Олифа плотность: Олифа, плотность — Справочник химика 21

Содержание

Олифа, плотность — Справочник химика 21

    Льняная олифа слабо-слабая условной вязкостью 10—15 сек (при свободном падении стального шарика диаметром 3,2 мм через слой олифы длиною 20 см при 20° С), Плотность олифы 0,92—0,95 г/см . [c.244]

    Для увеличения стойкости графитовые аноды пропитывают льняным маслом, хлорированным льняным маслом, хлорнафталином, талловой олифой и другими веществами [62—65]. Чаще всего применяют пропитку графитовых анодов раствором льняного масла в четыреххлористом углероде. Необходимо учитывать, что пропитка анодов приводит к уменьшению работающей поверхности графитового анода, росту фактической плотности тока и увеличению потенциала анода при анодной поляризации. Поэтому при высоких плотностях тока эффект пропитки анодов снижается, а иногда и вовсе пропадает. [c.381]


    Содержание натуральной олифы с плотностью 0,930 г/см примем равным У1 (мл).
[c.51]

    Оксидация (окислительная полимеризация) производится путем продувания воздуха через слой масла при 50—200 °С в присутствии катализаторов (соединений свинца, кобальта, марганца) или без них. При этом вязкость и плотность М. р.возрастают, йодное число уменьшается, растворимость в углеводородах снижается, а в полярных растворителях — возрастает. Оксидированные масла применяют в качестве полуфабрикатов для изготовления масляных лаков и олиф. [c.70]

    Анодное окисление алюминия. Весьма прочная пленка на алюминии получается при анодной поляризации его в 3%-ном растворе хромовой кислоты при 40°. Катодом служит графит. Вследствие анодного пассивирования алюминия напряжение поднимается до 40—50 в. Процесс продолжается около часа. По окончании электролиза изделие промывают и протирают олифой. Еще лучщие результаты дает анодное окисление алюминия в 20%-ном растворе серной кислоты при 30° и плотности тока 2 а/дм в течение 10 мин. Катодами служат свинцовые пластины.

После электролиза изделие погружают в горячий раствор хромпика. [c.516]

    Стойкость графитовых анодов снижается при повышении плотности тока [25], что объясняется увеличением анодного потенциала в этих условиях и соответственно возрастанием скорости разряда кислорода и сгорания анода. Для увеличения стойкости графитовые аноды пропитывают хлорированным и нехлорированным льняным маслом, хлорнафталином, тал-ловой олифой и другими веществами [86—89]. 

[c.45]

    При окончательной сборке трубопроводов для обеспечения плотности разъемных соединений в качестве уплотняющего материала применяют чесаный лен, смоченный в свинцовом сурике, разведенном на натуральной олифе. [c.409]

    При сборке цилиндра необходимо повторить взаимное расположение частей, которое они занимали на заводском стенде и обеспечить плотность соединений. Сборку контролируют по заводским меткам и штифтам. Сначала стыкуют и проверяют щупом 0,05 мм плотность взаимного прилегания вертикальных фланцев в плоскости горизонтального разъема по окружности изнутри и снаружи.

При необходимости производят шабрение. После проверки плотности прилегания производят окончательную сборку вертикального разъема на мастике. Для уплотнения стыков центробежных компрессоров рекомендуется применять мастику из 50% свинцовых белил и 50% свинцового или железного сурика, замешанных на натуральной олифе. Мастику фильтруют через два-три слоя марли. Затяжку шпилек вертикального разъема начинают у горизонтального стыка, затем по вертикали и, наконец, подтягивают остальные. После соединения вертикального разъема снимают верхнюю крышку и проверяют плоскость разъема по контрольной плите. При необходимости поверхности шабрят. Собранный корпус цилиндра выставляют на фундаментную раму и проверяют пригонку направляющих шпонок. 
[c.52]


    Олифа нефтеполимерная (ТУ6-10-1456—75) —55%-ный раствор углеводородной смолы в уайт-спирите или керосиновой фракции. По внешнему виду — однородная прозрачная жидкость с плотностью 0,92—0,98 г/см .[c.247]

    Если труба и соединяемая с нею деталь имеют коническую резьбу, то плотность соединения получается достаточной без применения уплотнительного материала. Резьбу в этом случае смазывают машинным маслом или олифой оксоль . 

[c.102]

    Процесс полимеризации осуществляют при нагревании до температуры 275° С без доступа воздуха. Масло предварительно нагревают до 100—120° С, далее нагрев ведут постепенно, повышая каждый час температуру на 30—40° С при непрерывном перемешивании до получения заданной вязкости и плотности. В результате образуется полимеризованная олифа. [c.28]

    В случае ремонта аппарата из тонколистовой стали, где необходима плотность клепаных швов, прибегают к установке прокладки между листами. В качестве прокладки можно рекомендовать льняную ленту, пропитанную свинцовым суриком на натуральной олифе, 

[c.86]

    Применение пропитывающих лакокрасочных материалов эффективно в том случае, если продукты коррозии имеют хорошую адгезию и прочно связаны с металлом, а сам слой ржавчины обладает достаточной твердостью и плотностью. Ржавчина не должна содержать каких-либо химических загрязнений, способных служить очагами коррозий и снижающих адгезию пленки к защищаемой поверхности. Использование пропитывающих материалов позво-ляет уплотнить продукты коррозии и повысить их водостойкость. В качестве пропитывающих материалов применяют натуральную олифу, фенольные, алкидные или эпоксидные смолы и др. При этом продукты коррозии играют роль пигмента. В ряде случаев вводят также антикоррозионные пигменты, такие, как свинцовый сурик. 

[c.96]

    Для резьбовых соединений трубопроводов, по которым транспортируется вода, пар или газ с температурой до 105°С, в качестве уплотнительного материала применяют льняную прядь, пропитанную свинцовым суриком или белилами, разведенными натуральной олифой, которые быстро затвердевают, что обеспечивает необходимую плотность соединения. [c.68]

    Плотность олифы определяют по ГОСТ 3900—47. 

[c.333]

    В колбу прибора помещают навеску 25 0,01 г испытуемой олифы и производят отгонку растворителя с водяным паром до получения постоянного объема растворителя в приемной бюретке. После отстаивания конденсата и приведения нижнего уровня растворителя в бюретке к нулевому делению (опусканием или поднятием сифонной трубки) отсчитывают объем отогнанного растворителя. Затем определяют плотность отде- [c.51]

    По ГОСТ 7931—76 нормированы, кроме того, следующие показатели натуральных олиф (приведены в той же последовательности, что и в таблице) плотность соответственно [c.38]

    В колбу прибора помещают навеску 25 0,01 г испытуемой олифы и отгоняют растворитель с водяным паром до достижения постоянного объема растворителя в приемной бюретке. После отстаивания конденсата нижний уровень растворителя в бюретке приводят к нулевому делению (опуская или поднимая сифонную трубку) и отсчитывают объем отогнанного растворителя. Конденсат переносят в делительную воронку, дают отстояться и определяют плотность отделенного ат воды (в делительной воронке), высушенного безводным сульфитом натрия и перегнанного растворителя. Содержание растворителя х, %) вычисляют по формуле 

[c. 54]

    Содержание натуральной льняной олифы (плотность при 20 °С0,930 г/см ) в однопигментной краске с ОКП = 10%  

[c.138]

    Получение краски рабочей к о ней ст е нци и. В полученную краску-пасту дополнительно вводится олифа из расчета получения объемной концентрации пигмента (ОКП), равной. 10%. Расчет необходимого количества олифы для получения краски с ОКП =10% производится следующим образом. Если примем, что на. V г Т Ог израсходовано V г олифы, объем Т1О2 XI при плотности 3,7 г/см составит Х1 = ХМ. [c.51]

    Ингибитор И-1-Д (ТУ 38 40366-75) представляет собой мазеобразную жидкость темно-коричневого цвета плотность при температуре 20°С — 0,95-0,97 г/см вязкость при температуре 50°С — 110-120 сСт температура застывания 10-12°С. Ингибитор И-1-Д относится к малотоксичным продуктам. Ингибитор И-1-Д хорошо растворим в минеральных маслах (индустриальном и веретенном), предельных углеводородах (гексане, октане), толуоле, ксилоле, олифе, дихлорэтане, этиловом спирте, ацетоне.

Гфедназначен для защиты оборудования от действия сероводорода, углекислого газа, кислорода в нефтегазодобывающей промышленности, а также в средах, содержащих разбавленные водные растворы минеральных кислот. [c.21]

    Олифа натуральная (ГОСТ 7931—56) получается при по лимеризации и частичной оксидации льняного или конопляного масла. Это — вязкая жидкость светло-желтого или 1Светло-корич-невого цвета, имеющая плотность 0,93—0,94. Получают ол ифу продуванием воздуха через нагретое до 160° С льняное (конопляное) масло. Для ускорения высыхания олифы в нее добавляют сиккативы или сушители резинаты или линолеаты марганца, свинца или кобальта. В пиротехнике используют лучшие сорта олифы без сиккативов иногда в качестве связующего применяют ра-створ канифоли в олифе подробнее о свойствах олифы см. работу [45]. 

[c.52]


    Винты изготовляют из пластичных металлов, например меди. При установке их смазывают уплотнительной мастикой, приготовленной из свинцового сурика, разведенного олифой. Выступающие концы винтов срезают ножовкой на расстоянии 2 мм от поверхности детали и зачеканивают. Этот способ применяют главным образом для заделки небольших трещин и раковин в водяных рубашках цилиндров компрессоров, масляных ваннах подшипников центробежных насосов и редукторов, картеров горизонтальных компрессоров, чтобы предотвратить вытекание смазки или воды. Прочности соединения штифтование не дает, плотность достигается лишь при давлении 3—4-10 Па. [c.233]

    Ход определения. Навеску олифы 25 г, взятую с точностью 0,01 г, помещают в колбу для перегонки с паром, соединяют с холодильником и проводят отгонку растворителя. Приемником служит бюретка емкостью 50 мл с U-образным гидрозатвором, через который удаляется избыточное количество воды. Отгонку проводят до тех пор, пока объем растворителя в бюретке (верхний слой) не станет постоянным. Конденсату дают отстояться и измеряют его объем. Отделяют растворитель от воды, сушат безводным N32S04, перегоняют и определяют его плотность в пикнометре.[c.225]

    Прокладки перед установкой проваривают в минеральном масле и смазывают графитом. В качестве уплотнений для резьбовых соединений применяют льняную прядь, пропитанную свинцовым суриком или белилами, замешанными на натуральной олифе. Применение пеньки н заменителей натуральной олифы не допускается. Набивку сальников арматуры производят асбестовым шнуром, пропитанным графитом, замешанным на минеральном масле. Задвижки газопроводов низкого давления должны при техосмотре испытываться на прочность водой или воздухом давлением 0,1 МПа, а на плотность затвора — заливкой его керосином. При этом в задвижке в течение 10 мин не должно быть обнаружено пропусков керосина. Запорную арматуру, устанавливаемую на газопроводах среднего и высокого давления, испытывают на прочность в течение 2 мин давлением, равным 1,5рраб.ма1 с, принятым в проекте, но не менее 0,3 МПа. Испытание арматуры на плотность производят давлением  [c.306]

    Для обработки деталей средних габаритов на подвесках при крупносерийном производстве применяется автомат типа АГ-5. В основу автомата положена усовершенствованная технология анодирования, характерной особенностью которой является замена операций щелочного травления и последующего осветления, применяемых обычно для деталей из алюминиевых сплавов, химическим обезжириванием в растворе тринатрнйфосфата с повышенной концентрацией эмульгатора. Все операции, кроме монтажа деталей на подвеске и демонтажа деталей, выполняются автоматически (операция пропитки анодной пленки олифой и сушка производится вне автомата). Операция анодирования производится при анодной плотности тока равной 2 а дм , при токе 420 а и напряжении 10—12 в. [c.378]

    Поступающие в рафинированном и очищенном виде сырые растительные масла подвергаются на лакокрасочных предприятиях обработке для придания им необходимых технологических свойств, позволяющих использовать их в производстве олиф, лаков и пигментированных материалов (красок, эмалей и др.). В результате проводимых процессов полимеризации масел (тунгового и ойтисикового при 190—230° С, а остальных видов при 280—300°С в присутствии катализаторов) или их оксидации (окисления продувкой воздуха при температуре не выше 210°С) получают уплотненные масла с повышенной вязкостью, плотностью и кислотным числом. Они придают лакокрасочным покрытиям повышенные декоративные и защитные свойства водостойкость, твердость и глянец. После обработки и модификации путем малеинизации, дегидратации и эпоксидирования растительные масла приобретают улучшенные свойства и в особенности повышенную высыхающую способность. [c.40]

    Эффект пропитки проверен в различных типах вертикальных диафрагменных электролизеров с листовой и осажденной диафрагмами при разной плотности тока. Аноды, пропитанные лаком этиноль, испытывали в электролизерах с листовой диафрагмой. При пропитке лаком этиноль износ анодов уменьшился, на 20%, а среднее напряжение на электролизерах за тур работы с пропитанными анодами было незначительно выше, чем на контрольных ваннах с непропитанными анодами. При пропитке олифой наирол стойкость анодов повысилась на 28% при незначительном увеличении среднего напряжения на электролизерах за тур работы. При пропитке бакелитовым лаком износ анодов уменьшился на 30%. [c.121]

    На рис. 37 приведены для сравнения кривые вязкости печатных красок, содержащих все увеличивающиеся количества канифоли исходная краска состоит из натуральной олифы, в которой диспергирована газовая сажа в количестве, достаточном для придания от-гиска.м нор.мальной плотности. [c.242]


Виды олифы | Новости в строительстве

В строительстве при проведении различных малярных работ в качестве связующего для приготовления масляных красящих составов используют различные виды олифы. 

Олифа используется для получения масляных окрасочных составов, при изготовлении различных грунтовок и шпатлевок. Олифу получают из высыхающих растительных масел (ореховое масло, льняное масло, тунговое масло и другие), а также из невысыхающих (касторовое масло) или полувысыхающих масел (подсолнечное), жиров и органических продуктов которые не содержат лаковые смолы.

Фото-1. Натуральная олифа

Натуральная льняная олифа

1. Натуральная льняная  олифа (ГОСТ 7931-76*) представляет собой светлую и прозрачную маслянистую жидкость. Изготавливается из льняного масла с добавлением сиккатива, который также изготавливается на основе льняного масла. Натуральную олифу изготавливают двух видов:

окисленную и полимеризованную с широким диапазоном плотности от 0.936 до 0.950 г/см3.

Время высыхания олифы при температуре в 20 градусов не более суток. Используется олифа при грунтовании деревянных, металлических и оштукатуренных подготовленных поверхностей. Также широко используется при  изготовлении масляных окрасочных составов для приготовления шпатлевок, замазок, различных светлых густотертых красок.

Олифа может использоваться при проведении малярных работ во внутренних помещений, для покраски фасадов зданий,для защиты металлических конструкций от коррозии в качестве связующего для масляных окрасочных составов.

2. Натуральная конопляная олифа (ГОСТ 7931-76*) это темная маслянистая и прозрачная жидкость. Изготавливается из сиккатива и конопляного масла.

Конопляную олифу вырабатывают только окисленную, плотность ее составляет 0. 94 г/см3, время высыхания составляет не более суток при температуре наружного воздуха в 20 градусов. Используется при грунтовании различных деревянных, металлических и бетонных поверхностей.

Также может использоваться при разведении и приготовлении темных масляных красок, шпатлевок, замазок, подмазок а также при изготовлении высококачественных окрасочных составов красок для  дверей, оконных переплетов, полов, кровли и других строительных изделий.

Виды олифы для приготовления лакокрасочных материалов

Олифа делится на четыре вида:

1. Полунатуральная (уплотненная).

2. Натуральная.

3. Синтетическая.

4. Комбинированная.

Фото-2. Олифа-оксоль

Олифа-оксоль

Полунатуральная олифа-оксоль это раствор оксидированного масла растительного и сиккативов в уайт-спирите (до 45 процентов). Олифа- оксоль выпускается нескольких марок:

Марка В производится из льняного масла, Марка СМ производят из смеси льняного масла, конопляного и подсолнечного. Марка ПВ-изготавливается на основе соевого масла,подсолнечного,кукурузного и других видов масел. Время высыхания при нанесении ровным слоем на основание примерно одинаково для всех марок и составляет примерно сутки, при условии что температура наружного воздуха составляет 20 градусов тепла.

Олифу марки В используют при  изготовлении различных по составу  масляных красок, которые возможно использовать для проведения малярных работ как внутри помещения так и снаружи. Олифа марки ПВ и СМ в основном используют при изготовлении различных грунтовок и шпатлевок. Также может использоваться при изготовлении масляных красок используемые во время проведения внутренних работ кроме полов.

