<html><head></head><body class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;">                                                                                      <div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);">How do you measure helium, and what is the range of accurate detection?</div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);"><br></div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);">Crispin </div><div id="_originalContent" style=""><div><blockquote type="cite" class=""><div class="">On May 7, 2015, at 1:37 PM, Crispin Pemberton-Pigott <<a href="mailto:crispinpigott@outlook.com" class="">crispinpigott@outlook.com</a>> wrote:</div><br class="Apple-interchange-newline"><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;">                                                                                      <div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">Dear Frank</div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><br class=""></div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">Good questions. </div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><br class=""></div><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><span style="font-size: initial; line-height: initial; text-align: initial;" class="">>></span><span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; line-height: initial; text-align: initial; color: rgb(31, 73, 125);" class="">The method
 is not utterly precise ‎because it uses a hood with volume and pitot tube velocity with compensations for temperature and pressure. When emissions are low, fixed flow systems have difficulty measuring anything. </span></div></blockquote><div class=""><br class=""></div>>I’m thinking the accuracy of measuring velocity of a gas moving through a pipe would be highly suspect. That because taking a cross section finds the flow differs from the outside to the center. A slight movement of probes and one gets a different reading that when multiplied up to determine the amount of gas per hour (for example) will differ a lot. </div><div class=""><br class=""></div><div class="">The calibration standard is 'within 5%'. That is the velocity. You can imagine what happens with the air density in a hot, humid climate with a large fire or small, boiling pot or not. Etc. The density of the gas (which directly affects the detected speed) values from >1.4 to <1.1. 5% is unlikely. </div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>So a stove is calibrated using a standout measured gas flow from a nitrogen tank(?) plotting against different temperatures and increasing gas speeds? Lots of work. </div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">>I would like to see this replaced with the surrogate helium standard I mentioned before. <br class=""></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div>Bleed in helium at a slow, known rate and take He readings at points of interest to determine constituents (chemical and physical like soot) calculated as per mass of helium. <br class=""><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class="">‎You had better point me to that again. <br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">
</span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">>>The alternatives are carbon mass balance or chemical mass balance. The former is used by the EPA for vehicles and the latter is
 used by SeTAR methods. </span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class=""><br class="">
</span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">>>The efficiency (as a heater) can be determined using the Siegert Formula which is a chemical mass balance approach with various
 iterations depending on the ‎data available. </span></div></div></div></blockquote><div class=""><br class=""></div><div class="">>Neither will work as I see it. </div><div class=""><br class=""></div><div class="">They both work but there are ways to make it better or worse, hard or easy. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>How can a carbon mass balance be used to determine the energy without knowing the form and energy the carbon has left in it? Unless you think all stoves are proper burning stoves only releasing CO2.</div><div>Chemical mass balance (for energy?) can be done if all the many, many organic structures are determined and each energy determined - unless you think the stove is properly burning everything to CO2? </div><div><br class=""></div><div>All the same arguments I have had with the United States Composting Council. : )</div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">Sooner or later you have to come up with the volume of gas and its average concentration of gases and soot. The issue is how well can one do that, and under what conditions. Biomass stoves have a huge range of emission concentrations and therein lies the challenge. </div><div class=""><br class=""></div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>Therefore lies the Helium surrogate to the rescue!</div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class="">>Like measuring temperature or CO2 produced in a compost pile to determine if the pile has stabilized only works with a properly formulated and working compost. </div><div class=""><br class=""></div><div class="">That is quite a good analogy. The method may work well when the pile is working well. If the point is to find bad piles the method may not be good at all unless it was designed to find bad, not good piles! </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>And like stoves what is the point of testing if all compost and stoves are working just fine?</div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">>...Unless these are determined we do not know the energy value to assign. That was the purpose of my idea of the heated tube with oxygen input. Measuring CO2 before and after to get an idea (not exact) of the energy remaining in the outflow gas from the combustion chamber.</div><div class=""><br class=""></div><div class="">Measuring CO2 is unfortunately expensive and strongly affected by the pressure. Lot of care needed. Suppose you knew there was X amount of uncombusted gas in the tube. How do you know what it was after it is burned in the tube.</div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>I was thinking CO2 before and CO2 after to get an idea (only an idea) of the unburned gases left. This old idea of mine is now replaced with Helium idea.  </div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">There are cells that detect CxHy that way, measuring the heat created which is pretty cool. The CO is detected separately and it's potential heat subtracted from the total. It gets pretty complicated. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div>This I like if works - <br class=""><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div>Helium surrogate if we can get it to work. Not cheap. </div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-size: initial; line-height: initial; text-align: initial;" class="">>>If a stove has a firepower of 5 kW then it is assumed it can 'cook
