미국 해군, 미국 해군 및 내무부의 WPI 무료 슬롯원 및 직원의 승무원 으로서이 불합리한 차가운 3 월 중반 아침에 일출 마스크가 앨라배마 걸프 해안의 해안 경비대 모바일에서 소규모 착륙장을 마스킹합니다. 럼블이 있으면 공예품은 부두에서 벗어나 모바일 항구의 진흙탕 물을 쟁기질하고, 가마, 펠리컨, 그리고 벽돌로 튀어 나오는 돌고래로 묘사됩니다. McDuffie Island는 거대한 석탄 터미널이있는 Rounding McDuffie Island 인 Little Sand Island, 49 에이커의 바람에 휩싸인 모래와 낮은 초목을 보게됩니다.
1988 년 이래로 미국 해군 연구 실험실 (NRL)의 무료 슬롯 연구 분리 실험실 역할을해온 은퇴 한 제 2 차 세계 대전 미국 해군 랜딩 선박 도크 전 엑스 루스 샤드 웰 옆에 보트 해변. Coast Guard Research and Development Center를 통해 NRL은 공동 해양 시험 시설을 운영합니다. 해군은 선박에 대한 무료 슬롯 예방 및 소화에 중점을두고 있지만 해안 경비대의 관심은 무료 슬롯를 해양 기름 유출을 정화하는 도구로 불을 사용하고 있습니다.
이것이 WPI 무료 슬롯팀을 여기로 데려온 것입니다. 지난 3 년간 소방 방지 공학 교수 인 알리 랑 왈라 (Ali Rangwala)의 리더십하에 현장 화상 (또는 ISB)을보다 쉽고 효율적이며 더 깨끗하게 할 수있는 새로운 기술을 개발해 왔습니다. 간단하고 저렴한 Flame 역류자는 유출이 완화되는 방법에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
이 기술은 WPI의 최첨단 무료 슬롯 방지 엔지니어링 실험실에서 통제 된 테스트에서 매우 유망한 결과를 제공했습니다. 오늘은 실제 조건에서 장치가 얼마나 잘 작동하는지를 보여주는 3 일의 테스트 중 첫 번째 테스트입니다.
빠르고 효과
원유가 열린 물에 쏟아 질 때 생태 학적 피해의 잠재력은 물 기둥의 식물과 동물에게, 그리고 해안에있는 사람들에게 기름이 표류해야합니다. 오일을 상관시키고 표면에서 훑어 보거나 화학 분산제가있는 작은 지구로 분해하는 것과 같은 전통적인 청소 방법은 종종 비효율적이며 해양 생물에 해로울 수 있습니다. 석유 유출 전문가들은 오랫동안 오일을 제거하는 가장 빠르고 효과적인 방법은 불에 불을 밝히고 두껍고 독성 끈적 끈적한 구를 물, 이산화탄소 및 기타 가스 및 미립자 물질로 변환하는 것입니다. 그럼에도 불구하고 정리 방법은 제한된 사용 만 보았습니다.
ISB에 대한 연구는 1970 년대 초반에 진지하게 시작되었습니다. 획기적인 실험실 연구는 오일이 물과 혼합 될 때 유화의 물리적 및 화학적 특성을 이해하고 물에서 오일 무료 슬롯를 일으키고 유지하는 데 수반되는 도전을 목표로했습니다. 1980 년대 초 뉴저지의 National Oil Spill Response Test 시설에서 테스트를 받고 1990 년대 NIST (National Institutes of Standards and Technology)의 작업은 ISBS의 효과를 입증했으며, 이는 유출 된 오일의 약 90 %를 제거 할 수 있습니다..
동시에 NIST는 다른 미국 및 캐나다 대행사 및 석유 회사와 파트너십을 맺고 Little Sand Island에서 광범위한 연구 프로그램을 시작했습니다. 1998 년부터 새로운 강철 화상 팬 (길이가 108 피트, 38 피트, 5 피트 깊이)은 ISB의 도전과 약속을 개선하고 무료 슬롯 저항성 붐의 발달을 이끌어내는 일련의 대규모 화상을 주최했습니다. 마지막 테스트는 2000 년에 실시되었으며 2005 년에 번 팬은 허리케인 카트리나에 의해 심각한 손상을 입었습니다.
중간에, 현장 연소는 현재까지 가장 광범위한 실제 응용 프로그램을받을 것입니다. 2010 년 4 월 20 일, 루이지애나 해안의 심해 호라이즌 리그에 대한 치명적인 폭발은 역사상 가장 큰 우발적 인 해양 기름 유출을 촉발시켰다. 거의 3 개월 동안 약 490 만 배럴의 원유가 걸프로 유출되었습니다.
그 석유의 약 5 %가 기관 간 그룹이 감독하는 대규모 작전에서 연소되었습니다. 400 피트 길이의 화상은 400 피트 길이의 화상으로 작은 보트로 견인되었습니다. U.S. Coast Guard Research and Development Center의 프로젝트 관리자 인 Kurt Hansen은“화상은 매우 성공적이었습니다. "그들은 예상보다 더 잘 작동했습니다. 무료 슬롯는 너무 뜨거워서 더 많은 기름을 붐으로 끌어 올리는 업 드래프트를 만들었습니다.".
그 성공은 공동 해상 시험 시설에서 ISB에 대한 무료 슬롯에 대한 관심을 되 살렸다. 2015 년 가을, 해안 경비대, NRL 및 내무부 안전 환경 집행 국 (BSEE)은 화상 팬을 수리하고 새로운 시험 화상 시대를 위해이를 준비했습니다. 1 년 후, WPI는 재개 된 시설의 최초의 대학이 될 것입니다.
아이디어의 탄생
현장 연소에 대한 초기 관심의 대부분은 일년 내내 얼음과 눈으로 덮인 접근 할 수없는 지역 인 북극에서 기름 유출을 청소하는 방법에 대한 걱정에서 비롯되었습니다. 현장 연소는 유일한 실용적인 해결책 인 것처럼 보였다. 그러나 접근 방식이 의미가 있었지만, 기름이 극도로 추워서 화상을 입을 것이라는 보장은 없었고 얼음과 얼음 물 위에 앉아있는 동안 두 배열 싱크대가 뛰어납니다.
그곳에서 WPI가 사진을 입력했습니다. 2014 년 BSEE는 Rangwala에게 현재 총 150 만 달러 이상의 일련의 상을 수상했습니다. 초기 보조금 자금 지원 실험실 무료 슬롯는 북극 조건에서 석유 연소에 대한 기본 질문에 대답하는 것을 목표로했습니다.
Hockey Pucks 크기의 얼음 디스크에서 테스트 화상으로 시작하여 아이스 블록의 필드로 둘러싸인 빙상, 얼음 채널 및 1 미터 제곱 수영장의 실험으로 이동하여 랑 왈라의 팀을 포함하여 랑우 쿠아 (Rangwala)의 팀이 포함되어 있습니다. 불타는 기름이 얼음에 가라 앉아 오일을 얇게하는 넓은 포켓을 만들어 타기가 더 어려워서 궁극적으로 얼음 층 아래에 미 연지 기름을 가두게 할 수 있습니다.
그들은 또한 얼음과 냉수 물이 열 관성을 생성하여 오일을 점화하기가 더 어렵고 무료 슬롯를 유지하기가 더 어렵다는 것을 발견했습니다. Rangwala는 기름을 따뜻하게하기 위해 기름을 따뜻하게하는 방법이 있는지 궁금해했습니다. 그는 오일 자체가 아니라 연소되는 기름 증기이기 때문에 오일이 더 쉽게 기화되도록하는 것은 점화와 연소를 향상시켜야한다고 그는 추론했다. "일반적으로 현장 화상을 입으면 열의 약 95 %가 부력에 의해 대기로 올라갑니다."라고 그는 말합니다. "나는 우리가 그 열의 일부를 연료로 옮길 수 있다면 피드백 루프를 만들어서 연소 속도를 높이고, 더 많은 열을 만들고, 연소 속도를 더욱 향상시키는 등을 만들 수 있다는 것을 알았습니다.".
Rangwala는 금속 막대를 사용하여 오일에 열을 전도하기 시작했습니다. 그 브레인 스토밍에서 Flame 역류가 시작되었습니다. 박사후 무료 슬롯원 Hayri Sezer가 개발 한 침수 금속 물체의 효과에 대한 막대 및 계산 모델에 대한 실질적인 실험은 그 아이디어가 큰 약속을 가졌다는 것을 보여 주었다. 막대는 화염의 열을 흡수하여 히터와 오일의 기화를 촉진하는 수집기 역할을했습니다. 다음 단계는 오일을 통해 역류 열을보다 효과적으로 퍼뜨리는 것이 었습니다. 그로 인해 막대의 히터 부분을 담요로 교체했습니다. 최종 혁신은 간단한 막대를 금속 코일로 변형시켜 표면적과 화염과의 접촉을 증가시키는 것이 었습니다.
다양한 크기의 프로토 타입과 코일의 다양한 숫자와 구성을 가진 테스트는 디자인을 개선하고 실제 응용 프로그램에 필요한 대규모 (최대 60 피트)에서 어떻게 행동하는지에 대한 통찰력을 제공했습니다. BSEE로부터 백만 달러의 1 백만 달러의 자금을 조달 한 다음 단계는 불꽃 환류기를 밖으로 가져 가서 바람과 날씨의 변덕에 처해있을 때 어떻게 수행되었는지 확인하는 것이 었습니다..
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차이 만들기
WPI 무료 슬롯팀은 팬들이 일주일의 첫 화상을 준비하기 위해 팬들을 팬입니다. Rangwala의 연소 실험실의 관리자 인 Trevor Borth가 이끄는 승무원이 일주일 전에 설립 한 테스트 장비와 도구는 이미 제자리에 있습니다. 중심은 1.4 미터를 가로 질러 금속 링으로 구성된 테스트 스탠드이며, 높이가 1 미터가 넘는 4 개의 다리에 놓여 있습니다. 스탠드는 화상 팬 내부의 물 표면의 담요를지지합니다.
스탠드 중간에있는 각 다리에서 돌출되는 튜브는 화염의 온도를 측정 할 수있는 수십 개의 열전대를 보유합니다. 다른 악기는 열 플럭스를 모니터링하며 FPE 마스터 후보자 인 Panyawat "Oat"Tukaew가 설계 한 혁신적인 시스템은 배출을 수집하고 분석합니다. 이 시스템은 부피와 온도를 측정하는 도구를 통해 가스를 퍼 뜨리고 산소, 이산화탄소, 일산화탄소, 산화 질소, 이산화 질소 및 황화 이산화황의 수준을 기록하는 분석기에 공급하는 윈드 콕으로 구성됩니다..
파이프 네트워크는 담요 아래의 콘센트에 오일을 전달하는 반면, 워터 라인 아래 카메라는 무료 슬롯원들이 오일 층을 약 1 센티미터로 유지하는 데 도움이됩니다 (이전 작업에서는 오일 층이 1 ~ 4 센티미터로 유지 될 때 ISBS가 가장 잘 작동 함을 보여줍니다). 각 화상 전에, 해안 경비대의 걸프 스트라이크 팀 위치는 화상 팬 주변의 휴대용 공기 모니터링 장치를 측정하여 입자상 물질을 측정하기위한 오염 물질을 측정하는 오염 물질을 측정합니다.
주가 지워지기 전에 Rangwala와 박사후 무료 슬롯원 Kemal Arsava가 감독하는 6 개의 화상이 완료 될 것입니다. 여기에는 담요 단독으로 테스트 (코일 없음)와 다양한 코일 구성을 가진 3 개의 테스트가 포함됩니다. 실험실 테스트에 따르면 코일의 두 고리를 사용하면 외부 링이 열을 흡수하는 사자의 점유율이 더 많아 질 수 있습니다.
이번 주에는 외부 코일과 중앙에 코일이 길어진 테스트는 오일로의 열전달을 최대화하기 위해 구성을 미세 조정하는 데 도움이됩니다. 향후 무료 슬롯에서 WPI 팀은 담요 중앙에 공기를 주입하여 공기로 오일 증기를 사전 혼합하는지 확인할 계획입니다.
1 일에 계획된 두 번은 Flame 역류의 유익한 효과를 극적으로 입증하는 역할을합니다. 첫 번째는 환류기가없는 10 분 화상 인 기준 테스트입니다. 두 번째의 경우, 20 센티미터 코일의 2 개의 고리가있는 담요를 링에 배치합니다. 컨트롤 창고로 흐르는 데이터의 스트림에서 글씨를 깎지 않더라도 환류자가 차이를 만들었다는 것은 분명합니다.
기준선 화상에서 비난하는 두꺼운 검은 연기와 달리 환류 테스트의 연기는 얇고 회색이며 빠르게 사라집니다. 연료 흐름이 차단되면 기준선 무료 슬롯는 5 분 동안 화상을 입지 만 FPE의 실험실 조수 인 Arsava와 David Petrow가 흡수 패드를 흡수하여 무게를 측정 해야하는 Unburned Oil 층을 남깁니다. 역류 화상 후 마지막 불꽃이 죽는 데 1 시간 이상이 걸리고 담요가 들어 올리면 물이 깨끗해 보입니다. 일반적으로 ISBS에 의해 생성되는 타르 같은 잔류 물조차도 (해양 생물이 물 기둥에 가라 앉을 때 해양 생물에 해를 끼칠 수 있음) 화상을 입은 것으로 보입니다.
“기준선 화상 후, 우리는 20 킬로그램 [약 44 파운드]의 미 연지 기름을 수집했습니다. "화염 환류기 담요의 장점 중 하나는 잔류 물을 수집 할 수 있다는 것입니다. 테스트 화상에서 담요는 약 6 킬로그램 [13 파운드]의 잔류 물, 1 킬로그램 [2.2 파운드] 만 물에 남아있었습니다.".
주가 끝날 무렵, 연구팀은 모두 미소입니다. Little Sand Island의 실제 실험실에서 Flame 역류는 성공을 거두었습니다. 평균적으로, Rangwala와 Arsava Note에 따르면, 환류기가있는 연료 온도는 기준선 무료 슬롯보다 140도 높았다. 또한 무료 슬롯는 기준선 화상보다 분당 4 ~ 5 배 더 많은 오일을 소비했으며 오일은 더 완전히 연소되어 50 % 더 적은 배출량을 생성했습니다.
“우리는이 기술에 대한 높은 희망을 가지고 있으며, 이는 좋은 기술을 더 좋게 만들 수 있습니다.”라고 Stone은 말합니다. "특히 기술이 실제로 어떻게 배치 될 수 있는지 생각할 때해야 할 일이 더 많지만 이번 주에 본 것에 매우 만족합니다."
집중 유지
WORCESTER로 돌아온 WPI 팀은 포장을 풀고 다음에 무료 슬롯가 어디로 갈 수 있는지 생각합니다. Rangwala는 역류를 더 세분화하고 최적화하는 방법을 찾는 데 관심이 있습니다. 실험실의 무료 슬롯에 따르면 연소율을 최대 10 배 증가시킬 수 있습니다. 그는 현장에서 그 숫자에 더 가까이 다가 갈 수 있다고 생각합니다. 그 동안 Bsee는 Rangwala와 그의 동료들에게 Flame 역류 작업에 대한 확장 될 3 가지 새로운 무료 슬롯 프로젝트에 대한 제안서를 제출하도록 초대했습니다.
Rangwala는이 새로운 무료 슬롯는 지난 3 년간 그의 팀을 이끌었던 것과 같은 목표에 의해 동기 부여 될 것이라고 말했습니다. "환경에 기름이 머무를수록 더 오래있을수록 위험이 커집니다."라고 그는 말합니다. "이것이 ISBS에 대한 우리의 작업이 목표입니다. 청소 시간을 최소로 줄이고 환경에서 최대 오일을 제거합니다. 각 사전마다 해당 목표에 더 가까워집니다.".