Фото-3. Комбинированная олифа

Комбинированная олифа

1. Комбинированная олифа ( ТУ 10-1203-76) это продукт обезвоживания и полимеризации полувысыхающих и высыхающих масел. Время высыхания комбинированной олифы составляет 24 часа.Такая олифа используется для приготовления масляных красок и окрасочных составов для внутренних работ.

 

 

 

 

Фото-4. Алкидная пентафталевая олифа

Алкидная глифталевая олифа

2. Алкидную пентафталевую  олифу получают путем  разведения пентафталевой смолы уайт-спиритом  модификацией растительными маслами. высыхают алкидные пентафталевые олифы  в течении 24 часов. Используют в строительстве для тех же целей что и глифталевую.

3. Алкидная глифталевая олифа это жидкость на вид прозрачная которая получается путем смешивания растительных масел с глицерином, фталевым ангидритом, сиккативов и уайт-спиритом в количестве до 50 %.

Такая олифа не уступает натуральным видам олиф. Используется широко при изготовлении густотертых и готовых к употреблению красок для внутренних и наружных работ.Такие краски можно наносить по деревянным, металлических и бетонных подготовленных поверхностях.

4. Синтетические олифы. Сланцевая олифа представляет собой жидкость темного цвета с резким и неприятным запахом. Является продуктом окисления сланцевых масел растворенных в ксиоле.

Олифа является атмосферостойкой и высыхает за 24 часа. Используют для разведения красок и для приготовления темных колеров используемых при проведении окрашивания внутренних металлических,  оштукатуренных и деревянных поверхностей а также для окрашивания наружных поверхностей. Не используется для окрашивания полов  и различных предметов бытового назначения.

Фото-5.Олифа -этиноль

Олифа-этиноль

5.Олифа -этиноль это лак этиноль и является прозрачной  и светлой жидкостью с резким запахом. Изготавливается из различных отходов производства хлоропренового каучука.Образует блестящую, кислотостойкую и щелочную стойкую пленку, которая отличается большой прочностью. Олифу -этиноль добавляют в количестве до 15 процентам к другим видам олиф  использующиеся при изготовлении грунтовок и красок для металлических покрытий.

 

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях! *****

Олифа : Олифа натуральная — оптовая компания «Техмаркет» Пенза

Предназначена для изготовления и разведения густотертых красок, для приготовления красок, готовых к применению, грунтовочных составов и шпатлевок, для пропитки (олифовки) деревянных поверхностей, штукатурки перед окраской их масляными красками.

Описание

ГОСТ 7931-76

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Назначение

Олифа натуральная предназначена для изготовления и разведения густотертых красок, для приготовления красок, готовых к применению, грунтовочных составов и шпатлевок, для пропитки (олифовки) деревянных поверхностей, штукатурки перед окраской их масляными красками.
Натуральная олифа и краски, приготовленные с ее применением, предназначены для наружных и внутренних работ

Цвет по йодометрической шкале, мг J2/100 см3, не темнее
— высший сорт
— первый сорт

200
400

Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм
при температуре (20± 0,5)°С, с
— высший сорт
— первый сорт

28-32
26-32

Плотность, г/см3
— высший сорт
— первый сорт

0,938-0,950
0,936-0,950

Кислотное число, мг, КОН/г, не более
— высший сорт
— первый сорт

6
6

Массовая доля неомыляемых веществ, %
— высший сорт
— первый сорт
1,0
1,0
Отстой по объему, %, не более
— высший сорт
— первый сорт

0,3
1

Йодное число, г J2/100 , не менее
— высший сорт
— первый сорт

155
155

Прозрачность
— высший сорт
— первый сорт

полная
полная

Время высыхания до степени 3 при температуре (20± 2)°С, ч, не более
— высший сорт
— первый сорт

24
24

Массовая доля золы, %, не более
— высший сорт
— первый сорт

0,2
0,3

Олифа натуральная представляет собой смесь обработанного льняного масла и сиккатива.
Олифа наносится кистью на чистую сухую поверхность. Сушка каждого слоя при температуре (20± 2)°С – 24 ч.
Олифу хранят в плотно закрытой таре, предохраняя от влаги и прямых солнечных лучей.
Гарантийный срок – 24 месяца с даты изготовления.
Расфасовка: 0,7 кг; 0,9 кг; 4 кг; 8 кг; 24 кг; 40 кг; 170 кг.

Меры предосторожности: при проведении работ с олифой, а также после их окончания необходимо тщательно проветривать помещение; для защиты рук применять резиновые перчатки. Не допускается оставлять в помещении тряпки, ветошь, пропитанные олифой.

Беречь от огня!

ГОСТ 7931-76 и ГОСТ 190-78 на олифы натуральные и олифу оксоль


Натуральные олифы — ГОСТ 7931-76

это жидкие продукты, получающиеся специальной обработкой растительных масел (льняного, конопляного или тунгового масла (высыхающие масла)). Способность твердеть (высыхать) достигается в результате варки масла при высокой температуре (при этом часть масел переходит в смолы) с введением сиккативов. Процесс «высыхания» натуральных олиф происходит в результате процессов взаимодействия масел и смол с кислородом воздуха. Натуральные или масляные олифы являются самыми качественными и дорогостоящими олифами. Они отличаются долговечностью, атмосферостойкостью, стойкостью к воде, хорошо впитываются древесиной, не имеют резкого неприятного запаха. Растворители в натуральных олифах не добавляются. По внешнему виду олифы — прозрачные жидкости, окрашенные в темно-коричневый или светло-коричневый цвета. Олифы получают название от масел, из которых они производятся.

Льняная олифа — жидкость коричневого или светло-коричневого цвета. Плотность ее — 0,94 г/куб.см. Пленка олифы достаточно твердая и эластичная, время высыхания — 24 часа.
Конопляная олифа — жидкость коричневого цвета с зеленоватым оттенком. Плотность — 0,93-0,94 г/куб.см. Полное высыхание ее, также как и льняной, наступает через 24 часа.
Подсолнечная олифа — жидкость коричневого или светло-коричневого цвета. Плотность ее — 0,94 г/куб.см. Пленка олифы достаточно твердая и эластичная, время высыхания — 24 часа.

Натуральная олифа применяется для производства качественных масляных красок (в том числе художественных и типографских), густотертых красок, пропитки столярных изделий, самостоятельного материала для наружных и внутренних работ.

Олифа «Оксоль»: ГОСТ 190-78

Представляет собой продукт окисления полувысыхающих масел (подсолнечное, соевое, хлопковое) продуваемым воздухом при высокой температуре. Техническое название — «олифа оксидированная». При окислении масло густеет и для достижения нормальной вязкости, в масло добавляют сиккатив и растворитель. Процентное содержание масла в олифе «Оксоль» изотовленной по ГОСТ должно составлять 50-55%. В процессе продува воздухом масло темнеет и поэтому олифа не рекомендуется для белых и светлых красок. Олифа «Оксоль» является удешевленным вариантом натуральной олифы, имеет несколько худшие параметры долговечности, имеет характерный запах растворителя. Олифа «Оксоль» применяется для разведения густотертых красок, производства масляных красок, пропитки деревянных изделий,грунтовки поверхности перед покраской масляными красками и эмалями ПФ.
В ГОСТе нормируются два вида олифы «Оксоль»:
— марка «Оксоль» В — производится из льняного или конопляного масла и допускается для наружных работ.
— марка «Оксоль» ПВ — производится из всех других масел и для наружных работ не допускается.

Олифа «Пентоль» (алкидная):

Представляет собой продукт полимеризации невысыхающих масел (касторовое, таловое (древесное)) с пентаэритритом и сиккативом при высокой температуре. При этом получается высыхающая густая олифа, которую разбавляют растворителем до нормальной вязкости. Качественная олифа «Пентоль» достаточно светлая, дает красивую прочную пленку. Пропитка столярных изделий происходит на меньшую глубину, чем у олифы «Оксоль» и натуральных олиф. Олифа «Пентоль» обладает хорошей атмосферостойкостью (лучше чем «Оксоль»), пригодна для производства масляных красок, применяется как самостоятельный материал для наружных и внутренних работ.

Олифа «Ансол» :

Является синтетическим заменителем олифы и представляет собой продукт полимеризации синтетических смол (продукты нефтепереработки) разбавленных растворителем. Техническое название — «олифа нефтеполимерная». Обладает резким неприятным запахом, разлагается от действия ультрафиолетовых лучей, потому не рекомендуется для наружных работ. Олифа имеет глянцевую прочную пленку, быстро сохнет. Пропитка столярных изделий слабая, почти вся пленка остаётся на поверхности. Олифа «Ансол» самая недорогая олифа, чем обусловлено её массовое потребление. Однако отсутствие в составе олифы компонентов масла не позволяет применение нефтеполимерной олифы для производства красок из-за чрезмерного оседания пигментов. Рекомендуется к применению для разведения темных масляных красок, неответственных малярных работ внутри помещения. Применять при интенсивном проветривании.

Мы расширяем своё производство и скоро сможем Вам предложить олифу пентоль, Лак ПФ 030-065 и жирные кислоты подсолнечного масла.

Мы покупаем в Тамбове и Тамбовской области масло раститительное любого качества, фритюрные масла.

жидкостей — плотности

плотность некоторых распространенных жидкостей:

жидкость — — T
( o C)
Плотность
ρ
(кг / m 3 )


Acetaldehyde 18 Уксусная кислота 25 25 1049 Acetone 25 784.6 Ацетонитрил 20 783 акролеина 20 840 Acrolonitrile 25 801 спирт, этиловый (этанол) 25 785,1 спирт, метиловый (метанол) 25 786,5 спирт, пропиловый 25 800,0 миндальное масло ядра 25 910 Alyllamine 20 758 Аммиак (водный) 25 823. 5 Анилин 25 1019 анизол 20 994 Масло абрикосовых косточек 25 910 аргановое масло семян 20 912 Автомобильные масла 15 880 — 940 25 25 Babassu Palm Oil 25 914 914 говядины Talow (земляных животных) 25 9003 902 10 1010 Benzaldehyde 25 25 1040 Benzene 25 873.8 Бензил 15 1230 смородина масло 20 923 Борнео таллового 100 855 Рассол 15 1230 Бром 25 3120 бутаналя 20 802 молочном жире (наземных животных) 15 934 масляная кислота 20 959 Бутан 25 599 599 18 2-бутанон 25 25 800 N-бутилацетат 20 880 н-Бутиловый спирт (бутанол) 20 810 90 037 н-Butylhloride 20 886 Cameline масло 15 924 канолы рапсовое масло 20 915 капроновая кислота 25 921 карболовой кислоты (фенола) 15 956 сероуглерод 25 1261 четыреххлористом углероде 25 1584 Carène 25 857 масло из орехов кешью 15 914 Касторовое масло 25 952 Cherry Kernel масло 25 918 Куриный жир 15 918 Китайский растительный жир 25 887 Хлорид 25 1560 хлорбензол 20 1106 Хлороформ 20 +1489 Хлороформ 25 1465 Лимонная кислота, 50% водный раствор 15 1220 25 25 974 кокосового масла 40 930 15 924 Cohune ореховое масло 25 914 кукурузное масло 20 919 Corriander масло семян 25 908 хлопковое масло 20 920 Крамбе OIL 25 9003 9006 CRESOL 25 25 Creosote 15 15 1067 API O API 60 O F (15 . 6 O C) 790 790 API, 40 O API 60 O F (15.6 O C) 825 Сырая нефть, 35,6 O API 60 O F (15.6 O C) 847 847 Rouby Oil, 32.6 O API 60 O F (15.6 O C) 862 Сырая нефть, Калифорния 60 или F (15.6 O C) 915 9000 Сырая нефть, Мексики 60 O F (15.6 O C) 973 Сырая нефть, Техас 60 O F ( 15,6 о С) 873 кумолом 25 860 Циклогексаном 20 779 Циклопентановых 20 745 Декан 25 726. 3 дизельное топливо от 20 до 60 15 820 — 950 Диэтаноламина 20 1 097 диэтиловый эфир 20 714 о-дихлорбензол 20 1306 дихлорметан 20 1326 диэтиловый эфир 20 714 Диэтиленгликоль 15 1120 Диэтиленгликоль диэтиловый эфир 20 906 дихлорметан 20 1326 диизопропиловый эфир 25 719 диметилацетамид 20 942 -N, N-диметилформамид 20 949 9003 7 Диметилсульфат 20 тысяча триста тридцать-два диметилсульфид 20 848 диметилсульфоксиде 20 1100 додекана 25 754. 6 Этан -89 570 Эфир 25 713,5 этиламин 16 681 Этилацетат 20 901 Этиловый спирт (этанол, чистый алкоголь, зерновой алкоголь или питьевой алкоголь) 20 789 20 913 этилен дихлорид 20 1253 этилен гликоль 25 1097 Euphorbia lagascae масло семян 25 952 Трихлорфторметан хладагент R-11 25 1476 Дихлордифторметан хладагент R-12 25 1311 Ч lorodifluoromethane хладагент R-22 25 одна тысяча сто девяносто четыре Формальдегид 45 812 Муравьиная кислота концентрация 10% 20 1025 Муравьиная кислота концентрация 80% 20 1221 Мазут 60 o F (15. 6 O C) 890 890 25 1416 Furforal 25 25 1155 бензин, натуральный 60 o F (15.6 o C) 711 911 бензин, автомобиль 60 O F (15.6 O C) 737 газовые масла 60 O F (15.6 O C) 890 Глюкоза 60 или F (15.6 О С) 1350 — 1440 Глицерин 25 1 259 Глицерин 25 +1126 Масло виноградных косточек 20 923 Осторожное масло 25 920 25 25 921 Heptane 25 679. 5 сельдь масло 20 914 Гексан 25 654,8 гексанола 25 811 гексеновая 25 671 гексиламин 20 766 гидразина 25 795 ореха бассия mowrah масло 100 862 ионена 25 932 изобутиловый спирт 20 802 изооктан 20 692 Изопропиловый спирт 20 785 изопропилбензола гидропероксида 20 1030 Изопропилмиристат 20 F6 о С) 820,1 линоленовая кислота 25 897 льняное масло 25 924 Машинное масло 20 910 манго масло семян 15 912 менхаден масло 15 920 Ртуть 13590 Метан -164 465 Метанол 20 791 метиламин 25 656 Метил изоамиловый Кетон 20 888 метилизобутилкетон 20 801 Метил н-Пропил Кетон 20 808 Метил ТБ utyl Эфир 20 741 N-метилпирролидон 20 1030 Метилэтилкетон 20 805 Молоко 15 1020 — 1050 Моринга Peregrina масло семян 24 903 Горчичное масло семян 20 913 бараний жир 15 946 Нафта 15 665 нафты, дерево 25 960 нафталин 25 820 Мелии масло 30 912 Нигер масло семян 15 924 Азотная кислота 0 1560 90 006 Oat Был масло 25 9003 25 917 Ocimene 25 998 Octane 15 698. 6 Масло смолы 20 940 Масло скипидара 20 870 масла, смазочные 20 900 Oiticica масло 20 972 Оливковое масло 20 911 Кислород (жидкость) -183 1140 пальмоядровое масло 15 922 Пальмовое масло 15 914 пальмовый олеин 40 910 пальмовый стеарин 60 884 паральдегидом 20 994 Парафин 800 Пальмитиновая кислота 25 851 Арахисовое масло 20 914 пентан 20 626 пентан 25 625 Perchlor этилена 20 1620 периллы масло 25 25 924 924 Ehoteher 20 640 бензин, натуральный 60 o F (15. 6 O C) 711 711 бензин, автомобиль 60 O F (15.6 O C) 737 25 1072 1072 Фосген 0 1378 Phytadiene 25 823 Phulwara масло 100 862 пинен 25 857 кедровое масло 15 919 Мак масло семян 25 916 Свиное сало 20 898 пропаналя 25 866 Пропан — 40 493.5 Пропан, Р-290 25 494 пропанол 25 804 Пропиламин 20 717 Propylenearbonate 20 1201 Пропилен 25 514,4 Пропиленгликоль 25 965,3 пиридин 25 979 пиррола 25 966 рапсовое масло 20 920 резорцин 25 1269 масло рисовых отрубей 25 916 Канифоль масло 15 980 масло лосося 15 924 сардины масло 25 915 Морская вода 25 1025 Seaflower масло семян 15 924 масло печени акулы 25 917 Sheanut масло 100 863 Силан 25 718 Силиконовое масло 25 965 — 980 Гидроксид натрия (каустической соды) 15 +1250 Sorbaldehyde 25 895 Соевое масло 20 920 стеариновая кислота 25 891 Stillinga семян масло ядра 25 937 Дихлорид серы 1620 Серная кислота 95% концентрации 20 1 839 Sulfurus кислота -20 хлорид 1490 сульфурил 1680 раствор сахара 68 Брикс 15 1338 Подсолнечное масло 20 919 Стирол 25 903 таллового масла 25 969 терпиненовые 25 847 Тетрагидрофуран 20 888 толуол 20 867 трихлор этилена 20 1470 триэтиламин 20 728 Трифторуксусная кислота D 20 14 1489 TUNG OIL 25 912 TURPIBENE 25 868. 2 Ucuhuba масло масло 100 870 Vernonia масло 30 901 Масло грецкого ореха 25 921 Вода, тяжелая 11,6 1105 воды — Pure 4 1000 77 O F (25 O C) 1022 китовое масло 15 925 масло зародышей пшеницы 25 926 о-Ксилол 20 880 м-Ксилол 20 864 п-Ксилол 20 861
  • 1 кг/м 3 = 0.001 г / см 3 = 0,0005780 унция / в 3 = 0.16036 унции / галлона (Imperial) = 0.1335 oz / gal (US) = 0,0624 фунт / фут 3 = 0,000036127 фунтов / в 3 = 1,6856 фунтов / ярд 3 = 0,010022 фунта/галлон (британская система) = 0,008345 фунта/галлон (США) = 0,0007525 тонна/ярд В США фунты на самом деле являются мерой силы, а не массы. Слизняки — верная мера массы. Вы можете разделить фунты на кубический фут на 32.2 для приблизительного значения в слагах.

    Плотность жидкостей — Американское химическое общество

    Объектив

    Учащиеся смогут объяснить, что плотность жидкости зависит от того, насколько она тяжелая для данного размера образца. Студенты также смогут объяснить, что если жидкость более плотная, чем вода, она утонет при добавлении в воду, а если менее плотная, чем вода, она будет плавать.

    Ключевые понятия
    • Жидкость, как и твердое тело, имеет свою плотность.
    • Плотность жидкости является мерой того, насколько она тяжелая для измеряемого количества. Если вы взвесите равные количества или объемы двух разных жидкостей, жидкость, которая весит больше, будет более плотной.
    • Если на поверхность воды осторожно добавить жидкость с меньшей плотностью, чем вода, она будет плавать на поверхности воды. Если на поверхность воды добавить жидкость более плотную, чем вода, то она утонет.

    Примечание: В этом уроке о плотности мы намеренно используем термины «размер» и «количество» вместо «объем».Мы также используем «тяжелый», «легкий» и «вес» вместо «масса». Если ваши учащиеся уже усвоили значения объема и массы, вы можете легко использовать эти термины для определения плотности (Плотность = масса/объем), а затем использовать эти термины в этом уроке.

    Выравнивание NGSS
    • NGSS 5-PS1-3:  Проводите наблюдения и измерения для идентификации материалов на основе их свойств.

    Резюме

    На предыдущем уроке учащиеся узнали, что плотность связана с тем, насколько тяжел объект или вещество по отношению к его размеру, и эта плотность определяет, тонет объект или плавает.Студенты также заметили, что вы можете сравнить плотность вещества с плотностью воды, сравнивая веса равных количеств вещества и воды с помощью весов.

    В этом уроке: 

    • В качестве демонстрации учитель сравнит вес равного количества или объема воды и кукурузного сиропа, чтобы учащиеся увидели, что кукурузный сироп более плотный, чем вода, и тонет.
    • Учащиеся сравнят вес равного количества или объема воды и растительного масла и увидят, что растительное масло имеет меньшую плотность, чем вода, и всплывает на поверхность.
    • Учащиеся добавляют кукурузный сироп в слои масла и воды и видят, как кукурузный сироп опускается ниже уровня масла и воды.

    Оценка

    Загрузите лист с заданиями для учащихся (PDF) и раздайте каждому учащемуся, если это указано в задании. Рабочий лист будет служить компонентом оценки плана урока 5-E.

    Безопасность

    Убедитесь, что вы и ваши ученики носите правильно подобранные защитные очки. Изопропиловый «протирочный» спирт является легковоспламеняющейся жидкостью.Беречь от тепла, искр, открытого огня и горячих поверхностей. Изопропиловый спирт также раздражает глаза и кожу и может вызвать сонливость или головокружение при вдыхании. Работайте с изопропиловым спиртом в хорошо проветриваемом помещении. Прочтите и следуйте всем предупреждениям на этикетке.

    Очистка и утилизация

    Напомните учащимся о необходимости мыть руки после выполнения задания. Все обычные бытовые или классные материалы можно сохранить или утилизировать обычным образом.

    Материалы
    • Вода
    • 2 прозрачных пластиковых стаканчика
    • Кукурузный сироп (сироп Каро), 1 стакан
    • Пищевой краситель
    • Палочка для эскимо или пластиковая ложка
    • Масло растительное
    • Спирт изопропиловый «протирочный» (70%)
    • Кубики льда
    • Весы

    Подготовка учителей

    Налейте 50 мл кукурузного сиропа, 50 мл воды и 50 мл растительного масла в три пластиковых стаканчика для каждой группы.

    Примечание: Кукурузный сироп и растительное масло трудно удалить из градуированных цилиндров. Чтобы избежать этого беспорядка, отмерьте и налейте по 50 мл воды в каждую из трех пластиковых чашек. Затем отметьте снаружи каждую чашку, чтобы указать уровень жидкости в каждой чашке. Вылейте воду из двух чашек и высушите внутреннюю часть бумажным полотенцем. Затем используйте эти чашки, чтобы измерить количество кукурузного сиропа и растительного масла для каждой группы. Добавьте 1 каплю пищевого красителя в кукурузный сироп.

    Каждой группе потребуется 50 мл кукурузного сиропа, 50 мл воды и 50 мл растительного масла в отдельных чашках.

    Для демонстрации вам понадобится 50 мл воды и 50 мл кукурузного сиропа (подкрашенного 1 каплей пищевого красителя) в отдельных чашках.

    Пример компенсации плотности при мониторинге обводненности

    Непрерывная компенсация плотности при мониторинге обводненности обеспечивает необходимую точность, которая требуется для современных процессов добычи нефти в плотных породах. Стоимость добываемой нефти частично зависит от процентного содержания воды или обводненности. Обводненность также во многом определяет обработку, необходимую для подготовки нефти к продаже и транспортировке. Операторам необходимо определить, готова ли нефть к прохождению через автоматизированную систему коммерческого учета по аренде (LACT), обычно используемую для измерения расхода и состава сырой нефти при переходе из рук в руки (рис. 1) , или ее необходимо отвести в сторону для дальнейшей подготовки к удалению воды.

    Система «кассового аппарата» LACT измеряет несколько переменных (расход, плотность, температура, вода), чтобы определить, соответствует ли нефть заданному качеству для трубопровода.Масло с содержанием воды от 0,5% до 1,0% вызывает коррозию и, как правило, не подходит для продажи.

    Измерения обводненности также являются частью систем автоматического испытания скважин (AWT), используемых для оценки и управления продуктивностью отдельных скважин на месторождении путем последовательного тестирования их продуктивности и производительности. Когда обводненность незначительна или постоянна, ее можно определить путем периодического отбора проб, и результаты этого отбора можно использовать для установления значения дебита скважины до следующего испытания.

    В тех случаях, когда обводненность изменяется, как это бывает при использовании современных технологий добычи нефти в плотных породах, таких как гидравлический разрыв пласта (гидроразрыв пласта), часто необходимо часто измерять или постоянно контролировать состав водонефтяных смесей. Кроме того, непрерывный мониторинг сокращает трудозатраты на отбор проб нефти и позволяет повысить автоматизацию добычи на устье скважины.


    Рис. 1. Арендованная установка автоматизированного коммерческого учета (LACT), которая измеряет расход, плотность, температуру и воду, часто оснащается массовым расходомером Кориолиса, а также емкостным анализатором обводненности.

    Измерения обводненности выполняются приборами, в том числе микроволновыми анализаторами, инфракрасными спектрометрами, кориолисовыми денситометрами и емкостными анализаторами
    . Кориолисова денситометрия и емкостной анализ, в частности, предлагают сочетание низкой начальной стоимости, высокой точности, прочности и надежности, что делает их идеально подходящими для непрерывных измерений в устье скважины.

    Фактический анализатор обводненности на основе емкости представляет собой концентрический встроенный конденсатор, который использует относительно большую разницу в диэлектрической проницаемости между нефтью (k ≈ 2.3) и вода (k ≈ 80) до состава поступающего потока. Электроника системы передает радиочастотное (РЧ) напряжение на датчик и измеряет емкость между датчиком и окружающей трубой. Чем больше воды в промежуточной жидкости, тем выше ее емкость.

    Обводненность можно рассчитать на основе измеренной емкости на основе предсказуемой взаимосвязи свойств материалов.

    Многие устья скважин обычно используют расходомеры Кориолиса для измерения количества добываемой нефти.Наряду с измерением массового расхода технология Кориолиса может использоваться для измерения средней плотности жидкости. Если плотность нефти известна и остается постоянной, измерение средней плотности жидкости можно использовать для расчета обводненности.

    Но при самостоятельном использовании ни емкостная технология, ни технология Кориолиса не могут отличить сдвиги из-за обводненности от сдвигов из-за изменений плотности нефти или плотности в градусах API. В результате обычное измерение обводненности показывает изменение плотности по мере изменения воды.Постоянные изменения температуры и плотности на LACT выглядят как изменение содержания воды. Более низкая плотность выглядит как более низкая вода, но на самом деле вода может подниматься. Вода превращается в стоимость, и клиент или покупатель могут не получать то, за что они платят.

    Подробнее Изменение плотности
    Многие факторы влияют на плотность сырой нефти в градусах API, в том числе изменения температуры и состава, а также регион и формация, где она была извлечена.Если не компенсировать должным образом, эти изменения приведут к тому, что стандартные мониторы обводненности будут ошибочно приписывать изменения плотности изменениям содержания воды.

    Этот недостаток не имеет большого значения в приложениях, где плотность в градусах API варьируется в узком диапазоне, например, в обычных вертикальных нефтяных скважинах, которые добываются из локализованной, четко определенной области с постоянными свойствами. Но более высокие цены на нефть привели к более широкому использованию горизонтального бурения и гидроразрыва пласта. Вместо вертикальных скважин
    , усеивающих ландшафт, можно использовать горизонтальное бурение для вскрытия участка площадью 600-1000 акров.Из одного места шесть или восемь скважин обычно спускаются вниз к пласту (возможно, от 7000 до 8000 футов), а затем горизонтально на милю или более, чтобы покрыть всю площадь.

    Значения плотности по API для большинства нефтяных жидкостей составляют от 10 до 70 градусов. Вариация внутри любой формации может легко составлять +/- 5 API, а изменения в разных формациях, даже в одном и том же регионе, могут быть намного больше. Без компенсации этого отклонения погрешности содержания воды могут достигать 0. 15% за изменение градуса API. Даже небольшое изменение 3 API может привести к ошибкам измерения воды в 0,45 %, что близко к порогу отклонения для большинства систем LACT.

    После гидроразрыва и завершения скважины нефть из точки добычи обычно содержит до 50% воды, поэтому она должна быть обработана с помощью сепарационного оборудования, такого как установка для обработки с подогревом (рис. 2) для отдельно газ, нефть и вода. Мониторинг обводненности нефти, выходящей из сепарационной установки, помогает отслеживать и контролировать, насколько хорошо работает оборудование, а также достаточно ли сухая нефть для подачи на LACT.Как только нефть находится в LACT, необходимо определить
    , достаточно ли она сухая, чтобы подать ее в трубопровод, этот порог обычно составляет от 0,5% до 1,0% содержания воды.

    На неавтоматизированных полях резервуары опорожняются грузовиками, а не трубопроводом.

    Нефть с площади 25-30 квадратных миль обычно доставляется грузовиками на станцию ​​разгрузки, оборудованную LACT и соединенную с местным резервуарным парком и трубопроводом. Здесь компенсация плотности является абсолютным требованием, потому что нефть с площади такого размера, как правило, будет иметь более высокие колебания плотности, чем нефть с арендованной единицы площадью 1000 акров.

    Компенсация плотности
    Измерения обводненности могут быть экономически эффективно компенсированы по плотности путем корректировки с помощью измерения плотности существующим массовым расходомером Кориолиса. Подключение емкостного анализатора обводненности к кориолисовому измерителю с использованием доступного модуля компенсации плотности (DCM) позволяет анализатору
    автоматически компенсировать изменения плотности, которые могут возникать в составе нефтепродуктов, и снижает требования к калибровке из-за этих изменений.

    Такой подход может позволить емкостному анализатору поддерживать заявленную точность при больших колебаниях плотности, обеспечивая точность измерения от нагрузки к нагрузке независимо от изменений в составе продукта. Модули также используют существующее измерение температуры кориолисовым измерителем для выполнения температурной компенсации при температурах до 450 ° F и давлениях до 1500 фунтов на квадратный дюйм.

    Применения для этого подхода включают основные отложения и воду (BS&W), разделительные сосуды, обнаружение пробок в трубопроводе, разгрузку грузовиков, защиту труб, диэлектрический анализ и мониторинг машинного смазочного масла, а также вышеупомянутые приложения AWT, LACT и сепаратора.

    Рисунок 2. Наряду с мониторингом производительности оборудования и качества продукции добавление компенсации плотности может уменьшить количество нефти, которое необходимо отводить обратно в оборудование для разделения нефти и воды, такое как этот тепловой реактор.

    Заключение
    Усовершенствования в бурении нефтяных скважин наряду с необходимостью автоматизации нефтяных месторождений, производительность которых повышается благодаря этим достижениям, создали спрос на более точные технологии измерения. Доступность новых, инновационных и более точных продуктов, таких как мониторинг обводненности, который сводит к минимуму ошибки, связанные с изменениями температуры и плотности, отвечает последним требованиям этих требовательных приложений для измерения нефти.

    Узнайте больше о мониторах обводненности Drexelbrook здесь.

    Плотность растительных масел в зависимости от температуры (?-подсолнечное масло; ? кукурузное масло;…

    Знание химического состава непопулярных источников пищевых масел стало первостепенным для дополнения использования широко известных растительных масел.В этом исследовании была проведена газохроматографическая количественная оценка жирных кислот и фитохимических веществ, а физико-химический состав и микроэлементный состав масла листьев и семян Duranta repens оценивались стандартными методами. Листовые масла содержали значительно более высокие (p < 0,05) значения перекиси, йода и тиобарбитуровой кислоты, показатель преломления и содержание влаги, в то время как число омыления, удельный вес, температура плавления и рН были значительно выше в масле семян. Масла из семян содержали более высокое содержание Mg, K, Na и витамина K, в то время как масло из листьев содержало более высокое содержание Fe, витамина A и витамина D.Встречаемость жирных кислот была следующей: пальмитиновая > преобладала в масле листьев. Спартеин, антоцианы и фитаты были среди наименьших фитохимических веществ в составе обоих образцов. Эти оцененные химические свойства позволяют предположить, что масло семян Duranta repens больше подходит для промышленных и терапевтических целей. Ключевые слова: жирные кислоты / микронутриенты / фитохимические вещества / физико-химические вещества / Duranta repens. La connaissance де ла состав chimique де источников d’huiles foodes peu utilisées est devenue primordiale afin de compléter l’utilization des huiles vegétales plus largeness продолжается.Dans cette étude, la quantification, par chromographie en Phase Gazuse, des acides gras и phytochimiques composants and été effectuée, et la физико-химический состав и en micronutrients de l’huile de feuilles et de grines de Duranta repens a été évaluée à l’aide классические методы. Основные значения, содержащие значение ценности плюс содержание (p < 0,05) пероксида, йода и тиобарбитурной кислоты, тандис, определяющее значение омыления, плотность, точку плавления и рН, значение значения плюс количество dans l'huile de grines.Les huiles de grenes contiennent des teneurs en Mg, K, Na и витамин K plus élevées, tandis que l'huile de feuille contenait des teneurs superieures en Fe, витамин A и витамин D. Относительная концентрация в кислотах gras était la suivante : Palmitique > Oléique > myristique > stéarique > caprique > linoléique > laurique > palmitoléique pour l’huile de grines, et linoléique > palmitoléique > oléique > sté aric > palmitique > myristique > caprique > laurique > myristoléique pour l’huile foliaire.Основными фитохимическими составляющими зёрен являются катехин (68,12 мг/мл), сапонин (44,03 мг/мл), рутин (32,89 мг/мл), линамарин (22,66 мг/мл). мл) и танины (19,62 мг/мл), а также кемферол (84,05 мг/мл), рутин (62,26 мг/мл) и сапонины (45,63 мг/мл) преобладают над другими l’huile de feuilles. La spartéine, les anthocyanines les phytates comptaient parmi les composants les moins presents, pour les deux échantillons. Ces propriétés chimiques suggèrent que l’huile de grines de Duranta repens est plus, адаптированный к промышленным и терапевтическим плавникам.

    Университет Акрона, Огайо

    Вернуться к индексу модулей профессионального развития
    Версия для печати

    Удельный вес: относительная плотность жидкостей

    Классы: 5-8
    Автор: Джойс Брумбергер
    Посмотреть план урока для учащихся


    Аннотация

    Описание модуля

    В результате модуля профессионального развития, проводимого провайдером, участники узнают, создавая свои ареометры ручной работы, как работает ареометр и что он измеряет.Используя свои ареометры, они определят относительную разницу в удельном весе жидкостей и сравнят эти значения со значениями, полученными с помощью промышленного ареометра. На основе своих выводов участники создадут собственную колонку плотности жидкости. Участники разработают урок, который они смогут реализовать в своем собственном классе.


    Цели
    • Участники узнают термин удельный вес
    • Участники изучат функцию ареометра
    • Участники узнают удельный вес различных веществ
    • Участники смогут собрать ареометр
    • Участники смогут определять относительный удельный вес различных жидкостей
    • Участники смогут создать столбец плотности жидкости
    • Участники составят план урока, чтобы помочь своим ученикам в разработке и проведении эксперимента

    Материалы

    Помолвка

    • Короткие видеоролики, как описано на этапе взаимодействия

    Разведка и разработка

    • Бутылки для воды на 20 унций с отрезанными верхушками, по 1 на каждую используемую жидкость, 7 бутылок/комплект — 1 комплект/группа
    • 2 2-литровая бутылка
    • 3 унции.пластиковые стаканчики для питья
    • Дистиллированная вода
    • Кошерная соль
    • Сахар
    • Кукурузный сироп
    • Изопропиловый спирт (приобретается в аптеке)
    • Уксус
    • Выберите одно масло: Кукурузное масло, Оливковое масло, Детское масло

    Материалы для ареометра: Изготавливаются каждым участником

    • Соломинки для питья
    • Перманентные маркеры — 2 разных цвета
    • Маленькие гвозди, чтобы вставить их в соломинку
    • Линейка
    • Пластилин или блю-так
    • Ножницы

    • Градуированный цилиндр 25 мл
    • Бумажные полотенца
    • 3 x 5 каталожных карточек
    • Универсальные ареометры, по 1 на каждую группу (Nasco Science, 1-800-558-9595 — артикул № SB16439M / 7 долларов США. 40 шт.) (при необходимости ареометр можно разделить между группами)
    • Стеклянный или пластиковый контейнер для удаления жидкостей в колонках плотности

    Пояснение

    • Ареометры различных типов для:
      • Резервуары для соленой воды — покупка в зоомагазине или в научном онлайн-каталоге
      • Автомобильные аккумуляторы — магазин автозапчастей, Wal-Mart, K-Mart
      • Антифриз в автомобильных радиаторах — магазин автозапчастей, Wal-Mart, K-Mart
    • Водопроводная вода
    • Дождевая вода

    Процедуры

    Помолвка

    Покажите видео о том, как кто-то пытается завести машину, но батарея разряжена, или расскажите о том, на что это похоже.

    Спросите участников: «Был ли у вас когда-нибудь подобный опыт?» Большинство скажет да. Спросите участников: «Знаете ли вы, как проверить аккумулятор вашего автомобиля, чтобы убедиться, что он в хорошем рабочем состоянии?» Ответы будут различаться.

    Воспроизведите видеоролик, в котором показано, как использовать устройство для проверки уровня жидкости в автомобильном аккумуляторе. http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

    Оценка: Оценка продолжается с устными ответами участников.

    Разведка

    1. Проинструктируйте участников, что они собираются сделать устройство для определения относительной плотности различных жидкостей.
    2. Разделите участников на группы по три человека и предоставьте каждому участнику материалы, необходимые для изготовления ареометра. Дайте каждой группе обрезанную бутылку с водой, почти доверху наполненную дистиллированной водой.
    3. Попросите участников отмерить и отрезать соломинку длиной 10 см.
    4. Попросите участников сделать небольшой шарик из пластилина и запечатать один конец соломинки, чтобы он был водонепроницаемым.
    5. Попросите участников воткнуть в соломинку два гвоздя острием вниз.
    6. Попросите участников опустить соломинку в воду и проверить, плавает ли она прямо вверх и вниз. Если нет, попросите их добавлять по одному гвоздю за раз, пока он не закрепится. Если соломинка касается дна бутылки, либо добавьте больше воды, либо обрежьте соломинку по длине.
    7. Попросите участников использовать несмываемый маркер и отмечать места, где поверхность воды соприкасается со стороной соломинки.
    8. Попросите участников осторожно вытереть насухо соломинку бумажным полотенцем и провести четкую тонкую линию водяного знака.
    9. Попросите участников использовать маркер другого цвета и с помощью острого кончика маркера сделать отметки через каждые 2 мм по обе стороны от линии воды, всего 7 отметок с каждой стороны от линии воды.
    10. Предоставьте каждой группе набор образцов жидкостей для тестирования и проинструктируйте участников, что каждый из них должен использовать свой собственный инструмент для тестирования различных жидкостей.
    11. Сообщите участникам, что значение ватерлинии равно 1,0 и что каждая отметка имеет значение 0,2. Если линия поверхности жидкости находится между линиями, когда ареометр плавает в бутылке, скажите им, чтобы они оценили в меру своих возможностей.
    12. Скажите участникам, что измерения будут отражать лишь незначительные различия, но они должны сделать все возможное и записать свои выводы.
    13. Попросите участников осторожно вытирать соломинку насухо между приемами жидкости.
    14. Попросите участников каждой группы поделиться своими данными внутри группы после того, как все завершили измерения.
    15. На основе собранных данных попросите участников проиллюстрировать и подписать столбец плотности на своем рабочем листе. Внизу указано самое плотное вещество, вверху наименее плотное. Если имеется более одной жидкости одинаковой плотности, перечислите их вместе.
    16. Скажите каждой группе, что вы собираетесь предоставить им изготовленный инструмент и использовать его так же, как и их соломинку.
    17. Поручите им считать и записать показания прибора для каждой из жидкостей. Напомните им осторожно вытирать его насухо между жидкостями.
    18. Попросите участников проиллюстрировать и подписать столбец второй плотности на своем листе на основе изготовленного прибора. Внизу указано самое плотное вещество, вверху наименее плотное. Если имеется более одной жидкости одинаковой плотности, перечислите их вместе.

    Оценка: Оценка продолжается, поскольку участники работают вместе, записывают данные и обсуждают результаты друг с другом.

    Пояснение

    Задайте участникам следующие вопросы:

    1. Какой у вас был опыт работы с сделанным вами инструментом?
      • Ответы будут разными, но большинство обнаружит, что получить точные измерения было сложно.Некоторые могут обсуждать трудности с удерживанием инструмента в вертикальном положении или другие неправильные действия.
    1. Сравните и сопоставьте опыт работы с изготовленным прибором.
      • Ответы будут разными, но большинство скажет, что изготовленное устройство обеспечивает более точные измерения и проще в использовании. Эти два инструмента были похожи, потому что они оба плавали вверх или вниз в зависимости от используемого жидкого вещества.
    1. Как называется этот прибор и что он точно измеряет?
      • Прибор представляет собой ареометр, предназначенный для определения удельного веса вещества.
    1. Что такое удельный вес?
      • Удельный вес похож на плотность вещества, но не имеет единиц измерения. Это потому, что удельный вес — это сравнение плотности вещества с плотностью воды. Удельному весу воды присваивается значение 1,000 при температуре воды 60°F.
    1. Вы нашли, что стоимость дистиллированной воды равна 1.000? Если нет, то почему?
      • Вода имела комнатную температуру и значение 1.000 дается при температуре воды 60 ° F. Могут быть видны небольшие различия.
    1. Как вы думаете, удельный вес водопроводной или дождевой воды будет таким же, как у дистиллированной воды? Почему или почему нет?
      • Водопроводная вода содержит минералы, в отличие от дистиллированной воды. Продемонстрируйте это, поместив ареометр в образец каждого из них по отдельности, и попросите добровольца подойти, чтобы считать значения.
    1. Как вы думаете, удельный вес молока и обезжиренного молока будет одинаковым?
      • Удельный вес отличается из-за содержания жира в молоке.Однако в молоке много компонентов, и содержание жира необходимо определять другими методами.
    1. Созданный вами столбец плотности получился таким же, как на иллюстрации?
      • Ответы будут разными, но общая проблема заключается в том, что некоторые вещества смешиваются вместе, например, соленая вода и сахарная вода или алкоголь. Это хороший пример, который впоследствии может привести к обсуждению решений.
    1. Вы видели или можете вспомнить места, где используются ареометры?
      • Посмотрев видеоролики, участники ответят, что ареометры используются для проверки автомобильных аккумуляторов. Ареометры также используются для проверки уровня антифриза в автомобильных радиаторах, аквариумах с морской водой, при производстве вина и пива, при проверке молока и для конкретных нужд во многих других отраслях промышленности. Когда они берут анализ мочи в кабинете врача, тест-полоски показывают значение удельного веса. Нормальный диапазон составляет от 1,020 до 1,030. Значения выше или ниже этого могут указывать на то, что организм не функционирует нормально, и врач может начать проводить другие тесты, чтобы поставить правильный диагноз.
      • Покажите образцы других ареометров, которые были собраны для этого урока.
    1. Морские рыбы очень чувствительны к изменениям солености. Как вы можете следить за водой, чтобы убедиться, что в аквариуме содержится надлежащее количество морской соли?
      • Плавающий в резервуаре ареометр покажет значение удельного веса. Затем вам нужно использовать специальную диаграмму, которая сравнивает температуру воды и значение удельного веса, чтобы найти уровень солености.
    1. Поместите предмет, который тонет, в стакан с водой.Что бы вы сделали, чтобы этот объект плавал?
      • Добавьте любые вещества, повышающие удельный вес воды, такие как сахар или соль.

    Оценка: Оценка продолжается с устными ответами и обсуждением вопросов.

    Разработка

    1. Сообщите участникам, что их группа собирается создать колонку плотности жидкости на основе измеренного удельного веса веществ, с которыми они ранее работали.
    2. Попросите участников выбрать 4 жидкости, которые они хотят использовать для создания колонки, кроме дистиллированной воды, и проиллюстрировать, как, по их мнению, будет выглядеть колонка плотности.
    3. Попросите участников поделиться своими данными и предлагаемой колонкой плотности с другой группой и объяснить причины перечисления жидкостей в порядке, который они проиллюстрировали, подтверждая это данными.
    4. Попросите участников использовать мерный цилиндр объемом 25 мл для создания колонки плотности.
    5. Попросите участников откалибровать небольшую пластиковую чашку для питья на 10 мл, налив 10 мл воды в чашку и отметив уровень на внешней стороне чашки перманентной ручкой.
    6. Попросите участников использовать жидкости из бутылей для проб, которые использовались ранее, для создания столбцов плотности.
    7. Попросите участников использовать изготовленный ими пластиковый мерный стаканчик для измерения 10 мл каждой жидкости, которая будет использоваться в колонке плотности.
    8. Попросите участников слегка наклонить цилиндр и медленно выливать каждую жидкость по стенке цилиндра в порядке, который они проиллюстрировали, начиная с самой густой.
    9. Попросите участников проиллюстрировать на карточке 3 x 5 свой столбец плотности, как они это сделали на листе, и показать его рядом с построенным столбцом.
    10. Когда все закончат, попросите участников пройтись и просмотреть столбцы плотности всех остальных групп, стараясь не мешать градуированным цилиндрам.
    11. Попросите участников вылить содержимое градуированного цилиндра в предназначенный для этого контейнер и вымыть градуированный цилиндр теплой водой с мылом.

    Оценка: Столбцы плотности будут отражать понимание учащимися, а устное обсуждение покажет, что было правильно или что можно было бы улучшить в будущем.


    Обоснование

    Плотность — это очень концептуальная концепция, и множество практических примеров и опытов помогают лучше понять ее. Распространенным заблуждением является то, что плотность применима только к твердым телам, тогда как на самом деле она применима также и к жидкостям и газам. Плотность жидкости по сравнению с водой называется удельным весом. Удельный вес жидкостей — это мера, постоянно используемая в промышленности, но она также очень часто используется в нашей повседневной жизни, от проверки надлежащего уровня жидкости в автомобильном аккумуляторе и радиаторе до анализа мочи в кабинете врача.


    Научные стандарты

    NSES СОДЕРЖАНИЕ СТАНДАРТ A: Наука как исследование

    В результате деятельности в 5-8 классах все учащиеся должны

    • Развивать использование инструментов и методов, включая математические, которые будут руководствоваться заданным вопросом и исследованиями, разработанными учащимися. Использование компьютеров для сбора, обобщения и отображения доказательств является частью этого стандарта. Учащиеся должны иметь возможность доступа, сбора, хранения, извлечения и организации данных с использованием аппаратного и программного обеспечения, предназначенного для этих целей.
    • Основывайте свое объяснение на том, что они наблюдали, и по мере развития когнитивных навыков они должны быть в состоянии отличать объяснение от описания, предоставляя причины для следствий и устанавливая отношения на основе доказательств и логических аргументов. Этот стандарт требует наличия предметной базы знаний, чтобы учащиеся могли эффективно проводить исследования, поскольку разработка объяснений устанавливает связи между содержанием науки и контекстом, в котором учащиеся осваивают новые знания.
    • Критически относиться к доказательствам, включая решение о том, какие доказательства следует использовать, и учет аномальных данных. В частности, учащиеся должны уметь анализировать данные простого эксперимента, обобщать данные и формулировать логические доводы о причинно-следственных связях в эксперименте. Студенты должны начать давать некоторые объяснения с точки зрения взаимосвязи между двумя или более переменными.

    NSES СОДЕРЖАНИЕ СТАНДАРТ B: Физические науки

    В результате своей деятельности в 5-8 классах у всех учащихся должно сформироваться понимание того, что

    • Вещество имеет характерные свойства, такие как плотность, температура кипения и растворимость, которые не зависят от количества пробы.Смесь веществ часто можно разделить на исходные вещества, используя одно или несколько характерных свойств.

    NSES СТАНДАРТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ A

    Профессиональное развитие учителей естественных наук требует изучения основного научного содержания через точки зрения и методы исследования. Опыт изучения естественных наук для учителей должен

    • Привлекайте учителей к активному исследованию явлений, которые могут быть изучены с научной точки зрения, интерпретации результатов и осмыслению результатов в соответствии с принятым в настоящее время научным пониманием.
    • Обращайтесь к вопросам, событиям, проблемам или темам, значимым для науки и представляющим интерес для участников.
    • Познакомить учителей с научной литературой, средствами массовой информации и технологическими ресурсами, которые расширят их научные знания и их возможности доступа к дополнительным знаниям.
    • Опирайтесь на текущее понимание, способности и отношение учителя к естественным наукам.
    • Включите постоянное размышление о процессе и результатах понимания науки посредством исследования.
    • Поощряйте и поддерживайте учителей в их усилиях по сотрудничеству.

    NSES СТАНДАРТ ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ B

    Профессиональное развитие учителей естественных наук требует интеграции научных знаний, обучения, педагогики и учащихся; это также требует применения этих знаний к преподаванию естественных наук. Учебный опыт для учителей естественных наук должен

    • Соедините и интегрируйте все соответствующие аспекты науки и естественнонаучного образования.

    Лучшие методы преподавания
    • Цикл обучения
    • Запрос
    • Навыки научного процесса

    Сроки

    1 1/2 часа


    Подготовка
    1. Приготовьте раствор соленой воды, используя 35 г кошерной соли на 1 л воды. Смешайте в 2-литровой бутылке и энергично встряхните, пока соль полностью не растворится.
    2. Приготовьте раствор сахара, как описано для соленой воды.
    3. Отрежьте верхушки у 20-унц. бутылки с водой, чтобы создать емкость высотой 10 см от дна.
    4. Создайте набор жидкостей для каждой группы, наполнив отрезанные бутылки с водой на 1 см от верха. Пометьте каждую бутылку соответствующим образом несмываемым маркером. Набор должен включать по 1 флакону каждого из следующих средств:
      1. вода дистиллированная
      2. соленая вода
      3. сахарная вода
      4. кукурузный сироп
      5. изопропиловый спирт
      6. масло
      7. уксус

    Безопасность

    Колонки плотности следует опорожнять в специальный контейнер. Контейнер можно мыть и ополаскивать в раковине теплой водой с мылом.


    Оценка

    Н/Д


    Объяснение науки

    Ареометры представляют собой калиброванные цилиндрические стеклянные трубки, утяжеленные свинцовой дробью или ртутью и используемые для определения удельного веса жидкости. Удельный вес — это отношение плотности жидкости к плотности воды при температуре 60 градусов по Фаренгейту. С ним не связаны единицы измерения, потому что это сравнение.Например, плотность воды при температуре 60 градусов по Фаренгейту составляет 1000 г/см3. Его удельный вес составляет 1.000. Плотность аммиака 0,8974 г/см3. Его удельный вес по сравнению с водой составляет 0,8974, что означает, что он легче воды.

    Ареометр опускают в высокий столб измеряемой жидкости и оставляют на плаву в вертикальном положении. Показания ареометра снимаются в точке, где поверхность жидкости касается стеклянного стержня. Ареометры работают по принципу Архимеда.Когда ареометр помещают в высокий столб жидкости, жидкость поднимается вверх под действием силы, пропорциональной весу вытесненной жидкости. Ареометры плавают ниже в жидкостях с низкой плотностью и выше в жидкостях с высокой плотностью.

    Существуют универсальные ареометры, но в различных отраслях промышленности диапазон удельного веса используемых ими жидкостей очень мал. Поэтому ареометры рассчитаны на большие или малые значения.


    Раздаточные материалы

    Таблица данных измерения жидкости и рабочий лист


    Удлинители

    Практические занятия по пластику, набор 2 от Американского химического совета

    Пекарни измеряют удельный вес своего теста, чтобы гарантировать качество и стабильность.Исследуйте другие отрасли, чтобы узнать, насколько важен удельный вес в их деятельности.

    Узнайте, как работает радиатор автомобиля и насколько важен антифриз в радиаторе. Узнайте, как найти удельный вес жидкости, чтобы радиатор функционировал должным образом.


    Шаблон реализации урока

    Скачать шаблон реализации урока: документ Word или файл PDF


    Капитал

    Постарайтесь обеспечить, чтобы все участники участвовали и выражали свои идеи либо устно, либо посредством письменных комментариев. При работе в парах или группах постарайтесь сделать группы как можно более разнородными, учитывая специфические потребности людей.


    Ресурсы

    Нет доступных для этого модуля.


    Ссылки

    http://www.wisegeek.com/what-does-a-car-radiator-do.htm

    http://www.expertvillage.com/video/27218_cars-care-radiator-coolant.htm

    http://www.encyclopedia.com/doc/1E1-hydromet.html

    http://leebrewery.com/hydromet.хтм

    http://www.diynetwork.com/diy/lp_fish/article/0,2041,DIY_14062_2271617,00.html

    http://video.aol.com/video-detail/auto-and-truck-battery-reconditioning-step-5/1607610001

    http://www.ecawa.asn.au/home/jfuller/liquids/hydrometers.htm

    http://www.grandpapencil.net/science/hydrom.htm

    http://www.msp.umb.edu/salt_water_wedge.html

    http://www.anytestkits.com/utk-specific-gravity-of-urine.htm

    http://www.americanchemistry.com/s_plastics/hands_on_plastics2/introduction/default. asp


    Оценка влажности листьев масличной пальмы по корреляции с плотностью для процесса газификации :: Биоресурсы

    Сулейман С.А., Гуангул Ф.М., Конда Р.Е., Атно С.М. и Мони М.Н. (2016). «Оценка содержания влаги в листьях масличной пальмы посредством корреляции с плотностью для процесса газификации», BioRes. 11(4), 8941-8952.
    Abstract

    В процессе газификации важным фактором, влияющим на качество получаемого синтез-газа, является содержание влаги в исходной биомассе.Определение содержания влаги в сырье считается одной из задач процесса. Информация о содержании влаги в сырье необходима для принятия решения о необходимости дальнейшей сушки перед процессом газификации. В этом исследовании был разработан новый метод оценки содержания влаги по плотности листьев масличной пальмы (OPF) достаточно точным способом для процесса газификации. Всего было приготовлено 147 образцов из разных срезов свежесобранной вайи.Плотность каждого из образцов определяли по его массе и объему. Метод вытеснения мелкого песка с использованием мелкого песка и градуированного цилиндра определил объем БКП. Влажность ОПФ определяли по разнице веса образцов до и после процесса сушки. Эксперимент показал хорошую корреляцию между влажностью и плотностью биомассы, при которой квадрат значения коэффициента корреляции (R2) оказался удовлетворительным.


    Скачать PDF
    Статья полностью

    Оценка влажности листьев масличной пальмы по корреляции с плотностью для процесса газификации

    Шахарин А.Сулейман, Фисеха М. Гуангул*, Рамзи Э. Конда, Самсон М. Атно и Мохамад Н. Мони

    В процессе газификации важным фактором, влияющим на качество получаемого синтез-газа, является содержание влаги в исходной биомассе. Определение содержания влаги в сырье считается одной из задач процесса. Информация о содержании влаги в сырье необходима для принятия решения о необходимости дальнейшей сушки перед процессом газификации. В этом исследовании был разработан новый метод оценки содержания влаги по плотности листьев масличной пальмы (OPF) достаточно точным способом для процесса газификации. Всего было приготовлено 147 образцов из разных срезов свежесобранной вайи. Плотность каждого из образцов определяли по его массе и объему. Метод вытеснения мелкого песка с использованием мелкого песка и градуированного цилиндра определил объем БКП. Влажность ОПФ определяли по разнице веса образцов до и после процесса сушки. Эксперимент показал хорошую корреляцию между содержанием влаги и плотностью биомассы, при которой квадрат значения коэффициента корреляции (R 2 ) оказался удовлетворительным.

    Ключевые слова: Содержание влаги; Плотность; Листья масличной пальмы; биомасса; Сушка

    Контактная информация: Факультет машиностроения, Ближневосточный колледж, Knowledge Oasis Muscat, P.B. № 79, Аль-Русайл, Почтовый индекс: 124, Султанат Оман; * Автор, ответственный за переписку: [email protected]

    ВВЕДЕНИЕ

    Одним из важных факторов, влияющих на процесс газификации, является влажность исходного сырья. Проблема усугубляется в прибрежных районах, где в любое время года наблюдается более высокая влажность, что затрудняет снижение содержания влаги в сырье за ​​счет естественных процессов сушки. Удаление влаги во время газификации истощает большую часть доставляемой энергии в процессе газификации (Dong et al.  2010). При сжигании биомассы часть высвобождаемой энергии расходуется на процесс преобразования воды в пар. В результате, если биомасса имеет более низкое содержание влаги, то доступная в ней энергия будет генерировать больше тепла, что повысит эффективность газификации (Rosillo-Calle et al .2012 г.; Кумар и др. . 2014). Поэтому определение содержания влаги в сырье и снижение его до необходимого уровня считаются важными этапами подготовки сырья из биомассы к процессу газификации.

    В биомассе влага может существовать в двух формах. Первая форма представляет собой свободную массу, которая находится за пределами клеточной стенки, тогда как вторая форма представляет собой врожденный тип, так что вода находится внутри клеточных стенок (Симпсон, 1998; Басу, 2010). Наиболее распространенным методом оценки содержания влаги в биомассе, который используется в исследовательских и промышленных целях, является метод сушки в печи (Stahl et al.  2003). Существуют также различные протоколы и методы, которые можно использовать для определения содержания влаги в различных типах сырья биомассы (Obernberger and Thek 2004; Singh 2004; Samuelsson et al. 2006a,b; Hartley and Wood 2008; Wu et al.  2011). Однако эти методы требуют либо дорогостоящего оборудования, либо более длительного времени; следовательно, эти методы непригодны для обычных операций, таких как процессы газификации и сжигания, для оценки содержания влаги в сырьевой биомассе.Следовательно, для такого рода регулярной деятельности требуется надежный и простой метод оценки.

    В прошлом исследователи пытались разработать методы определения содержания влаги в биомассе, стремясь применить их для различных целей. Графическое соотношение, показывающее равновесное содержание влаги в древесине на открытом воздухе в Соединенных Штатах и ​​в различных частях мира, было разработано в качестве вспомогательного средства для хранения высушенных в печи пиломатериалов (Simpson 1998). В другом отчете (Симпсон, 1993 г.) было разработано уравнение для определения плотности древесины по содержанию влаги с целью оценки транспортировочного веса древесины с использованием кубических образцов.

    Цель данного исследования состояла в том, чтобы установить взаимосвязь между содержанием влаги и плотностью листьев масличной пальмы (OPF) для оценки содержания влаги в сырье OPF по его плотности до процесса газификации. Также была исследована скорость удаления влаги из ОПФ для определенного размера частиц с использованием печи при 105 °C. Установление корреляции между влагосодержанием и плотностью ОПТ не может быть достигнуто так же, как это было сделано в предыдущих исследованиях, из-за сложности получения образцов правильной формы методом резки, так как ОПФ имеет волокнистую природу.Кроме того, определение объема с использованием метода вытеснения воды нецелесообразно, поскольку вода будет поглощаться ОБТК, что повлияет на результирующий вес и плотность ОБТК. Таким образом, был применен новый метод для оценки объема ОБТК неправильной формы с использованием метода вытеснения мелкого песка с достаточной точностью для предполагаемой цели. Наконец, была разработана корреляция, которая позволила бы прогнозировать содержание влаги в ОБТК по его плотности для процесса газификации.

    ОБТК – распространенный, но неиспользуемый тип отходов биомассы в Малайзии. В 2009 году количество ОБТК, образовавшихся в результате обрезки и повторной посадки, составило 46,7% от общего объема отходов биомассы, что эквивалентно 97 миллионам тонн в год. Что касается содержания энергии, вклад ОБТК составляет около 405 x 10 6 ГДж (Hassan et al. 1996; Shuit et al. 2009; CBBR 2010). Детали исследования характеристик ОБТК для использования в качестве сырья для процесса газификации были представлены в предыдущих документах (Sulaiman et al.  2010; Atnaw и др. 2011; Гуангул и др.  2012a, 2014).

    ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

    Подготовка проб

    Свежеобрезанные листья масличной пальмы (OPF) были собраны на классической плантации масличной пальмы Felcra в Бота-Канан в штате Перак, Малайзия. Листья разных пальмовых деревьев одного и того же вида ( Elaeis guineensis ) собирали случайным образом, и образцы готовили в один и тот же день обрезки.Из предыдущих работ было установлено, что влажность пара разных деревьев меняется в зависимости от изменения высоты их ствола (Saatchi and Moghaddam 2000; Namoolnoy et al.  2010). Поэтому в данной работе предполагалось, что одна и та же вайя может иметь различную влажность, и репрезентативные образцы готовились из разных срезов.

    Для исследования вайя с удаленными листочками была разделена на три секции: , т. е. , верхушка, середина и ступица, как показано на рис.1. Длина вайи может достигать семи метров. На конце ступицы ширина и толщина могут достигать 200 и 100 мм соответственно, причем оба размера уменьшаются к вершине и становятся острыми на конце. В ходе исследования верхушечная, средняя и узловая части вайи были разделены на 16/24, 5/24 и 3/24 длины соответственно. Каждая секция имела равный объем, при этом предполагалось, что вайя имеет пирамидальную форму с прямоугольным основанием. Образцы из каждой секции были равными по количеству, чтобы получить репрезентативные данные для целых ветвей.Масса и длина образцов находились в пределах от 15,23 до 19,62 г и от 30 до 50 мм соответственно.

    Рис. 1. Срезы вайи

    Процесс сушки

    В этом исследовании было проведено два независимых эксперимента. Первый эксперимент был проведен для исследования скорости удаления влаги и определения общего времени, необходимого для удаления всей остаточной влаги из ОБТК при постоянной температуре печи. Второй эксперимент был проведен для определения корреляции между влажностью и плотностью ОБТК.

    Определение скорости удаления влаги

    С использованием печи Carbolite 450 (Великобритания) был проведен эксперимент по непрерывной сушке для изучения количества влаги, которое может быть удалено из образцов БКП за заданный период времени при постоянной температуре. Всего было приготовлено девять образцов (по три для каждой из концевой, средней и ступичной частей). Образцы помещали в печь при 105 °C на 24 часа, чтобы обеспечить полное удаление влаги и получить постоянный вес, как это предлагается в обычном методе сушки (Stahl et al.  2004). Для измерения веса образцов использовали прецизионные стандартные весы Ohaus (США) с точностью 0,01 г. Первоначально перед началом процесса сушки измеряли массу каждого образца ( м л ). В течение первых 15 ч вес ( m ti ) измеряли с интервалом в 30 мин, вынимая их из печи и помещая обратно в печь, как показано на рис. 2. Для обеспечения полного удаления влаги образцы выдерживали в печи оставшиеся 9 ч (с 15 до 24 час) без извлечения из печи.В 24 900 15 900 16 часов для каждого образца измеряли окончательный вес ( m 3i ), вынимая образец из печи. По результатам были построены графики изменения массы образца и влажности во времени и исследованы корреляции.

    Определение соотношения объема и плотности

    Всего было подготовлено 147 (по 49 на каждую секцию кончиков, середины и ступиц) образцов для проведения эксперимента по определению соотношения влажности и плотности. Были использованы прецизионные стандартные весы Ohaus и печь Carbolite 450 с такими же условиями, как указано выше. Для идентификации образцов в процессе сушки и взвешивания наконечники были закодированы от T1 до T49, середина от M1 до M49, а втулки от B1 до B49, как показано на рис. 3.

    Рис. 2.  Методика определения остаточного процента массы образцов и влажности во времени

    Рис. 3.  Различные участки БКП

    Определить кажущийся объем большинства образцов биомассы непросто из-за сложности получения правильной формы путем разрезания или других методов.Водовытесняющий метод также не подходит, так как показания измерений будут неверными из-за поглощения воды порами биомассы. Следовательно, в этом исследовании был использован новый метод измерения объема образцов с разумной точностью для предполагаемой цели. Для измерения использовали известное количество мелкого песка с размером частиц менее 0,18 мм и мерный цилиндр с точностью до 5 мл. После помещения образца в градуированный цилиндр в цилиндр добавляли 150 мл песка, который встряхивали для заполнения пустот.Затем рассчитывали объем пробы путем вычитания 150 мл из показаний общего объема.

    На рис. 4 показана процедура определения зависимости между плотностью и влажностью ОБТК. Вес образцов измеряли в два этапа. Вес трех образцов, T1, M1 и B1, измеряли без сушки и хранили вне печи. Остальные 144 образца (T2-T49, M2-M49 и B2-B49) были помещены в печь. Первые замеры веса производили путем взятия трех образцов (по одному из каждой секции) за один раз с 15-минутными интервалами в течение 12 часов для получения разного содержания влаги в разных образцах.Объем образцов измеряли сразу после каждого первого взвешивания.

    Рис. 4 . Методика определения соотношения плотности и влажности

    Из предыдущего эксперимента, который был проведен для определения скорости удаления влаги, было установлено, что после 12 часов непрерывной сушки при 105 °C в образцах стабильно оставалось лишь незначительное количество влаги в диапазоне 0,2%. Следовательно, предполагалось, что 12 часов сушки было достаточно, чтобы установить связь между содержанием влаги и плотностью листьев для диапазона от свежеобрезанных до полностью высушенных образцов. После завершения описанного выше процесса все образцы были помещены обратно в ту же печь и выдержаны в течение 12 часов при температуре 105 °C, чтобы убедиться, что из всех образцов удалена вся влага, и, наконец, во второй раз были проведены измерения веса.

    Плотность образцов была рассчитана по результатам первого измерения веса и последующих измерений объема, как показано на рис.4. Весовые проценты влаги на влажную основу определяли путем вычитания результатов второго измерения веса из результатов первого измерения веса. Первыми результатами измерения массы были массы частично высушенных образцов, тогда как последними результатами измерения массы были массы полностью высушенных образцов. Следовательно, была получена корреляция плотности и содержания влаги для кончика, середины, ступицы и среднего значения трех секций, и на основе приведенных выше результатов были построены графики зависимости.

    РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

    Количество удаляемой влаги в ОБТК

    На рис. 5(а) показано изменение процентной доли массы образцов во времени, а на рис. 5(б) показано изменение процентной доли массы образцов во времени для концевой, средней и ступичной частей при непрерывном процессе сушки при 105°С. °С. Максимальные рассчитанные стандартные отклонения процентной доли веса образцов от среднего значения для кончиков, середины и ступиц составляли 2.2%, 2,2% и 2,4% соответственно. На рисунках также показаны средние проценты веса образцов и влаги, удаленной из образцов для всех секций, с максимальным стандартным отклонением 3,8% от среднего значения. Как показано на рис. 5 (а), кривая, соответствующая секции ступицы, более крутая, чем кривая средней и концевой секций. Кроме того, общее количество влаги, удаляемой из ступичной части, было выше, чем из средней и концевой частей. Это говорит о том, что секция ступицы изначально содержала больше влаги, чем секция середины и конца. То же самое справедливо и при сравнении графиков для среднего и концевого участков. Следовательно, это устанавливает, что начальное содержание влаги в секции ступицы было выше, чем в средней части, а средняя часть была выше, чем в концевой части. Из рис. 5 (а) можно сделать вывод, что масса полностью высушенного образца секции втулки составляла всего 28,1%, а средняя и концевая секции — 30,4% и 31,4% соответственно от исходного веса.

