油品燃烧性能的测定

第六章油品焚烧性能的测定当前，石油产品的绝大多半仍是作为燃料使用的，特别是内燃机（汽油机、柴油机及喷气机）都是以液体石油产品（汽油、柴油及喷气燃料）为动力而运转的。焚烧性能是评论燃料油品的重要指标，所谓焚烧性是指燃料是否拥有较高的热值及在内燃机工作状况下可否充分焚烧，提供更多的有效功率。自然，燃料可否充分焚烧和很多因素有关，诸如内燃机的构造、工作状况、空气的合理供给，油品的物理性质和化学组成等，本节主要从油料性能角度议论这一问题，主要目的是说明判断燃料焚烧性能指针与组成的关系及其测定方法。第一节汽油的抗爆性一、汽油机爆震现象的产生1.工作原理汽油机又称为点燃式发动机，除有些种类的摩托车的发动机是二冲程外，其余大多半汽油机车的发动机多为四冲程，即都要经历吸气、压缩、焚烧膨胀做功和排气四个工作过程。燃料蒸气和空气（氧气）的混合气在大于2000C的温度下氧化生成过氧化物，当过氧化物积累至一定浓度便自燃，生成CO2、CO、出0，同时放出大量的热量，可是点燃式发动机中的汽油不是靠它自燃，而是靠电火花点燃，即在压缩冲程进行到离上止点前150-200角，火花塞便开始点火（注：压缩冲程终了汽缸压力可达到1-1.4MPa,温度可达250-400°C,而汽油自燃点为415-530°C）,电火花邻近的烃类快速氧化成过氧化物，并快速齐集至一定浓度，便被电火花点燃着火焚烧，产生焰峰，以20-40m/s速度向前推进，此时汽缸内压力可达3-5MPa，温度可达2000-2500PC,属正常焚烧膨胀做功。注：活塞从上止点到下止点的直线距离称为一个冲程，所扫过的容积称为称为发动机的工作容积或发动机排量，用符号VL表示。2.爆震现象若汽油品质不好（辛烷值低），含易氧化烃类多，已燃区温度、压力快速增加，焚烧产物体积增加，压缩未燃区（即火焰未能流传到的地方）使某一局部过氧化物浓度浓度已很高，温度已超过烃类自燃点好多，这时，烃类便自燃，产生多个焚烧中心，是焚烧速度猛增至1000-2000m/s,这时焚烧是已爆炸形式进行，气缸内压力为正常压力的2-4倍，局部温度可达2500-30000C,其结果便产生剧烈的金属敲击声，同时也因火焰瞬间掠过汽缸内空间使焚烧不完全，而排出黑烟，这就是爆震现象的产生。二、影响点燃式发动机爆震的因素燃料的性质汽油中含有较多的自燃点低易氧化的烃类，使烃类自燃点下降，未燃区产生过多的过氧化物，汽缸温度升高明过自燃点，使在汽缸内产生多个焚烧中心而自燃，进而惹起爆震，结果产生金属敲击声，排气冒黑烟。注：①C数相同时，烷烃和烯烃易被氧化，自燃点最低，易产生爆震②异构烷烃、芳烃和环烷烃不易被氧化，不易惹起爆震③同类烃，沸点越高（相对分子质量越大）形成不稳定过氧化物的倾向越大，故：由同一原油炼制的汽油，馏分越重，越易发生爆震。发动机的构造和工作状况1）压缩比压缩比R为发动机在汽缸活塞行驶到下止点时汽缸的容积与活塞行驶到上止点时汽缸的容积之比。汽油发动机的压缩比往常在之间。发动机的利害主要与热转变为功的效率有关，人们老是希望使用热功率高的发动机，而热功率又与压缩比成正比，即热功率越高，汽缸所需压缩比越大。压缩比增加，压缩后汽缸内温度压强越高，有利于烃类氧化，过氧化物积累，因而，对汽油机来说压缩比越大越易产生爆震。但是，对于汽油机我们不能采取降低压缩比的方法来达到不产生爆震的目的，而是要从燃料本身下手，想法提高汽油质量，改变汽油组成。资料：一般压缩比越大的要求汽油标号越高，往常压缩比在应选90-93#汽油，压缩比应采用93-95#车用汽油，压缩比在应采用95-97#汽油，详细车到底选什么样的汽油，说明书上都有说明，按照说明书上加油是不会错的。（2）操作条件的影响、发动机的操作条件：汽缸内油气与空气的混淆浓度（可用空气剩余系数a表示，即焚烧过程空气实际供给量和理论空气需要量之比），在a时，最易爆震，一般在情况下爆震轻，功率大；汽缸进气的温度和压力增高，爆震倾向增大，冷却水温度增高，爆震趋势增大；发动机转速增大，爆震减弱总之，凡能促进汽缸内温度，压力增加，促进汽油自燃的因素，均能增加爆震，凡是能促进汽油充分汽化，焚烧完全的因素，均能减缓爆震。