油品燃烧性能之喷气燃料的燃烧性能的测定
时间：2013-10-24 阅读：1612
喷气式发动机是和汽油机、柴油机*不同的一类发动机，这种发动机没有汽缸，燃料连续喷人燃烧室燃烧作功，不像柴油机和汽油机只是在第三行程才燃烧作功，故只需在启动时用电火花塞点火即可。这类发动机质量轻、功率大，能达到很高速度，广泛用于航空方面。喷气式发动机工作原理的特殊性决定了其所用燃料质量要求方面的特殊性。
喷气式发动机对燃料的要求非常严格。为了保证发动机的正常工作，要求喷气燃料具有良好的燃烧性能，即在任何情况下能连续、平稳、迅速和*燃烧。因此，要求喷气燃料热位高、燃烧速度快、能充分燃烧、不生成积炭和腐蚀性产物等。同时，喷气燃料还起到冷却航空液压油、航空润滑油和喷嘴及润滑柱塞式高压泵的作用。为了保证燃料系统在高空条件下可靠的运行，还要求喷气燃料具有良好的低温性能、良好的热安定性、良好的润滑性、极低的腐蚀性等。所以，在喷气燃料的产品规格中规定有热值、烟点、萘系烃含量、冰点、热氧化安定性、磨痕直径、总酸值、硫醇硫等燃烧性能及使用性能的质指标。
二、热值的测定
喷气式发动机所用的航空煤油要求具有较高的质量热值和体积热值。质量热值即单位质量的燃料*燃烧时所放出的热量.单位kJ/kg,质址热值越大，可以节省出较多的载重能力以装载物资。体积热值即单位体积的燃料*燃烧时所放出的热量，单位:kJ/L。体积热值越大，飞机油箱中的热能储量越大，同样体积的油箱里，可以多装油而使飞行的时问和距离更长。热值又有总热值（高热值）和净热值（低热值）之分。燃料在燃烧时，原来燃料中所含的微量水及燃烧所生成的水都存在于燃烧后的气体中，如果这些水按液态计算，燃烧所放出的热量（热值）就大，称总热值或高热值;如按水汽计算，热值就小，称净热值或低热值。两者相差水的汽化热。由于燃烧废气的温度都较高，水都以气态排出，水蒸气的冷凝热根本不可能利用，故只有净热值才有实际意义。因此，在航空煤油产品规格中均采用净热值。
热值和燃料的化学组成有关。在各族烃中，烷烃分子的氢碳比（（H/C）高，芳烃低。由于氢的热值远比碳高，对碳原子数相同的烃类来说，其质量热值顺序为:烷烃>环烷烃，烯烃>芳烃。但对体积热值来说，其顺序正好相反:芳烃>环烷烃，烯烃>烷烃。这主要是由于芳烃的密度较大，而正构烷烃的密度小的缘故。正构烷烃和异构烷烃相比，后者的密度要高于前者。对于同一烃属来说，油料相对分子质量增大、密度增大，质量热值变小，而
体积热值变大。对于航空煤油，虽然正构烷烃质量热值高，但由于体积热值小，低温性能差，故不理想;芳烃虽然体积热值高，但质量热值低且燃烧不*易生成积炭，所以更不理想。因此，肮空煤油的产品规格中限定芳烃含量不大于20%;烯烃虽然燃烧性较好，但安定性差，易生成胶质，故也限制其含量不大于5%。环烷烃和异构烷烃兼具各烃类的长处，是理想的航煤组分。为了使喷气燃料兼有较高的质量热值和体积热值，应使其含有较多的环烷烃和异构烷烃。因此，航煤的馏分组成应介于汽油和轻柴油之间为宜，通常为130-240℃的窄馏分。
热值的测定方法采用GB/T384石油产品热值侧定法。该方法适用于以量热计氧弹测定不含水的石油产品（汽油、喷气燃料、柴油和重油等）的总热值及净热值。
绝大部分石油产品都是作为燃料使用的，尤其是内燃机（如汽油机、柴油机及喷气机），都是以液体石油产品（汽油、柴油及航空煤油）为动力来运转的。因此，油品的燃烧性能是评价此种燃料的重要指标之一。
油品的燃烧性能就是指作为燃料的油品是否具有较高的热值，以及在内燃机工况下能否充分燃烧，提供更多的有效功率。燃料能否充分燃烧和许多因素有关（如内燃机的结构、工作状况、空燃比、油品的物理性质和化学组成等）。
1.方法概要
将试样装在氧弹内的小皿中，用易燃而不透气的胶片封闭起来，或把试样封闭在聚乙烯管制成的安瓶中，使试样在压缩氧气中燃烧，以测定其燃烧时所发生的热值（弹热值），作为总热值与净热值的测定基础。
2.弹热值的测定
在氧弹式量热计中进行测定的热值称为弹热值，其单位为KJ/kg，以符号Q表示。测定时先称取定量试油，放于小器皿中，用胶片密封后置于充有压缩氧气的密闭氧弹中，然后用电火花点燃试油，待其*燃烧所放出的热量传递于量热计周围的水中，测量水在试油燃烧前后的温度，根据水的质量和比热容即可计算试油的热值。
3.总热值Q的计算
先从氧弹洗涤液中测定硫含量（此硫在氧弹中由二氧化硫转变为硫酸，使硫酸根离子变成*沉淀析出，由侧定*的质盘算出硫含量。然后，从试样的弹热值中减去酸的生成热和溶解热，即为总热值。
4.净热值Q的计算
用总热值减去水的汽化热即为净热值。
由于净热值测定步骤繁琐，测定时问长，且对周围环境要求严格。除非是特别要求或是仲裁测定，一般情况下均按GB/T2429航空燃料净热值计算法规定的经验公式计算净热值。
GB/T2429方法首先要测定试样20℃密度，读准至0.0002g/cm3。由所得20℃密度查表（20℃密度和API度（60°F）换算表），查得API度（60°F），取准至0.1。再测定试样的苯胺点，读准至0.1℃，换算成华氏苯胺点（°F），1°F=1.8C+32（C为摄氏苯胺点），取准至0.1℃,测定试样的硫含量，取准至0.02%（m/m）。计算苯胺重度积:苯胺重度积=华氏苯胺点xAPI度，苯胺重度积取整数。然后选用公式计算航煤净热值;或用苯胺重度积和硫含量查表，用内差法查得航煤净热值。
例如:3号喷气燃料（RP-3）无硫试样的净热值Q=41.6796+0.00025407（AxG）,A为华氏苯胺点，°F;G为API度（60°F）。
含硫试样的净热值Qt=Qp（1-0.01xS）+0.1016S,其中S为试样的硫含量，%（质量）;0.1016是硫化物的热化学常数。