    Допустимое количество влаги в газификаторе с нисходящим потоком составляет менее 20 % (Roos 2008; Gautam 2010; Guangul 2012b).В текущем исследовании ОБТК требовалось приблизительно 3 часа непрерывной сушки в указанных условиях для достижения такого уровня среднего содержания влаги во влажном состоянии. Среднее содержание влаги в образцах упало до 16,5% через 4 часа, а через 5,5 часов влажность упала ниже 10% в пересчете на влажную основу. Интересно также отметить, что после первых 12 часов сушки снижение веса за оставшиеся 12 часов составило всего 0,2% для носовой и средней частей и 0,4% для центральной части. Считалось, что снижение этих массовых процентов является не только следствием удаления влаги, но также наблюдалось опадение хлопьев при обращении с образцами в процессе взвешивания. Таким образом, можно сделать вывод, что количество влаги, оставшейся в образцах после 12 часов сушки в вышеуказанных условиях, минимально, а исследование соотношения плотности и влагосодержания может охватывать диапазон от сырых до полностью высушенных образцов.

    Рис.5.  Вариация (а) веса образца и (б) веса влаги во времени

    Корреляция содержания влаги и плотности

    Плотность биомассы зависит от многих факторов, таких как процент поздней древесины, толщина стенок, размер клеток и содержание влаги (Simpson 1993; Espinoza 2003; Rhén et   al.  2005; Serrano et al.  2011). .

    Рис. 6.  Вариация содержания влаги на сырой основе в зависимости от плотности различных участков листьев масличной пальмы

    Графики на рис. 6 построены с учетом изменения влагосодержания в зависимости от плотности для концевой, средней и ступичной частей отдельно. Для регрессионного анализа использовалась программа электронных таблиц Excel, и лучше всего подходит модель полиномиальной функции второго порядка со значениями коэффициента детерминации (R 2 ) 0,82, 0,89 и 0,83 для концевой, средней и ступичной секций соответственно. . Как показывают значения R 2  , содержание влаги и плотность имели положительную и сильную корреляцию. Однако на графике некоторые точки появляются далеко от линии тренда.Это могло произойти по многим причинам. Первой причиной могли быть человеческие ошибки при измерении объема и/или веса. В частности, поскольку измерение объема проводилось с использованием мелкого песка в градуированном цилиндре, могли быть человеческие ошибки, связанные с поддержанием уровня поверхности в горизонтальном положении, даже несмотря на то, что были предприняты меры предосторожности для сведения к минимуму ошибок. Кроме того, могли иметь место различия между образцами, так как они были приготовлены из одного и того же среза, но в разных местах ветви, а также из одного и того же среза разных ветвей, поскольку существуют и другие внутренние факторы, которые могут влиять на плотность помимо содержание влаги (Taylor 2006).

    Из графиков видно, что уменьшение содержания влаги привело к уменьшению плотности. При одном и том же значении плотности секция ступицы содержала больше влаги, чем две другие секции, а средняя секция имела наименьшее содержание влаги. При самом низком содержании влаги плотность секции ступицы была ниже, чем в других секциях; когда влажность увеличивалась и достигала наивысшей точки, разница в плотности от участка к участку вайи становилась минимальной.Первоначально, когда содержание влаги было выше и сосуды ткани биомассы были заполнены водой, влияние других факторов на изменение плотности, таких как объемное отношение сосудов к волокнам и толщина стенки волокна, было менее выраженным (Parham and Gray 1984). . Когда влага удалена, разница в плотности будет больше зависеть от других факторов, которые могут варьироваться от секции к секции. Как правило, степень усадки биомассы зависит от количества удаленной воды, ориентации микрофибрилл в клеточной стенке и относительной плотности куска (Jozsa et al.  1998). Проще говоря, плотность – это вес на единицу объема. По мере того, как образцы сохнут больше, вес и объем будут уменьшаться больше, но уменьшение веса происходит быстрее, чем уменьшение объема; следовательно, измеренная плотность будет уменьшаться при уменьшении содержания влаги. В целом результаты экспериментов показали, что плотность увеличивается с увеличением влажности. Кроме того, при одном и том же содержании влаги средняя часть листьев оказалась более плотной, чем другие части, а центральная часть имела наименьшее значение плотности.

    Рис. 7.  Вариация содержания влаги во влажном состоянии в зависимости от плотности и стандартных ошибок

    Поскольку верхняя, средняя и ступичная секции ОБТК используются в качестве исходного сырья после измельчения, для прогнозирования содержания влаги в репрезентативных образцах в процессе газификации требуется график, отражающий среднее содержание влаги в исходном сырье ОБТК. На рис. 7 показано изменение влажности ОБТК со стандартными ошибками средних значений.Этот результат был получен путем объединения точек данных для всех образцов трех срезов вайи в интервалах 0,1 в пределах от 0,3 до 1. Расчетное максимальное значение стандартных ошибок среднего составило 4,9% при значении плотности 0,65 г. /мл. При регрессионном анализе с полиномиальной функцией второго порядка коэффициент детерминации (R 2 ) 0,96 был получен для средних значений изменения влагосодержания с плотностью.

    Как показано на рис. 7, при более низкой и более высокой влажности гладкая кривая имеет тенденцию быть более крутой по сравнению с реальными данными.При более высокой влажности, особенно свежеобрезанных вай, т. е. ., перед сушкой влажность различных частей вайи достигает до 70%. Следовательно, изменение плотности верхушечной средней части и узловой части минимально, поскольку значение плотности будет сильно зависеть от влаги, содержащейся в вайе, чем от других лигноцеллюлозных компонентов, как показано на рис. 6. Следовательно, прогноз при более высоком содержании влаги больше. постоянна и близка к реальной стоимости. При более низкой влажности, как показано на рис.6, различия между различными частями вайи выше по сравнению с более высоким содержанием влаги. Основная причина в том, что влияние влаги на плотность будет минимальным, а разница в основном зависит от лигноцеллюлозных компонентов вайи. Однако при более низком содержании влаги предсказание круче, чем то, на что указывают реальные данные, такие как более высокое содержание влаги, как показано на рис. 7. Возможной причиной может быть смещение экстремальных значений с обеих сторон при усреднении.

    ВЫВОДЫ

    1. В ходе текущего исследования было обнаружено, что образцы свежих листьев масличной пальмы (OPF) имеют начальное содержание влаги до 70% в пересчете на влажную основу. Также было установлено, что печной сушки при температуре 105 °С в течение 3 ч достаточно при массе частиц 20 г для получения пригодного для газификации сырья с влажностью ниже 20 % для использования в газификаторе с нисходящим потоком.
    2. Кроме того, было установлено, что для одинаковой массы частиц достаточно 12 ч сушки при температуре печи 105 °C для получения полностью высушенного исходного сырья ОПФ из свежеобрезанного ОПФ.Этот результат 12-часового оптимального времени сушки был использован в качестве эталона для исследования корреляции плотности и содержания влаги.
    3. В результате корреляционного исследования был получен достаточно точный результат для быстрого прогнозирования влажности сырья ОБТК по его плотности для целей процесса газификации.
    4. Из регрессионного анализа изменения содержания влаги в зависимости от густоты вайи была получена полиномиальная функция второго порядка со значением коэффициента детерминации 0,96 (R 2 ), что свидетельствует о хорошей корреляции двух параметров.

    БЛАГОДАРНОСТИ

    Авторы выражают признательность Universiti Teknologi PETRONAS за предоставление средств для этой исследовательской работы.

    ССЫЛКИ

    Атно, С. М., Сулейман, С., и Юсуп, С. (2011). «Газификация листьев масличной пальмы с нисходящим потоком», Trends in Applied Sciences Research 6(9), 1006-1018. DOI: 10.3923/tasr.2011.1006.1018

    Басу, П. (2010). Газификация и пиролиз биомассы: практический дизайн и теория, Burlington, Elsevier.

    КББР (2010 г.). «Биомасса в газ, жидкое и твердое топливо: зеленые технологии в трубопроводе», Открытый семинар UTP по зеленым технологиям, 14–15 июня 2010 г., Куала-Лумпур.

    Донг Л., Сюй Г., Суда Т. и Мураками Т. (2010). «Возможные подходы к улучшению газификации биомассы с высоким содержанием воды, богатой целлюлозой, в двойном псевдоожиженном слое», Fuel Processing Technology  91(8), 882-888. DOI: 10.1016/j.fuproc.2009.12.012.

    Эспиноза, Дж. А. (2003). Генетическая изменчивость плотности древесины Gmelina arborea, посаженной на разных участках в Западной Венесуэле, Магистерская диссертация, Университет штата Северная Каролина.

    Гаутам, Г. (2010). Параметрическое исследование промышленного газогенератора с нисходящим потоком биомассы: эксперименты и моделирование равновесия , магистерская диссертация, Обернский университет.

    Гуангул, Ф. М., Сулейман, С. А., и Рагхаванц, В. Р. (2012a). «Элементный и термохимический анализ листьев масличной пальмы для преобразования энергии биомассы», в: The 4 th  International Meeting of Advances in Thermofluids (imat 2011), 3–4 октября 2011 г., Мелака, Малайзия, (Vol. 1440, № 1, с.1197-1205). Издательство АИП. DOI: 10.1063/1.4704337

    Гуангул, Ф. М., Сулейман, С. А., и Рамли, А. (2012b). «Выбор газификатора, конструкция и газификация листьев масличной пальмы с предварительно подогретым и ненагретым газифицирующим воздухом», Bioresource Technology  126, 224-232. DOI: 10.1016/j.biortech.2012.09.018.

    Гуангул, Ф. М., Сулейман, С. А., и Рамли, А. (2014). «Изучение влияния рабочих факторов на получаемый генераторный газ при газификации листьев масличной пальмы с помощью газификатора с нисходящим потоком с одной горловиной», Renewable Energy , 72, 271-283. DOI: 10.1016/j.renene.2014.07.022.

    Хартли, И. Д., и Вуд, Л. Дж. (2008). «Гигроскопические свойства уплотненных пеллет из хвойной древесины», Biomass and Bioenergy 32(1), 90-93. DOI: 10.1016/j.biombioe.2007.06.009

    Хассан, О.А., Исида, М., Шукри, И.М., и Таджуддин, З.А. (1996) . «Вайи масличной пальмы как источник грубого корма для жвачных животных в Малайзии», Дополнительный бюллетень/Центр технологий пищевых продуктов и удобрений ASPAC, город Тайбэй: FFTC, (420).

    Йожа, Л.А., Манро, Б.Д., и Гордон, Дж.Р. (1998). Основные свойства древесины болиголова западного второго роста,  Специальная публикация Forintek Canada Corp., (SP-38), стр. 5–9.

    Кумар Х., Баредар П., Агравал П. и Сони С. К. (2014). «Влияние содержания влаги на эффективность газификации в газификаторе с нижней тягой», International Journal of Scientific Engineering and Technology 3(4), 411-413.

    Намулной, П., Фулпхунд, С., и Вонгвичарн, А. (2010). «Биодеградация лигнина в листьях масличной пальмы грибами белой гнили», Kasetsart Journal – Natural Science 45 (2011), 254-259.

    Обернбергер, И., и Тек, Г. (2004). «Физическая характеристика и химический состав уплотненных видов топлива из биомассы в отношении их поведения при горении», Biomass and Bioenergy  27(6), 653-669. DOI: 10.1016/j.biombioe.2003.07.006.

    Пархем, Р. А., и Грей, Р. Л. (1984). «Формирование и структура древесины», Достижения в области химии, 27 (1), 3–56. DOI: 10.1021/ba-1984-0207.ch001

    Rhén, C., Gref, R., Sjöström, M., and Wästerlund, I.(2005). «Влияние влажности сырья, давления уплотнения и температуры на некоторые свойства пеллет из ели европейской», Технология обработки топлива 87(1), 11-16. DOI: 10.1016/j.fuproc.2005.03.003.

    Роос, CJ (2008). Сушка и обезвоживание биомассы для экологически чистого производства тепла и электроэнергии , Северо-западный центр применения ТЭЦ, Министерство энергетики США, стр. 3-4.

    Росильо-Калле, Ф., Грут, П., Хемсток, С.Л., и Вудс, Дж. (2012). Справочник по оценке биомассы , Earthscan, Лондон, Великобритания.

    Саатчи С.С. и Могхаддам М. (2000). «Оценка содержания воды в кроне и стволе и биомассы бореальных лесов с использованием поляриметрических изображений SAR», Geoscience and Remote Sensing 38(2), 697-709. DOI: 10.1109/36.841999.

    Самуэльссон, Р., Бервалл, Дж., и Джирджис, Р. (2006a). «Сравнение различных методов определения содержания влаги в биомассе», Biomass and Bioenergy 30(11), 929-934. DOI: 10.1016/j.biombioe.2006.06.004.

    Самуэльссон, Р., Нильссон, К., и Бервалл, Дж. (2006b). «Отбор проб и ГХ-МС как метод анализа летучих органических соединений (ЛОС), выделяемых при сушке материалов биомассы в печи», Biomass and Bioenergy 30(11), 923-928. DOI: 10.1016/j.biombioe.2006.06.003.

    Серрано, К., Монедеро, Э., Лапуэрта, М., и Портеро, Х. (2011). «Влияние содержания влаги, размера частиц и добавок сосны на качественные параметры гранул из ячменной соломы», Технология обработки топлива  92(3), 699-706. DOI: 10.1016/j.fuproc.2010.11.031.

    Шуит, С., Тан, К., Ли, К., и Камаруддин, А. (2009). «Биомасса масличной пальмы как устойчивый источник энергии: пример из Малайзии», Energy 34(9), 1225-1235. DOI: 10.1016/j.energy.2009.05.008.

    Симпсон, В. Т. (1993). «Удельный вес, содержание влаги и зависимость плотности древесины» (Общий технический отчет FPL-GTR-76), Мэдисон: Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров.

    Симпсон, В.Т. (1998). «Равновесное содержание влаги в древесине на открытом воздухе в Соединенных Штатах и ​​во всем мире» (исследовательская записка FPL-RN-0268), Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Лаборатория лесных товаров.

    Сингх, Р. (2004). «Равновесное содержание влаги в брикетах биомассы», Biomass and Bioenergy 26(3), 251-253. DOI: 10.1016/S0961-9534(03)00082-5

    Stahl, R., Henrich, E., Gehrmann, HJ, Vodegel, S., and Koch, M. (2004). «Определение стандартной биомассы» (SES6-CT-2003-502705), проект RENEW, Forschungszentzrum Karlsruhe GmbH, Германия.

    Сулейман С., Баламохан С., Мони М., Мекбиб С. и Мохамед А. О. (2010). «Исследование возможности использования листьев масличной пальмы для газификации биомассы», 5 th Международный Эгейский энергетический симпозиум и выставка (IEESE-5), 27 th  – 30 th июня 2010 г., Университет Памуккале, Денизли, Турция.

    Тейлор, Эй Джей (2006). «Определение плотности древесины в Picea sitchensis с использованием компьютерной томографии: как измерения плотности соотносятся с измерениями проникновения пилодина», (Проект с отличием), Уэльский университет, Бангор.

    Ву М., Шотт Д. и Лодевийкс Г. (2011). «Физические свойства твердой биомассы», Biomass and Bioenergy 35, 2093-2105. DOI: 10.1016/j.biombioe.2011.02.020.

    Статья отправлена: 11 июня 2016 г.; Экспертная оценка завершена: 7 августа 2016 г.; Получена и принята исправленная версия: 26 августа 2016 г.; Опубликовано: 7 сентября 2016 г.

    DOI: 10.15376/biores. 11.4.8941-8952

    Влияние концентрации нефтяных углеводородов и насыпной плотности на гидравлические свойства вскрышных пород тощих нефтеносных песков

    Материалы и методы

    LOS собирали непосредственно из ASCS после того, как участок был профилирован, оконтурен и готов к рекультивации грунта.Несколько образцов ЛОС были собраны из двух разных областей АССК с целью получения ЛОС с диапазоном концентраций ПГС. Предварительный отбор проб и лабораторный анализ в ASCS позволил определить концентрации ПХВ на всей площадке. Эти разграничения были использованы для выбора точек отбора проб, которые охватывали ряд ПЗС, одну область с ПЗС от 5% до 7% и вторую область с ПЗС от 2% до 4%. Образцы LOS были отправлены в Университет Саскачевана (U of S) для обработки. Образцы были высушены на воздухе на отдельных брезентах и ​​хорошо перемешаны для получения двух гомогенных образцов концентрации ПГУ: почва с высокой концентрацией ПГУ (7.48%) и почва с низким содержанием ПГВ (3,25%). Эти концентрации PHC были определены путем анализа части проб, взятых из каждой из двух объемных проб, на органический углерод с использованием карбонизатора сухого сжигания LECO C632 (LECO Corp. , Сент-Джозеф, Мичиган, США) (Wang and Anderson 1988). Поскольку в LOS было очень мало органического вещества почвы или оно отсутствовало вовсе, было высказано предположение, что любой органический углерод, обнаруженный в LOS, был связан с углеводородами. Часть материала с содержанием 7,48% LOS была запечена в высокотемпературной печи при 550 °C в течение 4 дней. h для удаления всего органического углерода (Heiri et al.2001), эффективно создавая образец LOS с концентрацией PHC 0%. Смешивание в равных пропорциях исходных двух образцов концентрации PHC вместе, а также смешивание образца концентрации 3,25% PHC с образцом 0% PHC привело к получению пяти различных образцов концентрации PHC (0%, 1,63%, 3,25%, 5,37% и 7,48). %). Эти образцы были уплотнены до двух разных значений объемной плотности (1,5 и 1,7 г см -3 ), которые охватывают приблизительный диапазон, который можно найти в пределах 30 см поверхности LOS в ASCS (Drozdowski et al.2010). Комбинация пяти почв LOS с концентрацией PHC и двух объемных плотностей привела к 10 различным обработкам. В ходе исследования лечение повторяли пять раз ( n  = 5).

    В дополнение к анализу PHC был проведен гранулометрический анализ (PSA) образцов LOS для пяти концентраций PHC с использованием анализатора размера частиц Horiba LA-950 (Horiba Scientific, Эдисон, Нью-Джерси, США). Каждый образец фильтровали через сито для почвы с размером ячеек 2 мм и обрабатывали перекисью водорода для удаления органических веществ перед тестом PSA.

    Пятьдесят медных почвенных кернов длиной и внутренним диаметром 5,08 см были заполнены ЛОС при двух объемных плотностях и пяти концентрациях РНС в пяти повторностях. Перед упаковкой кернов LOS просеивали через почвенное сито с размером ячеек 4,75 мм, чтобы удалить любые крупные агрегаты или камни. Затем LOS увлажняли до 5% гравиметрического содержания воды, используя деаэрированную воду с добавлением 0,005 моль л -1 CaSO 4 (Dane and Hopmans 2002). Использование добавки воды способствовало уплотнению образцов до определенной плотности и уменьшению слоистости почвы. Затем керны были заполнены LOS путем укладки двух кернов друг на друга, засыпания необходимого количества грунта для определенной плотности в керны и сжатия до уровня грунта на уровне верхней части нижнего керна (Klute 1986). проверить кривые водоудержания для LOS, керны сначала насыщали 0,005 моль л -1 CaSO 4 раствором деаэрированной воды. Керн насыщали снизу, помещая в емкости со слоем деаэрированного, перегнанного, 0.005 моль л −1 CaSO 4 ·H 2 раствор O в течение минимум 48 часов. Затем керны помещали на отсасывающий стол для более низких натяжений (до 70 см) и барокамеры для более высоких натяжений (100–15 000 см). Метод и конструкция аспирационного стола были описаны Romano et al. (2002). Илисто-глиняная прокладка, используемая в аспирационном столе, состояла из 60% ила и 40% глины вместо предложенного соотношения 50/50, потому что было обнаружено, что большее количество глины приводит к усадке и растрескиванию прокладки при более низком содержании влаги. Воздух может попасть в некоторые поры почвы во время насыщения, и этот захваченный воздух может повлиять на гидравлические свойства почвы, такие как кривая водоудержания и насыщенная гидравлическая проводимость (Файбишенко, 1995). Файбишенко (1995) обнаружил, что насыщение почвы под вакуумным давлением или предварительное насыщение CO 2 снизит захват воздуха до 0,1–0,2%. Однако это было сочтено ненужным, поскольку Файбишенко (1995) также обнаружил, что насыщение кернов почвы со дна приводит к захвату менее 5% воздуха.Возникновение некоторого захвата воздуха будет более точно отражать условия, обнаруженные в полевых условиях. Насыщенный вес каждого керна был записан до размещения на всасывающих столах. На аспирационном столе были протестированы пять натяжений (3, 10, 30, 50 и 70 см). В начале каждого натяжения сердечники оставляли на аспирационном столе на 1 неделю, затем взвешивали и помещали обратно на аспирационный стол. Затем керны взвешивали каждые 24 часа после 1 недельного периода до тех пор, пока они не приходили к гидростатическому равновесию. Гидростатическое равновесие достигается, когда керны испытывают падение веса не более чем на 0,1 г в течение 24 часов (Дейн и Хопманс, 2002). ). K s измеряли с использованием вертикальных кернов при постоянном напоре, как описано Dane and Hopmans (2002). На протяжении всего эксперимента K с поверх вертикальных насыщенных почвенных кернов поддерживался постоянный объем 2,54 см воды.В результате общий гидравлический напор составил 7,62 см [высота активной зоны (5,08 см) + вода в пруду (2,54 см)]. Каждое ядро ​​запускалось в течение трех последовательных периодов времени (5, 10 и 15 минут), в результате чего общая продолжительность составила 30 минут. Фильтрат со дна кернов собирали и взвешивали в трех отдельных ампулах, соответствующих каждому периоду времени. Эти временные интервалы были выбраны, чтобы обеспечить достаточное время для движения воды через керны, чтобы достичь равновесия. Закон Дарси применялся для описания движения воды через насыщенные пористые материалы и выражается как

    (1)

    , где K с — насыщенная гидравлическая проводимость (см с −1 ), Q — объем воды, вытекающей из керна в единицу времени (см 3 t −1 ), A – площадь поперечного сечения керна (см 2 ), L – высота столба грунта (см), а h – высота водяного столба над керном (см). После измерения насыщенной гидравлической проводимости керны были повторно насыщены и помещены в барокамеры для измерения водоудерживающей способности при более высоких значениях всасывания (330, 5000 и 15 000 см3). Всасывание 330 см использовалось в этом исследовании для представления емкости поля, поскольку Колман (1947) обнаружил, что всасывание почвы 330 см последовательно представляет емкость поля в диапазоне текстур почвы. Точка постоянного увядания была представлена ​​15 000 см всасывания почвы, поскольку было обнаружено, что любая потеря воды после этого всасывания незначительна (Ричардс и Уивер, 1943; Вейхмейер и Хендриксон, 1950; Смит и Маллинс, 2000).Вес повторного насыщения был записан, и к кернам было приложено давление. Для давления, эквивалентного 330 см всасывания почвы, использовались прижимные плиты на 1 бар. Прижимная пластина на 5 бар использовалась для давления 5000 см, а прижимная пластина на 15 бар использовалась для давления 15 000 см.

    Для давлений 5000 и 15 000 см отсасывания керны отбирали, а остатки грунта помещали в полиэтиленовые пакеты и в холодильник для хранения. Для этих более высоких давлений использовались сердечники меньшего размера, чтобы сократить время уравновешивания.Ядра меньшего размера имели высоту 1 см и внутренний диаметр 5 см. На дно каждого керна с помощью эпоксидной смолы приклеивали фильтровальную бумагу (фильтровальная бумага Whatman № 4) и отбирали ЛОС из мешков в керны так, чтобы почва заполняла керн и была на одном уровне с верхом каждого керна. Это позволило узнать объем почвы в каждом керне. Тот же процесс взвешивания кернов на всасывающем столе применялся к кернам в барокамерах; керны взвешивали каждые 24 часа после начального 1-недельного периода, пока не было достигнуто гидростатическое равновесие.После того, как керны были закончены при конечном давлении всасывания грунта 15 000 см, грунты были взвешены и помещены в жестяные весовые лодочки. Затем измеряли гравиметрическое содержание воды путем сушки LOS в печи при 105 °C в течение 24 часов. Объемное содержание воды рассчитывали, используя известное гравиметрическое содержание воды, массу сухой почвы в образце и общий объем почвы. Доступная водоудерживающая способность (AWHC) рассчитывалась как изменение объемного содержания воды от полевой емкости до остаточной воды (вода в почве в точке постоянного увядания).

    Кривая водоудержания для каждой обработки была построена с использованием уравнения, описанного Ван Генухтеном (1980), которое утверждает, что θ
    r – остаточная влажность (см 3 см −3 ), θ s – насыщенная влажность (см 3 см −1 ), напор (см), а α и n являются подгоночными параметрами.

    Дисперсионный анализ (ANOVA) и апостериорные тесты были проведены, чтобы определить, оказали ли воздействия на объемную плотность, концентрацию PHC и их взаимодействие какое-либо значительное влияние на гидравлические свойства почвы. Для апостериорных тестов использовалась наименьшая значимая разница. ANOVA повторных измерений использовался для проверки того, оказывали ли PHC какие-либо значительные эффекты (между группами) на содержание влаги в почве при девяти всасываниях (внутри группы) для каждой объемной плотности. Для этого исследовали как исходную, так и нормированную почвенную влажность.Все статистические анализы проводились с использованием SPSS 11.0 (SPSS Inc., Чикаго, Иллинойс, США). Эффекты лечения и эффекты взаимодействия считались значимыми, когда значения P были <0,05.

    Результаты и обсуждение

    Воздействие на почву высоких температур, используемых в методе потерь при прокаливании, приводит к увеличению доли песка и уменьшению доли ила и глины в почве (Giovannini et al. 1988). Потому что в 7,48% LOS было мало глины и ила по сравнению с 3.25% LOS, 7,48% LOS был выбран для создания 0% LOS. Это уменьшило влияние любых текстурных изменений, которые могут возникнуть в результате метода потерь при прокаливании. Несмотря на то, что метод потерь при прокаливании оказал влияние на текстуру почвы, это повлияло только на текстуру 0% LOS. Текстура образцов оставалась относительно постоянной, от супеси до суглинистого песка (таблица 1), и находилась в пределах диапазона текстур, обнаруженных в ASCS (North Wind Land Resources 2013). Пропорции песка и ила различаются между образцами, но только 3.Образцы 25 % и 5,37 % НУ содержат заметное количество глины (11,15 % и 5,83 % соответственно) по сравнению с другими образцами.

    Таблица 1.

    Таблица 1. Анализ размера частиц тощего нефтеносного песка (LOS) с использованием Horiba LA-950.

    Примечание: Процентное содержание нефтяных углеводородов (ПНУ) основано на массе (г г -1 ).

    Было показано, что объемная плотность оказывает существенное влияние на различные физические свойства ЛОС. В Таблице 2 представлены данные о пористости в LOS при каждой концентрации PHC и объемной плотности, которые были рассчитаны на основе кривых водоудержания на основе рекомендаций Luxmoore (1981) по диаметру пор почвы.В диапазоне концентраций PHC образцы LOS с более высокой объемной плотностью (1,7 г см -3 ), за исключением образца с содержанием 3,25%, имели значительно больший объем микропор. Микропористость в образце с высокой объемной плотностью 3,25% не была значительно выше из-за повышенной микропористости в образце с низкой объемной плотностью 3,25% PHC в результате повышенного содержания глины. Глина в этом образце, вероятно, занимала пространство в более крупных порах, уменьшая размер более крупных пор и создавая больше микропор.Увеличение насыпной плотности оказывало обратное влияние на мезопористость образцов ЛОС. Во всем диапазоне концентраций PHC увеличение объемной плотности значительно уменьшало объем мезопор. Когда почва уплотняется до более высокой объемной плотности, большая часть мезопор сжимается, что приводит к увеличению доли микропор и снижению общей пористости.

    Таблица 2.

    Таблица 2. Доступная водоудерживающая способность (AWHC) и пористость тощего нефтеносного песка (LOS) при различных концентрациях нефтяных углеводородов (PHC) и насыпной плотности.

    Примечание: Обработки с одинаковыми строчными буквами существенно не различаются при P  = 0,05 в пределах каждого из AWHC и макропористости.

    Кривые водоудержания показывают, что ЛОС, упакованный с объемной плотностью 1,5 г см -3 (рис. 2 и ), удерживает больше воды при насыщении, чем ЛОС, упакованный с 1,7 г см -3 (рис. 2 б ). Это связано с более высокой общей пористостью LOS, доступной для заполнения водой при более низкой объемной плотности.Еще одна четкая тенденция, очевидная для обеих насыпных плотностей, заключается в уменьшении задержки воды по мере увеличения концентрации ПНС. Тест повторных измерений ANOVA показал, что концентрация PHC значительно влияла на кривые удержания воды при обеих объемных плотностях. Кривые водоудерживающей способности образцов с концентрацией 5,37% и 7,48% ПГС значительно отличаются друг от друга и значительно ниже, чем у образцов с более низкой концентрацией НУ. Кривые водоудержания для 0%, 1,63% и 3.Концентрации 25% PHC существенно не отличаются друг от друга для обеих насыпных плотностей.

    Рис. 2.

    Рис. 2. Кривые водоудержания для тощего нефтеносного песка (LOS), аппроксимированные с помощью уравнения ван Генухтена, с символами, представляющими данные измерений. Примечание. Значение всасывания 10 −1 см по оси x фактически равно 0 см всасывания (насыщение), но установлено на 10 −1 с целью оптимизации читаемости графика, поскольку 0 не может существуют в логарифмической шкале. Средние значения подобранных параметров van Genuchten (1980) для каждой объемной плотности были рассчитаны путем усреднения значений параметров пяти концентраций PHC (таблица 3).На рис. 3 показаны различные гидравлические параметры при отдельных концентрациях ПГУ и объемных плотностях. Почва LOS с высокой объемной плотностью демонстрирует значительно более низкое среднее значение α , чем LOS с низкой объемной плотностью (таблица 3). Уайт и Салли (1992) и Раатс (1976) объясняют, что α связано с обратной макроскопической шкалой длины капилляров, которая связана с распределением частиц почвы по размерам. Больший объем микропор, связанный с образцами LOS с высокой объемной плотностью (таблица 2), в большей степени способствует более высокому капиллярному подъему, чем LOS с низкой объемной плотностью.В LOS с низкой объемной плотностью преобладают мезопоры, что приводит к меньшему капиллярному подъему и более высокому среднему значению α (таблица 3).

    Таблица 3.

    Таблица 3. Установленные или измеренные гидравлические параметры для грунтов с тощим нефтеносным песком (LOS) различной объемной плотности.

    Примечание: Обработки с разными строчными буквами значительно различаются при P  = 0,05.

    Рис. 3.

    Рис. 3. Различные подогнанные и измеренные гидравлические параметры почвы, построенные как функция концентрации углеводородов и объемной плотности.(а) α , (b) n , (c) θ s , (d) θ fc , (e) θ R . Параметр N прямо связано с наклоном кривой водоудержания (van Genuchten 1980), а более высокое значение n соответствует более крутому наклону. Для кривой водоудерживающей способности с увеличением параметра n будет большее изменение влажности почвы при увеличении подсосов, чем для кривой с меньшим значением n .В LOS с более низкой насыпной плотностью параметр n был значительно ниже, чем при более высокой насыпной плотности (таблица 3). Как показано в Таблице 2, большее уплотнение в LOS с высокой объемной плотностью уменьшило мезопористость и увеличило микропористость, что привело к более узкому диапазону размеров пор и более высокому значению параметра n . LOS с высокой объемной плотностью в диапазоне концентраций PHC содержит относительно больший объем микропор, даже несмотря на то, что общая пористость меньше, чем у LOS с низкой объемной плотностью.Это приводит к более высокому значению n , потому что чем больше воды сохраняется в микропорах, тем больше воды теряется при соответствующих всасываниях, что приводит к более крутому наклону этой части кривой удержания воды. от объемной плотности, концентрация ПГУ в LOS также влияла на гидравлические параметры почвы, и эти взаимодействия графически представлены на рис. 3.3) нормированную влажность (Θ) рассчитывали по формуле

    (3)

    где Θ – нормированная влажность (см 3 см −3 ), θ – объемная влажность (см 3 см −3 ) при удельном подсосе на кривой водоудержания, θ с – насыщенная влажность (см 3 см −3 ), θ r – остаточное содержание воды (см 3 см -3 ), измеренное на высоте всасывания 15 000 см, и было представлено в виде графика в зависимости от всасывания (рис. 4). Дисперсионный анализ с анализом повторных измерений показывает, что кривые нормализованного водоудержания для каждого образца LOS в диапазоне всасывания статистически подобны друг другу по их соответствующей объемной плотности, за исключением образцов с 3,25% и 7,48% PHC при высоком объемная плотность. Гидравлические параметры почвы отражают форму кривой водоудержания; таким образом, из-за схожести каждой кривой можно сделать вывод, что хотя PHC привел к значительным различиям α и n , эти различия не оказали большого физического влияния на влагоудержание почвы.Тем не менее, между измеренными кривыми водоудержания (рис. 2) видны значительные различия из-за влияния объемной плотности и концентрации ПГУ на значения θ s и θ r . Как уже упоминалось, кривая 3,25% PHC (рис. 4 b ) значительно отличается от других образцов PHC при высокой объемной плотности. Вероятно, это связано с повышенным содержанием глины в образце почвы с высокой объемной плотностью, поскольку глина обладает способностью увеличивать агрегацию (Ниммо, 2004 г. ).Поскольку обработка с высокой насыпной плотностью имеет более низкую пористость, чем обработка с низкой насыпной плотностью, эффект агрегации из-за глины может усиливаться. Кривая 7,48% PHC (рис. 4 b ) значительно отличается от кривой только 0% PHC, вероятно, из-за относительно большой разницы в концентрации PHC между образцами с 0% и 7,48% PHC по сравнению с разницей между 7,48% и другие образцы концентрации ПГВ. Кроме того, при обработке почвы с высокой объемной плотностью, имеющей более низкую общую пористость, увеличение количества ПГУ, занимающих доступное поровое пространство, имеет более глубокий эффект, поскольку ПГУ заполняют большую часть общего порового пространства.

    Рис. 4.

    Рис. 4. График нормированного содержания воды в зависимости от всасывания почвы. Объемная плотность: (а) 1,5 г см -1 и (б) 1,7 г см -1 . Примечание. Значение всасывания 10 −1 см по оси x фактически равно 0 см всасывания (насыщение), но установлено на уровне 10 −1 с целью оптимизации удобочитаемости графика, поскольку 0 не может существовать. в логарифмической шкале. Рисунок 3 a показывает, что в α нет последовательных статистических закономерностей, которые являются результатом воздействия PHC при каждой плотности упаковки (рис.4). Любые закономерности, которые можно было бы вывести из-за воздействия PHC, могли быть замаскированы эффектом текстуры из-за повышенного содержания глины в образцах PHC среднего размера. Показано, что объемная плотность оказывает большее влияние на α , чем концентрация PHC. Этот эффект объемной плотности также можно увидеть на рис. 4; значение входа воздуха тесно связано с α (Fredlund and Xing 1994), и для каждой кривой в образцах с высокой насыпной плотностью вход воздуха смещается в сторону более высокого всасывания, чем в образцах с низкой насыпной плотностью.Несмотря на то, что существуют статистически значимые различия в α при различных концентрациях PHC, различия между значениями α в пределах каждой объемной плотности не имеют физического значения, поскольку не было значительных различий между нормализованными кривыми водоудерживающей способности на рис.  4. Кроме того, все значения попадают в один и тот же общий диапазон класса текстуры, как показано Карселем и Пэрришем (1988). Значения α образца с низкой объемной плотностью согласуются со значениями α Карселя и Пэрриша (1988) и представляют собой суглинок или супесь.То же самое относится и к значениям α образца с высокой объемной плотностью, поскольку они находятся в диапазоне Carsel and Parrish (1988) от илистого суглинка до супесчаной почвы с текстурой глины. n параметр для каждой объемной плотности и концентрации PHC. Подобно результатам для значений α , нельзя было сделать вывод о статистических тенденциях для n , возникающих в результате воздействия концентрации PHC. Содержание глины снова имело статистически заметный эффект, который маскировал любые возможные тенденции, которые PHC могли иметь на n .Основываясь на ANOVA с анализом повторных измерений и показанном на рис. 4, физические эффекты любого изменения в и минимальны в этом материале LOS. Следовательно, в их соответствующих объемных плотностях все значения n лежат в пределах диапазона, соответствующего аналогичному гранулометрическому составу почвы, как это представлено Carsel and Parrish (1988). Значения n для образцов с низкой объемной плотностью попадают в диапазон текстур почвы от суглинка до ила, а образцы с высокой объемной плотностью попадают в диапазон значений n , которые являются репрезентативными для суглинка до супеси суглинка (Carsel и Пэрриш, 1988).На рисунке 3 c показаны θ s LOS, упакованные как при объемной плотности, так и при различных концентрациях PHC. LOS с высокой объемной плотностью имеет значительно более низкое значение θ s , чем LOS с низкой объемной плотностью (таблица 3), что связано с более низкой общей пористостью. Сравнивая LOS при различных концентрациях PHC, θ s в обеих объемных плотностях постепенно увеличивается от 0% до 1,63% PHC со значительным увеличением до 3,25% PHC образца. Таблица 1 показывает, что LOS с 3,25% PHC имеет более высокое содержание глины (11,15%), чем LOS с 0% и 1,63% (0% и 0,08% соответственно). Более высокое содержание глины означает относительно более низкое содержание песка, но может увеличить агрегацию, что приводит к большему количеству пор для хранения почвенной воды. Таким образом, наблюдаемое увеличение θ s в образце с 3,25% PHC, вероятно, связано с повышенным содержанием глины и площадью поверхности, что согласуется с другими литературными данными (Gupta and Larson 1979). Это увеличение θ с из 3.Образцы 25% PHC по сравнению с другими образцами PHC можно увидеть на рис. 5. На рисунке 5 показана расчетная общая пористость LOS, которая учитывает потерю пористости из-за объема присутствующих PHC, представленная в виде графика в зависимости от измеренного общая пористость LOS ( θ с ). Точки, представляющие образцы с 3,25% ПГС в обеих объемных плотностях, расположены дальше всего от линии 1:1, тогда как все остальные точки разбросаны близко к линии 1:1. Точки на рис. 5, которые лежат близко к линии 1:1, представляют собой θ с , что аналогично расчетной общей пористости LOS.Увеличение измеренной пористости 3,25% LOS по отношению к теоретической или расчетной пористости связано с повышенным содержанием глины в образцах. По мере увеличения концентрации РНС до 5,37% и 7,48% θ s значительно падает в обоих образцах объемной плотности. При этих более высоких концентрациях ПГУ они заполняют больше пространства пор почвы, которое в противном случае было бы занято водой. Обратите внимание, что 5,37% PHC LOS также имеет заметное количество глины (5,83%) по сравнению с более низкими концентрациями PHC без глины ( θ s еще ниже в 5.37% образцов ПГС. Это говорит о том, что может существовать пороговое значение для концентрации PHC около 3,25%, при превышении которого эффект уменьшения содержания воды в концентрации PHC становится значительным. Ниже 3,25% PHC эффекты заполнения пор PHC незначительны, а другие свойства, такие как содержание глины, оказывают большее влияние.

    Рис. 5.

    Рис. 5. Зависимость теоретической (расчетной) пористости с учетом объема нефтяных углеводородов (НУВ) от измеренной пористости или водонасыщенности ( θ s ).На рисунке 3 d показано, как концентрация и объемная плотность PHC влияют на емкость поля ( θ fc ) LOS. Эффект, который концентрация PHC оказывает на fc , аналогичен эффекту s с некоторыми незначительными отличиями. Водоудержание при полевой емкости в образцах с низкой насыпной плотностью одинаково для образцов с 0% и 1,63% PHC, а также для образцов с 1,63% и 3,25% PHC. θ fc в 3.Образец с 25% значительно выше, чем образец с 0% PHC, а θ fc значительно падает в образцах с 5,37% и 7,48% PHC. Влияние объемной плотности на θ fc противоположно тому, что было для θ s . В отличие от ЛОС с низкой объемной плотностью, удерживающих больше воды при полевой производительности, ЛОС с высокой объемной плотностью в этих условиях лучше удерживает воду. Это результат того, что LOS с более высокой объемной плотностью имеет больше микропор, чем LOS с низкой объемной плотностью (таблица 3), что приводит к более высокому содержанию влаги в почве на всасываниях, что соответствует вместимости поля.Остаточное содержание воды ( θ r ), показанное на рис. 3 e , значительно выше в LOS с высокой объемной плотностью (таблица 3). Это результат более высокой микропористости LOS с высокой объемной плотностью (таблица 3). Нет существенной разницы в θ r между образцами с 0% и 1,63% при обеих объемных плотностях, но в образцах с высокой объемной плотностью θ r значительно уменьшается с каждой из трех увеличивающихся концентраций PHC.Значительное уменьшение θ r , вероятно, вызвано заполнением ПГУ микропорового пространства этих образцов. Как видно из таблицы 2, микропористость в образцах LOS с более высокой концентрацией PHC значительно ниже. Как правило, дополнительное присутствие органического углерода в виде органического вещества почвы (гумус, торф и т. д.) увеличивает пористость и удержание воды в почве. , особенно в грубозернистой почве с низким содержанием органического углерода (Rawls et al. 2003), такой как LOS. Однако НУВ отличаются от типичного почвенного органического вещества по своему составу и по влиянию, которое они оказывают на физические характеристики почвы.Как объясняет Моссоп (1980), отложения нефтеносных песков Атабаски уникальны в том смысле, что нефть находится внутри порового пространства, а не покрывает отдельные частицы почвы. По мере увеличения концентрации PHC большая часть порового пространства почвы заполняется углеводородами, оставляя меньше порового пространства для воды. Кроме того, было обнаружено, что концентрация PHC мало влияет на макропористость в LOS (таблица 3). Также установлено, что увеличение концентрации НУ в ЛОС связано со снижением содержания остаточной воды.Это может быть результатом репеллентности, связанной с PHC, которую Tillman et al. (1989), связано с органическими покрытиями на частицах почвы. Однако Letey и соавт. (1962) показали, что репеллентность не влияет на инфильтрацию этанола в почву. Поэтому, чтобы проверить, было ли снижение остаточного содержания воды результатом неполного насыщения из-за репеллентности, отдельные сердцевины LOS, упакованные до объемной плотности 1,5 г см -3 и 7,48% PHC, были насыщены этанолом и водой. Было обнаружено, что гидрофобность не играла роли в значительном снижении насыщения, поскольку объемы этанола и воды были одинаковыми в их соответствующих насыщенных ядрах.Принимая это во внимание, поскольку ПГУ, скорее всего, заполняют поры почвы, а не покрывают отдельные частицы почвы (Mossop, 1980), вполне вероятно, что ПГУ в первую очередь заполняют меньшие объемы пор (микро- и мезопоры). гидравлическую проводимость ( K с ) каждого образца LOS можно увидеть на рис. 6. Высокая объемная плотность значительно снизила K с LOS. В таблице 3 показано, что более низкая объемная плотность на 0,2 г см -3 приводит к увеличению почти на порядок величины К с . Увеличение концентрации НУ привело к уменьшению К с для обоих образцов насыпной плотности. Для LOS с более низкой объемной плотностью обработки 0% и 1,63% имели значительно большее значение K s , чем обработки с более высоким PHC; и более высокая объемная плотность LOS с 0% PHC имела более высокое значение K s по сравнению с обработками PHC 1,63% и выше. В образцах с низкой насыпной плотностью изменение K s от 0% до 1.63% противоположно тому, что можно было бы ожидать. Амплитуда изменений, однако, статистически незначима и практически не влияет на результат исследования. Обработка 3,25% PHC с высокой объемной плотностью имела значительно более низкие значения K s , чем все другие обработки, вероятно, из-за повышенного содержания глины (таблица 1). K s Уменьшающий эффект концентрации ПУВ не так выражен, как эффект объемной плотности, потому что ПУВ, вероятно, заполняют более мелкие поры, не проводящие воду, которые не так важны для стока почвенной воды. Однако возможно, особенно в LOS с высокой объемной плотностью, что более низкая мезопористость (таблица 2) из-за того, что PHC заполняют поры, снижает соединительную пористость, которая требуется для того, чтобы макропоры проводили воду. При отключении соединений основных путей потока воды вода не сможет течь через почву, что эффективно снижает LOS. Митчелл и Сога (2005) объясняют, что K s почвы связано с коэффициентом пористости почвы ( e ), [здесь и далее обозначается как e эффективных ( e эфф. )], или отношение открытого порового пространства к твердым веществам почвы.Согласно Mitchell and Soga (2005), K s варьируется в зависимости от

    (4)

    , где e 0 — эталонный коэффициент пустотности, а e eff — эффективный коэффициент пустотности для насыщенного грубозернистая почва. Чтобы вычислить e эфф в ур. 4, необходимо сначала вычислить e :

    (5)

    , где e — пористость почвы, ρ p — плотность частиц (г см −3 ), а ρ 12 92
    — объемная плотность грунта (г·см −3 ). Поскольку ПГК заполняют поры почвы, они уменьшают пористость почвы, что влияет на коэффициент пустотности. По мере увеличения PHC коэффициент пористости ( e ) уменьшается, что приводит к уменьшению открытого порового пространства, доступного для протекания воды. Чтобы принять это во внимание, объем ПГУ в почве вычитается из коэффициента пустотности Митчелла и Соги (2005) ( e ), в результате чего получается эффективный коэффициент пустотности ( e эфф ), который используется в уравнении. 4. На рисунке 7 показано сравнение насыщенной гидравлической проводимости с эффективным коэффициентом пустотности и коэффициентом пустотности LOS.

    Рис. 6.

    Рис. 6. Насыщенная гидравлическая проводимость тощего нефтеносного песка (LOS) при различных концентрациях нефтяных углеводородов (НУ) и объемных плотностях.

    Рис. 7.

    Рис. 7. K s / K 0 графически представлена ​​как функция коэффициента пустотности тощего нефтеносного песка (LOS), где K 0 – эталонный насыщенный гидравлическая проводимость (обработка LOS с низкой объемной плотностью (1,5 г см -3 ) и концентрацией нефтяных углеводородов (PHC) 0 %), а K с представляет собой насыщенную гидравлическую проводимость каждой обработки LOS. На рисунке 7 сравниваются прогнозируемые K s / K 0 , рассчитанные с использованием значений, полученных из уравнения. 1 для каждой из процедур LOS. Прогнозируемое значение K 0 было установлено равным 1 путем деления прогнозируемого значения для низкой объемной плотности и концентрации 0% PHC на самих себя. Значения для K s / K 0 затем рассчитывали для каждой последующей обработки LOS и наносили на график относительно их эффективного коэффициента пустот ( e eff ).Затем их сравнили с измеренными значениями K s / K 0 на рис. e
    ), который находится на верхней оси x и представлен треугольниками. Линия представляет тенденцию прогнозируемых значений, а кружки представляют измеренные значения. Линия прогнозируемых значений имеет восходящий тренд. Как измеренные образцы LOS с высокой объемной плотностью, так и образцы с низкой объемной плотностью также имеют тенденцию к увеличению по мере снижения концентрации PHC. Это происходит из-за увеличения K s в образцах с более низкими PHC; следовательно, эффективный коэффициент пустотности (уравнение 1) отражал тенденцию. Тем не менее, измеренные значения были постоянно ниже прогнозируемых значений. Ранее упоминалось, что, хотя ПГК не заполняют более крупные поры, которые проводят воду через почву, они могут заполнять более мелкие поры почвы, которые действуют как соединительные поры с основными порами, проводящими воду.Это снижает K s по мере увеличения PHC, что видно на рис. 7. В дополнение к PHC повышенное содержание глины в образцах с 3,25% PHC привело к тому, что частицы глины дополнительно блокируют соединительную пористость, что приводит к самому низкому значению . K s / K 0 в их соответствующих объемных плотностях. Различия в объемной плотности и концентрации PHC влияли на гидравлические свойства LOS, в основном за счет воздействия на пористость почвы. В приведенных выше результатах обсуждалось, как PHC заполняют поры LOS, и данные свидетельствуют о том, что они могут предпочтительно заполнять микропоры в большей степени, чем мезо- и макропоры. Следовательно, вместо того, чтобы действовать как типичный органический углерод, улучшая структуру почвы, увеличивая пористость (Rawls et al. 2003), PHC уменьшают пористость, заполняя поровое пространство. Это, вероятно, повлияет на почвенные воды в вышележащем мелиоративном покрове, а также на реакцию реципиентов окружающей среды, таких как растительность. Увеличение концентрации PHC снижает общее удержание воды LOS, что может быть проблемой для растений, нуждающихся в доступе к воде в слое LOS.Наоборот, AWHC в LOS увеличивается по мере увеличения объемной плотности, а уменьшенное K s при более высокой концентрации PHC LOS будет ограничивать нисходящее движение воды через LOS, что приводит к увеличению запасов воды в вышележащих мелиоративных почвах. Это увеличит накопление воды в корневой зоне, что приведет к увеличению доступа к воде и питательным веществам для растений на более длительный период времени. Уменьшение K s LOS при более высокой объемной плотности также будет ограничивать нисходящий поток воды и вместе с ним загрязняющих веществ через базовый слой LOS в грунтовые воды.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.