三、评定汽油抗爆性的意义（1）区分车用汽油的牌号汽油的抗爆性是指汽油在发动机中焚烧时，不发生爆震的能力，车用无铅汽油抗衡爆性的要求是：辛烷值切合规定，保证发动机正常工作，不爆震，充散发挥功率。车用汽油的抗爆性用研究法辛烷值和抗爆指数来评论，辛烷值越高，汽油的抗爆性越好，使用可允许发动机在更高的压缩比下工作，这样可以大大提高发动机功率，降低燃料消耗。★辛烷值的定义：是规定条件下的标准发动机实验中，经过和标准燃料进行比较来测定，采用和被测燃料拥有相同抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积分数表示。辛烷值越高，汽油的抗爆性越好。★标准燃料：或称参比燃料，由抗爆性能很高的异辛烷（三甲基戊烷，其辛烷值规定为100）和抗爆性很差的正庚烷（其辛烷值规定为0），按不同体积分数配制而成。标准燃料中所含异辛烷的体积分数就是标准燃料的辛烷值。比如：某一汽油辛烷值为81，则表示该汽油的抗爆性与含81%异辛烷，19%正庚烷的标准燃料的抗爆性相同，所以该汽油的辛烷值是81，辛烷值是一个相对照较值，无单位。我国车用汽油（GB17930-2006）按研究法辛烷值区分为3个牌号：90号、93号和97号；航空汽油的牌号也有三种：RH-75,RH-95/130,RH-100/130，其中75、95、100指的就是马达法辛烷值。（自己看书111页）资料：高效、节能、环保汽油是大势所趋，国际潮流，我国在20世纪90年月中期从前，为了提高汽油的抗爆性采用增添四乙基铅的做法，四乙基铅是一种优秀的抗爆剂，但它对于环境的污染，人体的毒害及车辆中的传感器，三效催化剂伤害十分严重，故此当前已停止使用，我国车用汽油的无铅化始于20世纪90年月初，1991年首次公布车用无铅汽油用标准。对于车用汽油的牌号：2001年7月1日前，按照国家新标准，车用汽油分为三个牌号：90#、93#、95#，为了与国际接轨，随后又增加了97#汽油，97号汽油主要用于装有尾气催化变换器及压缩比高于9.8以上的汽车，颜色水白透明，为当前国际先进水平。2）评论汽油质量、指导油品生产由于各类烃类抗爆性不同，所以汽油组成不同，抗爆性不同，汽油主要是由烷烃、烯烃、环烷烃和芳烃组成，这些烃类的辛烷值高低抗衡爆性利害的影响如下：1）烷烃①C数相同时，异构烷烃辛烷值＞＞正构烷烃，异构化程度增加，辛烷值增加。②C数不同时，异构化程度相同时，随分子中C数增加，辛烷值增加③直链烷烃：随分子所含C数的增加，辛烷值降低（2）烯烃：C数相同时，总的看来，烯烃辛烷值＞正构烷烃，且双键越凑近分子中心，则辛烷值越高，烯烃异构化程度越大，辛烷值越C数不同异构化程度相同时，C数增加，辛烷值降低。（3）环烷烃①五元环：侧链C数越多，辛烷值越低；侧链异构化程度增加，辛烷值增加；且环上小分子侧链数增多，辛烷值增大。②六元环同五元环，可是辛烷值比五元环相应低些③C数相同时，带不饱和侧链的环烷烃辛烷值大于带饱和侧链的环烷烃辛烷值。④环上C数增加，辛烷值减小。（4）芳烃：苯的辛烷值=94①一取代芳烃：随取代基C数增加，辛烷值减小；随取代基异构化程度的增加，辛烷值升高②二取代：对二取代芳烃＞间位二取代＞邻位二取代③三取代：取代基对称性越高，辛烷值越高。当C数相同时，各类烃类辛烷值高低次序为：芳烃＞高分支异构烷烃＞环烷烃＞异烯烃＞正烯烃＞异构烷烃＞烯烃＞正构烷烃但互有交替。此外：①汽油馏分轻重抗衡爆性也有影响：同一原油，汽油馏分越轻，辛烷值越高。②辛烷值与原油基属也有关：环烷基、中间基原油汽油辛烷值比石蜡基原油所得汽油辛烷值高。比如：大庆原油为石蜡基原油，所得直馏汽油辛烷值=40-37；辽河原油为石蜡基原油，所得直馏汽油辛烷值=62.四、汽油抗爆性评定方法1.车用汽油抗爆性的评定方法（1）马达法辛烷值马达法辛烷值是在900r/mim的发动机中测定的，测定条件较苛刻，一般加热至1490C（进气温度），用以表示点燃式发动机在重担荷条件下及告诉行驶时，汽油的抗爆性能，当前，马达法辛烷值只作为评定航空汽油抗爆性的质量指针。（2）研究法辛烷值研究法辛烷值是发动机在600r/min条件下测定的，测定条件和缓，进气温度为室温，反应汽车在市区慢速行驶时的汽油抗爆性。