيا من عمليات التجوية إخضاع من نفط المسكوب في المياه إلى17. يمكن أيضا استخدام أساليب متطورة التجوية الأخرى، أكثر تقديم عينات النفط الخام المجوَّى، مثل المسايل تعميم وصف ب براندفيك وفاكسنيس35. استفادة الأساليب المقدمة هو أنها تتطلب معدات بسيطة، ويمكن أن تجري بسهولة في بيئة معمل. الزيوت الخام المجوَّى الناتجة ثم وظيفية لأغراض القابلية للاشتعال وحرق دراسات الكفاءة في هذا البروتوكول، كما هو موضح في المقطع نتائج الممثل.

أحد أوجه القصور الرئيسية في البروتوكول هو معايرة مياه التبريد للإعداد مخروط (الخطوة 5). هذه المسألة أن هناك أية بيانات مرجع متاح في الموقع حرق تجارب ميدانية على نفس النطاق وفي ظل ظروف مماثلة كالأعداد مخروط. وعلاوة على ذلك لا توجد الحرارة متوفرة بسهولة نقل نماذج يمكن استخدامها في الممارسة العملية لتحديد توازن الحرارة حرق نفط الخام وطبقة فرعية تتدفق بها المياه. مياه التبريد المعايرة لذلك يجب أن يكون استناداً إلى بيانات تجريبية من إعداد الجمعية (الخطوة 4). كما ورد في البروتوكول، المعايرة ثم تجري أما الزيوت واحد أو لكل النفط بشكل منفصل. دون مرجع البيانات أو نموذج نقل حرارة مناسبة، من المستحيل معرفة أي من هذه الأساليب، إذا وجدت، يعطي تمثيل صحيح لميزان الحرارة لحرق النفط الخام في المياه في الموقع .

ميزان الحرارة في الإعداد مخروط تعقيداً بإخضاع النفط الخام تدفق حرارة خارجية، مما قد يؤثر على قدرة تبريد المياه التي تتدفق من خلال صاحب العينة مخروط. أثناء حرق النفط تحت سخان المخروط، يزيد المياه الفائضة في درجة الحرارة مع مرور الوقت، القدر الذي يعتمد على تدفق الحرارة الحادثة. في تدفق الحرارة الحادثة كحد أقصى 50 كيلو واط/م2، حتى المياه لوحظ أن يكون المغلي، كما خرج البخار من مأخذ المياه. من الواضح حاليا وإلى أي مدى يتم تسخين مياه التبريد مباشرة بسخان مخروط (وليس النفط المحترق) وما إذا كان لها تأثير كبير على النتائج. فقط من خلال دراسة تجريبية ميدانية واسعة النطاق سيكون من الممكن تحسين مياه التبريد المعايرة لجميع تدفقات الحرارة الحادثة تم اختبارها و لكل نوع من أنواع النفط تم اختبارها. وعلى الرغم من هذه القضايا، وتنفيذ مياه التبريد في الإعداد مخروط بلا شك تحسين القدرة على الإعداد المخروط لتمثيل في الموقع حرق الظروف. لوحظ في الجمعية تجارب أولية مع حامل عينة دون مياه التبريد فشل في إعادة إنشاء كفاءات حرق منخفضة ولا يمكن أن تمثل في الموقع حرق النفط الخام. وبالتالي الحد من مناقشة ليست مسألة ما إذا كان الحالي مخروط الإعداد يمثل في الموقع حرق الظروف للنفط الخام في المياه، ولكن إلى أي مدى أنها بشكل صحيح تمثل تلك الشروط. وبقدر ما ندرك، الإجراءات المختبرية المقدمة حاليا، على الرغم من هذا التحديد، الأسلوب الأكثر واقعية لدراسة القابلية للاشتعال وكفاءة حرق حرق النفط الخام في المياه في الموقع .