 a pot' of a certain size. If it is 10 kW it is assumed it can cook a pot of twice the capacity. </span></div></div></div></blockquote><div class=""><br class=""></div><div class="">>In this case is the ‘fire power’ defined from the rate the fuel (of known energy)  is consumed and without heating water in the pot? </div><div class=""><br class=""></div><div class="">Yes, and stoves with no pot on do not behave the same as with a pot so that is a problem too. The method assumes it makes no difference. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>Why bother going down these paths when we know they don’t work?</div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">>Do the chart of pot sizes really display a linear response? </div><div class=""><br class=""></div><div class="">No but that is not the issue. Assigning any standard pot size from the list of 28 standard pots assumes a standard heat transfer efficiency. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>I am not in favor to assign a standard pot because that implies stove designers are to design their stoves around one pot. They should design stoves and pots most liked for their users.  Test the stove for efficiency using the pot designed for the stove is how it should be done. Using a Standard Pot will give completely meaningless results pertaining real world use and restrict creativity of the designer.  </div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;">
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">>Think about this for a moment: what does 'cook' mean?</span></div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class=""><br class=""></span></div><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">That doesn't worry me as much. It means heat the contented at a culturally acceptable rate, if you really get down to it. </span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class=""><br class="">
</span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-size: initial; line-height: initial; text-align: initial;" class="">>...So creating a stove that will cook an 80 litre pot with a '20 litre' fire is unexpected. </span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class=""><br class=""></span></div></div></div></blockquote><div class="">>Interesting. There are so many variables in our small combustion chambers relating to stove construction, design and air flow that these test methods seem to provide no room for improvement - if I understand this?</div><div class=""><br class=""></div><div class="">The assumption is I think that emissions might be improved but that no one will make a stove with four times the heat transfer efficiency. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div><br class=""></div><div><br class=""></div><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class=""><span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">
</span></div>
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">>>So in the EPA methods there is in the background calculations some things to do with emissions and performance that
 are based on a 78% efficiency. </span></div></div></div></blockquote><div class=""><br class=""></div>>Really? What could these possible be? And why?</div><div class=""><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;">
<div style="width: 100%; font-size: initial; font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; color: rgb(31, 73, 125); text-align: initial; background-color: rgb(255, 255, 255);" class="">
<span style="font-family: Calibri, 'Slate Pro', sans-serif; font-size: initial; text-align: initial; line-height: initial;" class="">I will answer that separately. It is deep in the math. </span></div></div></div></blockquote></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>Probably well over my head.  </div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;">
</div></div></blockquote><div class=""><span style="line-height: initial;" class="">>Biomass combustion is used in many different applications and, as I see it, they need to be grouped with each group having their own set of tests. Do we stovers care about condensing furnaces? </span></div><div class=""><br class=""></div><div class="">Good stoves that space heat will one day soon be condensing. They also cook. We have to be prepared to rate them correctly. </div></div></div></div></div></blockquote><div><br class=""></div><div>Lets start with the simple stoves first. </div><div><br class=""></div><br class=""><blockquote type="cite" class=""><div class=""><div class="" style="background-color: rgb(255, 255, 255); line-height: initial;"><div id="_originalContent" style="" class=""><div class=""><div class=""><br class=""></div><div class="">Regards </div><div class="">Crispin </div><div class=""><br class=""></div><div class=""><span style="line-height: initial;" class=""><br class=""></span></div></div><!--end of _originalContent --></div></div>

_______________________________________________<br class="">Stoves mailing list<br class=""><br class="">to Send a Message to the list, use the email address<br class=""><a href="mailto:stoves@lists.bioenergylists.org" class="">stoves@lists.bioenergylists.org</a><br class=""><br class="">to UNSUBSCRIBE or Change your List Settings use the web page<br class="">http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/stoves_lists.bioenergylists.org<br class=""><br class="">for more Biomass Cooking Stoves,  News and Information see our web site:<br class="">http://stoves.bioenergylists.org/<br class=""><br class=""></div></blockquote></div><br class=""><br><!--end of _originalContent --></div></body></html>