表示点燃式发动机在低速运转时，汽油的抗爆性能，研究法所测的结果一般比马达法高5-10个辛烷值单位。比如：过去用马达法辛烷值确定的85号汽油与现在由研究法辛烷值区分的93号汽油相对应。当前研究法测定车用汽油辛烷值已被确定为国际标准方法，我国车用无铅汽油抗爆性能从2000年起已开始采用研究法表示。研究法和马达法所测辛烷值可用式：MON二RONX0.8+10换算，其中MO表示马达法辛烷值，RON表示研究法辛烷值研究法辛烷值和马达法辛烷值之差称为汽油的敏感性，它反应汽油抗爆性随发动机工作状况强烈程度的加大而降低的情况，敏感性高越低，发动机工作稳定性越高，敏感性的高低取决于油品的化学组成，往常烃类的敏感性顺序为：烯烃＞芳烃＞环烷烃＞烷烃3）道路法辛烷值也称行车辛烷值，用汽车进实测或全功率实验台上模拟汽车在公路上行驶的条件进行测定。一些国家采用了行车法来评定汽油的实际抗爆能力，称为道路辛烷值，它是在一定温度下用多缸汽油机进行辛烷值测定，实际应用中，大多采用经验公式（课本112页）计算道路辛烷值，当前，此法还未列入我国汽油的评定标准。（4）抗爆指数抗爆指数是反应车辆在行驶时汽油的抗爆性能指针，它由不同种类车辆经过典型的道路实验来确定的，往常，抗爆指数用总车辆的抗爆性能来表示，故又称为平均实验辛烷值，ONI二MON+RON其中ONI代表抗爆指数、抗爆指数越高，汽油的抗爆性越好，95号车用无铅汽油的抗爆指数为90，表示研究法辛烷值不小于95，抗爆指数不小于90.2.品度值—航空汽油抗爆性能的评定方法对航空汽油除要求辛烷值外还要求品度值品度值的定义：燃料在富油混淆气的条件下（空气剩余系数a），在单缸发动机中，所能发出的最大功率与用异辛烷（品度值定为100）工作所能发出最大功率的比值。品度值MPN=100+3（MON-100）（注：MON>10时）MPN马达法品度值MPN=2800/128-MON（MON<100）航空汽油用MON/品度值表示抗爆性，如RH-105/115表示该汽油MON不低于105，品度值不低于115.（注：课本111页航空汽油的牌号也有三种：RH-75,RH-95/130,RH-100/130其中的75,95，100指的就是马达法辛烷值）五、汽油辛烷值测定方法概括（简介）1.研究法辛烷值研究法法辛烷值的测定按5487-1995《汽油辛烷值测定法（研究法）》进行的，本标准等效采用ASTMD2699-1992标准方法，合用于车用无铅汽油和车用乙醇汽油的抗爆性，应用于发动机制造厂，石油炼厂和商业交货查收。测定汽油辛烷值是在一台连续可改变压缩比的单缸发动机上进行，标准规定的实验设施是美国制造的ASTM-CFR试验机（113页图6-3），机上装有测量爆震强度的爆震表（实际上是一个毫伏表，用0-100分度来显示爆震强度），能够把被测试样的爆震强度正确指示出来，经过变换，获得试样的辛烷值，研究法辛烷值的测定能够采用内插法或压缩比法。1）内插法基根源理：在固定压缩比的条件下，使试样的爆震表位于两个参比燃料调解油的爆震表读数之间，然后采用内插法计算试样的辛烷值，测定步骤如下：（课本113页）①将仪器调试到标准爆震强度要求②估计实验的辛烷值③用内插法计算试样的辛烷值（式6-5）（2）压缩比法（课本114页）原理：根据试样在标准爆震表强度下所需的汽缸高度，从表6-3即可查出辛烷值。测定结果修约到一位小数，报告为研究法辛烷值，简写为：XX.x/RON马达法辛烷值马达法辛烷值的测定按GB/T503-199《5汽油辛烷值测定法（马达法）》标准方法进行，该标准等效采用ASTMD2700-1994,合用于车用汽油和点燃式航空汽油发动机用汽油。测定方法同研究法马达法辛烷值测定结果修约到一位小数，报告为马达法辛烷值，简写为XX.x/RON对于马达法辛烷值高于100的航空汽油，经GB/T503-1995中的表9换算成品度值后，报告为马达法品度值，简写为XX.x/MPN六、提高汽油辛烷值的途径1.采用二次加工，改变汽油的化学组成由原油直接蒸馏获得的汽油只是半成品，如直馏汽油的辛烷值仅为40-60，但经过二次加工后的同种原油，其辛烷值按催化裂化汽油、催化重整汽油、烷基化汽油的序次依次升高，这是由于催化裂化汽油含较多的烯烃、异构烷烃和芳烃，而烷基化汽油几乎是100%的异构烷烃所致。因此，采用二次加工，改变汽油的化学组成是提高辛烷值的有效途径之一，为了适应发动机在不同转速下的抗爆要求，优质汽油应含有较多异构烷烃，异构烷烃不只辛烷值高，抗爆性能好，而且敏感性低，发动机运转稳定，因此是汽油中理想的高辛烷值组分。调入高辛烷值组分比如：加入烷基化油、异构化油、苯、甲苯及工业异辛烷等，都能提高汽油辛烷值。近年来最引人注目的高辛烷值组分是甲基叔丁基醚（MTBE），实验表示，MTBE寸直馏汽油，催化裂化汽油、宽馏分重整汽油和烷基化汽油均有优秀的调合效应，其调合辛烷值高于本身的净辛烷值（RON为117,MONfe101）特别是直馏汽油和烷基化汽油调合效果最好。RON往常可分别达到133和130，MOr分别达到115和108，当前我国已批量生产MTBE。第二节柴油的抗爆性一、柴油机爆震现象的产生柴油机的工作过程与汽油机既相像又有本质区别，其过程也分为吸气、压缩、膨胀做功和排气四个行程，不同的是柴油机吸入与压缩的是空气，而不是空气与燃料的混淆气体，由于压缩终了温度可达500-700°C,压力可达，已超过柴油的自燃点，所以喷入汽缸的燃料靠自燃而膨胀做功，故柴油机又称为压燃式发动机。从理论上讲，柴油喷入焚烧室，便已具备了着火焚烧的基本条件，但实际上从柴油喷入至自燃，往往还有一定的时间间隔，这是由于柴油需达成与空气充分混淆，先期氧化及形成局部着火点等物理化学准备的缘故。从喷油器开始喷油到柴油开始着火这段时间，称为着火滞后期或称为滞燃期。着火滞后期很短，往常为百分之几秒到千分之几秒，但它对柴油机工作状况的影响却很大。正常情况下，柴油机的自燃点很低，着火滞后期短，燃料着火后，边喷油边焚烧，发动机工作平稳，热功率高，但如果柴油的自燃点过高，则着火滞后期延伸，致使于在开始自燃时，汽缸内积累较多的柴油同时自燃，温度和压力强烈增高，冲击活塞头强烈运动而发出仅是敲击声，这就是柴油机的爆震。柴油机的爆震同样会使燃料焚烧不完全，形成黑烟，油耗增大，功率降低，并使机件磨损加剧，甚至破坏。注：柴油机的爆震与汽油机有着本质的不同。汽油机是点火焚烧的，其爆震是由于火焰前沿还没流传到的那部分混淆气生成的过氧化物自行焚烧而致，一般发生在焚烧的末期，而柴油机是压燃的，其爆震是由于柴油着火性差，滞燃期过长而致，一般发生在焚烧的初期。（自己看书5min）二、影响柴油机爆震的因素影响柴油机爆震的因素也就是影响柴油着火性的因素，柴油的着火性是指柴油的自燃能力。着火性好的柴油，滞燃期短，焚烧后缸内压力上升平稳，柴油机工作稳定。影响柴油着火性的因素有以下几种：1.化学组成①相同C原子数的不同烃类：正构烷烃的滞燃期最短，无侧链稠环芳烃的滞燃期最长，正构烯烃、环烷烃、异构烷烃居中。②烃类异构化程度越高，环数越多，滞燃期越长③相同的烃类：相对分子质量越大，热稳定性越差，自燃点越低，其滞燃期越短。2.馏分组成由相同种类原油生产的柴油，直馏柴油的滞燃期要比催化裂化、热裂化及焦化生产的柴油短，其原因就在于化学组成发生了变化，催化裂化柴油含有较多的芳烃（滞燃期长），热裂化柴油和焦化柴油含有较多的烯烃，因此，滞燃期有所加大。★与汽油机的区别：影响柴油机爆震的因素与汽油机有着根本的不同，汽油机提高压缩比或增高汽缸温度会促发爆震，而柴油机提高压缩比或增高汽缸温度却能减少爆震。原因：柴油机压缩的是空气，而不是空气与燃料的混淆气体，不受燃料性质的影响，因此压缩比尽可能的增大（可达16-24），使燃料转变为功的效率显著提高，实际上柴油燃料的单位消耗率比汽油机约低30%-70%，特别经济。三、质量要求要求轻柴油和车用柴油有优秀的的焚烧性，十六烷值适宜，自燃点低，焚烧完全，发动机工作稳定性好，不发生爆震现象，能发挥应有的功率。四、评定指标及意义轻柴油和车用柴油的着火性是评论柴油焚烧（抗爆性）性能的重要指标，详细用十六烷值和十六烷指数来评定。十六烷值①观点：十六烷值是表示柴油在发动机中着火性能的一个约定量值。它是在规定操作条件下的标准发动机实验中，将柴油试样与标准燃料进行比较测定，当两者拥有相同的着火滞后期时，标明燃料中的正十六烷值即为试样的十六烷值。标准燃料：是用抗爆性能好的正十六烷和抗爆性能较差的七甲基壬烷按不同体积比配制成的混淆物。规定正十六烷的十六烷值为100，七甲基壬烷的十六烷值为15，则试样的十六烷值为：CN书i+0.15?2i：标准燃料中正十六烷的体积分数2：标准燃料中七甲基壬烷的体积分数结果取两位小数②测定意义十六烷值高的柴油，自燃点低，着火性好，焚烧平均，易于启动，不易发生爆震现象，发动机热功率高，使用寿命长，但柴油十六烷值也并非越高越好，使用十六烷值过高的柴油，同样会冒黑烟，燃料消耗量反而增加（大于65），其原因是燃料的着火滞后期很短，自燃时还未来得及与空气形成平均混淆气，致使焚烧不完全，部分烃类热分解而形成黑烟，此外，柴油的十六烷值过高，还会减少燃料的根源。★十六烷值与柴油使用的关系柴油机的额定转速越高,就要求柴油的生气性好,以保证在短时问内焚烧完全,对柴油十六烷值的要求就高。一般情况下,额定转速在1000r/min以下的柴油机,可使用十六烷值为35一40的柴油;转速在1000~1500r/min的柴油机可使用十六烷值为40-45的柴油转速在1，;500r/min以上的柴油机,可使用十六烷值为45一60的柴油。柴油的十六烷值对柴油机在不同气温下的启动性能也有影响,十六烷值高的柴油,即便在较低气温条件也易于启动。但柴油的蒸发性对发动机启动性的影响比十六烷值重要-,而十六烷值高的柴油,蒸发性就差些。所以,评定柴油的启动性应将十六烷值与柴油的蒸发性联合起来综合评定。柴油的十六烷值高,其焚烧性能就好,但柴油的十六烷值过高了也不适宜。因为当柴油的十六烷值高于50后再继续提高,对着火延迟期的缩短作用不大。此外,十六烷值过高的柴油其分子量均较大,使柴油的低温流动性、雾化与蒸发均受影响,会使焚烧不完全,致使发动机功率下降、油耗升高及排气冒黑烟。因此,在采用柴油时不应纯真地追求高十六烷值,往常要求柴油的十六烷恒在40一60之间,基本上已能知足高速柴油机的工作要求。因此，从使用性和经济型两方面考虑，使用十六烷值适合的柴油才合理，往常柴油机的转速越大，要求燃料的十六烷值越高。不同转速的柴油机对柴油十六烷值要求不同，GB/T19147-2003中规定：10、5、-10号车用柴油的十六烷值不小于49，-20号车用柴油的十六烷值不小于46，-35、-50号车用柴油的十六烷值不小于45.而GB252-2000中规定轻柴油的十六烷值一律要求不小于（课本118页，自己看书）十六烷指数十六烷指数是表示柴油抗爆性能的一个计算值，它是用来预测馏分燃料十六烷值的一种协助手段，其计算按GB/T11139-1989《馏分燃料十六烷指数计算法》进行，合用于计算直馏馏分、催化裂化馏分以及两者混淆燃料的十六烷值。①意义十六烷指数不能任意用来代替标准发动机实验所测得的十六烷值，但能够作为预测馏分燃料十六烷值的一种协助手段，当原料和生产工艺不变时，可用十六烷指数查验柴油馏分的十六烷值，进行生产过程的质量控制，特别是当试样量很少或不具备发动机实验条件时，计算十六烷指数是估计十六烷值的有效方法。②计算方法试样的十六烷指数用下列算出，计算结果要求用整数报告，Cl=431.29-1586.88p2。+730.97p202+12.392p20+0.0515p204-0.554t+97.803（lgt）2按GB/T6536《石油产品蒸馏测定法》测得的试样中沸点。例题6-1见课本119页（自己看书）限制性：不适于计算纯烃、合成燃料、烷基化产品、焦化产品以及从页岩油和油砂中提炼的燃料的十六烷指数，也不合用于计算加有十六烷改良剂的馏分燃料的十六烷指数。柴油指数柴油指数是表示柴油抗爆性能的另一方式，又称狄赛尔指数(用DI表示)，是和柴油的密度及苯胺点有关系的参数，还能够用它计算十六烷值，柴油指数的表达式为：DI二A.°API/100=(1.8tA十32)X(141.5一131.5p)/100p式中：tA-柴油的苯胺点，C;p一柴油在156C时的密度‘g/cm3。由柴油指数计算十六烷值的经验公式：CN=2/3XDI+14五.提高柴油抗爆性能的方法1、为提高柴油的抗爆性能，能够用石蜡基原油直按蒸馏制取柴油,这种直馏柴油其十六烷值可达50一60,甚至更高一些。但直馏柴油产量受限,故可在直馏柴油中调入热裂化和催化裂化柴油馏分以增加产量。