خطوة حاسمة في البروتوكول هو قياس درجة الحرارة السطحية على الاشتعال في إعداد الجمعية (الخطوة 8). من المهم جداً أن عند تشغيل المروحة، سطح البقعة النفطية داخل الاسطوانة الزجاج Pyrex لا يزال كما أنها يمكن أن تكون. إذا كان سطح النفط كثيرا في الحركة (عمودي)، ينبغي تعديل الموقع وتدفق المروحة (الخطوة 4) للحد من الاضطرابات في سطح النفط. دون سطح نفط لا يزال، فإنه يصبح تحديا كبيرا لدقة قياس درجة الحرارة السطحية على الاشتعال في الخطوة 8. اختيار سخانات الأشعة تحت الحمراء أيضا أهمية حاسمة في نجاح هذه الخطوة. أثناء وضع هذا البروتوكول، ووجد أن الأشعة تحت الحمراء المدافئ تحتاج إلى إشعاع عالية جداً الإخراج، بينما يجري الاتفاق قدر الإمكان، ولديها نظام تبريد التي لا تتداخل مع قياسات درجات الحرارة. وبالتالي من المهم أن تختار بعناية مجموعة من سخانات الأشعة تحت الحمراء لإعداد الجمعية في الشكل 4. ومن الناحية المثالية، سخانات الأشعة تحت الحمراء يجب أن تكون قادرة على توفير تدفق حرارة على الأقل 15 كيلو واط/م2 في مسافات أبعد بكثير بعيداً عن 5 سم من اسطوانة الزجاج Pyrex. وسيتيح استخدام سخانات الأشعة تحت الحمراء بينما هو حرق النفط الخام. ثم يمكن أن يكون اختبار كفاءة حرق الزيوت الخام كدالة التمويه الحرارة الحادثة في إعداد تجريبية الذي يمثل أفضل في الموقع حرق الظروف.

يمكن بذل مزيد من التحسينات لتمثيل في الموقع حرق الظروف خلال القابلية للاشتعال وحرق الكفاءة التجارب من خلال مختلف التعديلات أو الإضافات إلى الأجهزة الجمعية والمخروط. في الوقت الراهن، تجري التجارب تحت ظروف بيئية هادئة جداً. قد ثبت في الموقع حرق دراسات ميدانية، بيد أن الأمواج والرياح يمكن أن تؤثر أيضا القابلية للاشتعال من النفط الخام5،21،،من3637. لمحاكاة هذه الشروط، يمكن على سبيل المثال تجهيز الجمعية مع صانع موجه والمراوح التي تخلق رياح على سطح الماء. يمكن أن تكون محاكاة المناخات الباردة باستخدام وسيلة تبريد برودة في الإعداد المخروط، مماثلة رانيلوني، وآخرون. 20، أو عن طريق إضافة الثلج لهيئة المياه في الجمعية. وأخيراً، يمكن أن تختلف سمك بقع الزيت الخام الأولية في التجارب، لأن هذا أيضا معلمة معروفة للتأثير على القابلية للاشتعال وكفاءة حرق الزيوت الخام5،22.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

المؤلف يود أن يشكر "المجلس الدانمركي" لأبحاث مستقلة لتمويل المشروع (منحة DDF-1335-00282). كوويفوندين تمويل بناء "جهاز اشتعال النفط الخام"، ومحلل الغاز، بما في ذلك إدراج لاصق. توفير النفط شركة ميرسك وستات أويل الزيوت الخام التي تم استخدامها للحصول على النتائج الممثلة. أي من مقدمي مشروع القرار قد شاركت في البروتوكول أو نتائج هذه الورقة. الكتاب أيضا يود أن يشكر أوليسيس روخاس ألفا للمساعدة في تشييد صاحب العينة مخروط معدلة.

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.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).
الإجراء التجريبي للدراسات المختبرية لحرق <em>في الموقع</em> : القابلية للاشتعال وكفاءة حرق النفط الخام
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

van Gelderen, L., Jomaas, G. Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil. J. Vis. Exp. (135), e57307, doi:10.3791/57307 (2018).More

van Gelderen, L., Jomaas, G. Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil. J. Vis. Exp. (135), e57307, doi:10.3791/57307 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter