4.1.1 Hensikt
Målet med testen var å se hvor mye is som ble smeltet av tørt-, kald- og varmbefuktet salt i et gitt tidsperspektiv. I forsøket ble det brukt pleksiglasskåler med vann som fryser til is, og ved påføring av smeltemiddel ble det målt hvor mye disse midlene smelter etter gitte tidsintervaller.
4.1.2 Apparat / utstyr
o Seks pleksiglasskåler med diameter 22,86 cm og dybde 1,905 cm, frest ut fra en firkant med mål 28 x 28 cm.
o Vekt med nøyaktighet på hundredelsgram o Plastikksprøyter med tilhørende nål:
- 60 ml - 10 ml - 5 ml - 2 ml - 1 ml
o Sirkulær aluminiumsplate med diameter 21,5 cm og tykkelse 12 mm o Kjeramikkskåler (eller lignende) til å vege opp saltet i
o Trekloss (cirka 20 cm lang og 5 cm høy) o Stoppeklokker
o Målesylinder med kapasitet opp til minst 130 ml o Arbeidsbord som er i vater
o Destillert vann o Salt
o Kokeapparat med temperaturregulering Nærmere forklaringer til apparat / utstyr
Figur 4-1 Pleksiglasskål
4.1.3 Testprosedyre Kalibrering av sprøytene
I forsøket benyttes sprøyter til å suge opp væske som var i pleksiglasskålene etter gitte tidsintervall. Valg av sprøytestørrelse er avhengig av mengde væske som løses opp. For å måle volumet i hver av sprøytene nøyaktig, ble all væska trekt inn i sprøyta, slik at nåla ikke ble fylt opp. Volummerket på sprøyta viser hvor mye væske det et i sprøyte pluss nål.
Volumet som rommer nåla må således trekkes ifra, denne mengden ble funnet ved kalibrering av sprøytene (Hervik 2005).
Tabell 4.1 Korreksjonsfaktor for sprøytene
Sprøytestørrelse (i ml) Korreksjonsfaktor (i ml) Svanekil kalibrert
Korreksjonsfaktor (i ml) Hernes kalibrert
1 0,1
2 0,2 0,2
5 0,3 0,2
10 0,5 0,5 20
60 1,2 1,1
For å finne nøyaktige mengder for smeltekapasitet må altså korreksjonsfaktoren trekkes fra på alle målinger.
Isforberedelser
Pleksiglasskålene ble vasket med destillert vann.
130 ml med destillert vann ble fylt opp i målesylinderen, og tilført i skålene (tilsvarer en istykkelse på cirka 3 mm). Skålene ble plassert på et bord i vater, og stod til de hadde fryst (over natta).
Når vannet hadde fryst til is, ble en aluminiumsplate snurret rundt på isoverflaten noen ganger til en tynn film av overflatevannet smeltet. Prøven fryste nå til is igjen (Ved temperatur på -1
°C ~ 5 – 6 timer før vannet fryser til is igjen).
Kjemikalieforberedelser
Tørt salt ble veid opp i tre kjemikalieskåler.
I SHRP H-205.1 for issmelting av tørt kjemikalie er det anbefalt ei kjemikalievekt på 4,17 gram. I dette forsøket er det valgt å bruke 4,17 gram med salt for alle tre metodene. For kaldbefuktet og varmbefuktet salt så er det i tillegg tilsatt vann.
I en 70 / 30 blanding vil det altså for den kaldbefuktete og varmbefuktete metoden i tillegg til 4,17 gram salt være cirka 1,8 gram (ml) med vann.
Framgangsmåte
Det ble brukt 3 skåler for hvert forsøk.
Salt og eventuelt vann ble tilsatt pleksiglasskål 1, tiden ble da satt i gang, etter 2 min så ble salt og eventuelt vann tilsatt skål 2 og etter 2 min til ble salt og eventuelt vann tilsatt skål 3.
Hvert forsøk bestod i å suge inn smeltet vann fra pleksiglasskålene hvert 6 min.
Pleksiglasskåla ble skråstilt og satt på klossen (Figur 4-1). Alt vannet ble sugd helt inn i sprøyta. I og med at det kom en del luft inn i sprøyta, ble stempelet dratt helt tilbake, og satt på et kjent volummerke, så ble volumet lest av og notert. Skåla ble satt ned på bordet igjen, og væska i sprøyta ble spruta jevnt over isoverflaten. Stempelet ble dratt frem og tilbake noen ganger for å få ut alt. Denne prosessen tok cirka 1 minutt, man fikk da cirka 1 minutt pause før man sugde inn smeltet vann fra skål 2, dette ble så gjentatt for skål 3. Hver skål ble målt 10 ganger.
Det ble gjennomført 6 repetisjoner for hver metode, i tillegg ble det beregnet standardavvik.
Figur 4-2 Eksempel på resultatet av befuktning med NaCl Forsøket ble gjennomført i kulderom ved -1 °C og -5 °C
4.1.4 Resultat
Smeltet is i ml
Vann 90 °C Vann 65 °C Vann 20 °C Tørt salt
Smeltet is i temp. -1 °C, inkludert standardavvik
0,0
Tid i m inutter
Smeltet is i ml
Vann 90 °C Vann 65 °C Vann 20 °C Tørt salt
Figur 4-3 Smeltet is i kulderom ved -1 °C
Standardavvik skal normalt presenteres med øvre og nedre grense, men for å få oversikt så er de to øverste resultatene presentert med øvre grense og de to nederste resultatene med nedre grense. Det gjeldende standardavviket er således ± disse verdiene. Standardavvik blir presentert på denne måten videre i oppgaven uten at dette kommenteres spesielt.
Ved – 1 °C i kulderommet ser vi at befuktet salt smelter omtrentlig lik mengde is underveis og totalt i løpet av 60 minutter. Befuktning smelter omkring 43 ml i løpet av 60 minutter, tørt salt smelter 46 ml i løpet av 60 minutter.
Standardavviket for resultatene ligger for alle metodene rundt ± 0,5 - 3 ml.
Smeltet is i temp. -5 °C
Smeltet is i ml
Vann 90 °C Vann 65 °C Vann 20 °C Tørt salt
Smeltet is i temp. -5 °C, inkludert standardavvik
0,0
Tid i m inutter
Smeltet is i ml
Vann 90 °C Vann 65 °C Vann 20 °C Tørt salt
Figur 4-4 Smeltet is i kulderom ved -5 °C
Ved – 5 °C i kulderommet ser vi at befuktet salt smelter omtrentlig lik mengde is underveis og totalt i løpet av 60 minutter. Befuktning smelter omkring 23 - 24 ml i løpet av 60 minutter, tørt salt smelter 23 ml i løpet av 60 minutter. Tørt salt smelter dog merkbart mindre is de første 18 minuttene enn befuktet salt, 7ml mot 9-10 ml.
Standardavviket for resultatene ligger for alle metodene rundt ± 1 - 2 ml, med gjennomgående økende standardavvik etter hvert som tiden går.
4.1.5 Diskusjon
Forsøkene viser at det ikke er vesentlig forskjell på smeltekapasiteten til salt befuktet med vann (90, 65 og 20 °C) eller tørt salt. Befuktning med varmt vann kan på bakgrunn av resultatene ikke sies å påskynde smelteprosessen, noe som derimot er antydet i SINTEF Teknologi og samfunn (2005).
Standardavvikene for smeltekapasitet er relativt små sett i forhold til penetrasjon og underkutting. Det kan synes som at smeltekapasitetstesten er den mest robuste av de tre testene, noe som Hernes (2005) også påpeker.