也就是将滞燃期长的热裂化、焦化柴油和部分滞燃期较短的直馏柴油搅合使用，此即柴油的调解。裂化柴油的十六烷值虽然只有30一40,但与直馏柴油调合后,可保证成品柴油的十六烷值达50左右。还有一种方法是经过向柴油中增添能提高十六烷值的增添剂,增添剂应无毒、能很好地溶解于柴油中、没有爆炸的危险、性能稳定、无腐化性且成本低。能知足上述要求的增添剂主要有丙酮过氧化物、烷基硝酸酯、四氢蔡过氧化物等。加入量一般根据增添剂的不同控制在0.25%~3%之间,可提高十六烷值16一24个单位,加注过度时,对提高十六烷值作用并不显然。这种方法的优点是:无成品损失也不改变柴油的凝点。采用增添剂的办法提高柴油的十六烷值必须考虑柴油本身的化学平定性。柴油本身的批学平定性好,增添剂加入后能在较长时间内发挥效用,否则,在柴油储藏期间,其十六烷值就将降低。（自己看书5min）六、十六烷值测定方法概括（课本120页看书）、标准概略GB/T386－2010柴油十六烷值测定法已经发布并于今年五月一日起正式实施。该标准改正采用ASTMD613-2008柴油十六烷值测定法。该标准代替GB/T386－1991柴油着火性质测定法（十六烷值法）。该标准与GB/T386－1991相比主要变化如下：——标准名称由柴油着火性质测定法（十六烷值法）改正为柴油十六烷值测定法；——在1.3节中规定了十六烷值范围从0至100，但典型的工作范围在30?65之间；——补充了第2章我国相应的规范性引用标准；——改正了第3章“术语和定义”中的有关内容；——增加了第5章“意义和用途”；——增加了第6章“扰乱因素”；——改正了第7章“设施”中的有关内容；——增加了第11章“校正和发动机的检定”；——改正了第12章“实验步骤”中的有关内容；——修订了15.1.1和15.1.2重复性和再现性；——增加了第16章“重点词”2.方法纲要（1）柴油的十六烷值是在试验发动机的标准操作条件下，将柴油着火性质与已知十六烷值的标准燃料混淆物进行比较来测定的。2）测定采用内插法的手轮法。对于试样和两个将试样包括在中间的标准燃料中的每一个，均改变发动机的压缩比，以获得特定的着火滞后期，然后根据手轮读数用内插法计算十六烷值。详细测定步骤如下：1）喷油量的测量：燃料在焚烧时，喷油量为13.0±0.2mL/min。将选择阀暂时转到使燃料泵只从量管内吸燃料的地点，当燃料的液面下缘达到量管上某一刻度时，用秒表开始计时液面下缘达到开端点以下13.0mL刻度时，停秒表。然后把选择阀转回原先的地点，但勿使燃料泵空转。（2）喷射提早角的调整：当用试验燃料操作时，如果喷油提早角显示小于13.0，则逆时针方向旋转测微计（从发动机前面看）；反之，则顺时针旋转测微计，使喷油提早角为上止点前13°。3）燃料着火滞后期的测量：用调压缩比手轮调节发动机的压缩比。顺时针转动大手轮，增加压缩比；反之，则减少压缩比。最终以顺时针转动大手轮达成13°时的压缩比调整。此时，将锁紧手轮锁紧并记下手轮读数。以同样的方式，起码重复测定3次，取手轮读数的算术平均值。参照过去测定燃料时的手轮读数，选择合用的标准燃料。4）标准燃料的选择：根据过去的试验数据，采用两个相差不大于5个十六烷值单位的标准燃料进行试验，调节发动机的压缩比，使试样在仪表指示13°时的手轮读数处在两种标准燃料仪表指示13°时的手轮读数之间，否则另选标准燃料。其试验步骤与测定试样时相同。但由于标准燃料的性质十分相像，所以从一种标准燃料改用另一种时不必测量其喷油量。数据办理(1)取试样和最终用的两种标准燃料试验获得的三次手轮读数的算术平均值，计算试样的十六烷值，计算结果取至小数点后两位。(2)试样的十六烷值按下式计算：CN=CN1+(CN2—CN1)?(aal)—/(a2-al)式中：CN—试样的十六烷值；CN1—低着火性质标准燃料的十六烷值；CN2—高着火性质标准燃料的十六烷值；a—试样三次测定手轮读数的算术平均值；a1—低十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的算术平均值；a2—高十六烷值标准燃料三次测定手轮读数的算术平均值。计算结果取至小数点后一位，作为十六烷值的测定结果，报告时，用符号XX.x/CN表示，比如：47.8/CN第三节喷气燃料的焚烧性能一、喷气式发动机的工作原理喷气式发动机的工作特点优点：a.飞翔高度高：可达20-30km高b.飞翔速度快：超音速1-4M,音速330m/s重量轻：飞翔速度越快，质量越轻例：飞翔速度为1000km/h，质量仅是活塞发动机的1/10，飞翔速度2000km/h,质量仅是活塞式的1/50省油：且飞翔速度越快，越省油由于喷气式发动机拥有上述优点，所以获得越来越宽泛地应用，不单军用战斗机，而且民用大型客机均采用喷气式发动机，喷气式发动机的类型：涡轮喷气式(应用广)，涡轮螺旋桨式，以涡轮喷气式发动机为例说明其工作原理。涡轮喷气式发动机工作原理在涡轮喷气式发动机中，空气迎面经过气道进入离心式压缩机中，经压缩后的空气，压力可达3-5个大气压(3X105-5x105Pa),温度可达150-200°C,进入焚烧室，同由喷油嘴喷出的喷气燃料混淆成可燃气，并在焚烧室内进行连续不断的焚烧，喷气式发动机启动时先由喷气油嘴喷入汽油，由电火花点燃后，再引燃由喷油嘴喷出的煤油。当时，焚烧室中最高温度可达1900-2200°C,为降低温度免得少坏涡轮叶子，在焚烧室后部送入过度空气，使温度降至750-850°C,然后这些燃气经过燃气涡轮机，推动涡轮高速旋转，涡轮机轴与空气压缩机装在同一轴上，涡轮转数可达8000-16000r/min，燃气经过燃气涡轮作功后，再进入发动机是尾喷管，在500-6000C温度下以高速从尾喷管喷出，产生反作使劲。发动机工作原理的特殊性决定其所用燃料焚烧性能要求的特殊性。二、评定其焚烧性能的指标质量要求喷气式发动机用于高空飞翔，这种发动机没有汽缸，焚烧在压力作用下连续喷入到高速的空气流中，并快速雾化，一经点燃便连续焚烧，并不像活塞式发动机那样，燃料的供给，焚烧间歇进行，为使发动机正常工作，必须保证燃料在任何情况下能连续、平稳、快速和完全焚烧。因此，要求喷气燃料拥有优秀的焚烧性能，即热值高，密度大，焚烧快速而完全，不产生积碳和有害物质能。评定指标及意义评论喷气燃料焚烧性能的指标为净热值、密度、烟点、萘系芳烃含量，辉光值。（1）净热值①定义：单位质量燃料完全焚烧时所放出的热量，称为质量热值，单位

KJ/kg

，表示燃料的能量性质。喷气燃料主要由碳氢化合物组成，完全焚烧后主要生成CO和H2O,按生成水的状态不同，热值又分为高热值和低热值。高热值又称为总热值，它是指燃料焚烧生成的水蒸气被全部冷凝成液态水时的热值。低热值又称为净热值，它与高热值的区别在于焚烧生成的水是以蒸汽状态存在，若燃料不含水分，则高低热值之差即为相同温度下水的蒸发潜热。注：喷气燃料的热值一律用低热值（净热值）来表示，因为燃气的排出温度在500-600°C左右，水蒸气的凝集热不能利用，故用低热值。②热值与组成的关系在各族烃中，烷烃分子的氢碳比最高，芳烃最低，由于氢的热值远比碳高，因此对C数相同的烃类，其质量热值次序为：烷烃＞环烷烃，烯烃＞芳烃喷气燃料的质量热值越高，耗油率越小，续航能力越强。③测定意义确定燃料的理想组分及馏分的轻重。(自己看书P123页)④测定方法概括(GB/T384-81(88)氧弹量热计法)取一定量试样，放入小器皿中，用胶片密封后，放入氧弹中，充氧气至一定压力，用电火花点燃导火索，再引燃试样，试油完全焚烧放出的热量被量热计周围的水吸收，测量水在试样焚烧前后的温度变化值，由用水量和水的比热，可算出试油热值。计算水吸收的热量：Q水=mc(t-t0)计算弹热值QDQD:校正量热计消散热量，校正胶片、导火索焚烧时放出的热量和量热计吸收的热量之后所获得的每克试油放出的热量，称为弹热值QD(J/g)QD=Q水+量热计消散的热量-胶片、导火线焚烧热+量热计吸收计算总热值QZ弹热值CD减去酸的生成热和溶解热后所获得的每克试油放出的热量，称为总热值QZQ二Q?94.2KJ/KgxWs-CNWs:试样的硫含量94.2KJ/Kg：每1%硫转变为硫酸时生成热和溶解热，J/gQN:硝酸的生成热和熔解热J/g，轻质燃料的QN=50.24J/g重质燃料的QN=41.87J/g计算净热值QJ为总热值减去水的汽化热轻质油CJ=CZ-25.12KJ/Kgx9wH重质油Q二Q-25.12KJ/Kgx9(3H+?H20)3H：试样的氢含量，3H2O：试样中的水含量9：氢含量变换为水含量的系数25.12KJ/Kg：水蒸气在氧弹中每凝集1%所放出的潜热，J/g自己看书5min⑤测定注意事项▲实验室温度：波动不超过士5°C,测定应独自房间内进行▲热量计搅拌速度：垂直搅拌，大于50r/min,防备容器中水飞溅，并控制因搅拌产生的温度升高每10min不超过0.010C▲温度的测定：使用热量温度计或贝克曼温度计，其校正误差不大于0.005C▲读取温度计示值：用固定在水平支架啥把那个的放大镜读取温度计示值▲引火电压：用低于12V的电源引火，为防止导火线的发热而带来的多余热量，在焚烧胶片及试样时，其通电时间不应超过1S,为方便察看点火的情况，可在电路上串连一盏指示灯▲氧气压力表：带减压阀的氧气压力表的分压指示范围为0-5.88KPa或0-7.35KPa，供弹内装满氧气时测压力使用▲压缩氧气用具的连结：严禁在连结部分涂润滑油脂。（2）烟点①定义：又称无烟火焰高度，是指在规定的条件下，试样在标准灯具中焚烧时，产生无烟火焰的最大高度，单位为mm它是评定喷气燃料生成软积炭倾向的指标。②烟点与油品组成的关系H/C越小的烃类生成积炭的倾向越大，各样烃类生成积炭的倾向为：双环芳烃＞单环芳烃＞带侧链的芳烃＞环烷烃＞烯烃＞烷烃要求喷气燃料的烟点不小于25mm灯用煤油烟点不小于20mm要使烟点合格，就需控制燃料的组成和馏分组成。芳烃，特别是双环烃含量增加，油料变重都会使烟点值变小，喷气燃料和灯油都希望限制上述有害组分的含量。故规格中除限制烟点外，还限制芳烃含量，航煤不大于20%，灯油不大于10%，但灯油中保存少量芳烃，焚烧后产生炭粒可增加灯焰高度。③测定意义积炭的存在危害发动机的正常运行，比如：喷嘴上的积炭破坏燃料雾化状态，恶化焚烧状况，加快火焰筒壁积炭的生成，易惹起局部过热，致使筒壁变形，甚至产生裂纹，脱落的积炭可随燃气进入燃气涡轮，损伤涡轮叶片，点火器电极的积炭，会使电极连桥而短路，无法点火启动。④测定方法概括详细测定方法请看实训内容128-130页，自己看书（5min）⑤测定注意事项▲试样的准备：试样保持到室温即可，不能加热，以防轻组分挥发损失，如发现试样有雾状杂质，则用定性滤纸过滤▲灯芯的办理：灯芯不能卷曲，灯芯头必须剪平，并使其突出灯芯管3mn,仲裁试验必须改换新灯芯▲试样用量：往常试样量为20ml，不允许用少于10ml的试样做实验▲读数方法：为除去视觉误差，在察看灯芯体现油烟的现象时，可在烟道后方衬上一张白纸或不透理解色板▲仪器校正系数的测定：要定期测定，特别是当调动仪器，改变操作者或大气压力变化超过706.4Pa时，必须进行仪器校正系数测定。（3）辉光值①定义：在可见光谱的黄绿带内于固定火焰辐射强度下，火焰温度升高的相对值②测定意义辉光值表示喷气燃料焚烧时火焰辐射强度，用以评定燃料生成硬积炭的倾向。喷气式发动机焚烧室壁上积炭的生成与火焰辐射强度亲密有关，辉光值越高，表示燃料焚烧时火焰的辐射强度越低，焚烧时声称硬积炭的倾向越小，为减少积碳的生成，喷气燃料的辉光值要求不低于45.③与化学组成的关系当烃类相同时，各类烃的辉光值大小序次为：正构烷烃＞异构烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳烃含芳烃多的燃料，焚烧后生成炭粒较多，火焰亮度大，热辐射强度高，当达到辐射强度时，火焰温升小，其辉光值也小。环烷烃辉光值大，生成积炭倾向小，兼顾其他性能应是喷气燃料的理想组分；而烯烃、芳烃的辉光值小，生成积炭倾向最大，必须限制其含量。④测定方法概括测定原理：在标准试验条件下将试样与两个标准燃料相比较（工业标准异辛烷，辉光值规定为100，四氢化萘，其辉光值为0），当三者在同样辐射强度时（规定以四氢化萘烟点时的火焰辐射强度为基准），测定火焰温度升高值，即可计算出试样的辉光值。LN=AT

i-

△

2T/5-

△

2TX100%Ti：试样在评论基准处的火焰温升值，T2:四氢化萘在烟点时的火焰温升值T3：异辛烷在评论基准处的火焰温升值。测定方法：P111自己看书⑤测定注意事项、辉光值测定主要使用灯芯式小油灯，同样要求灯芯不能卷曲，灯芯头必须剪