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石油產(chǎn)品燃燒性能指標(biāo)之一:煙點(diǎn)的測(cè)定

來源:北京中科三研科技有限責(zé)任公司   2013年10月24日 09:16  

 煙點(diǎn)的測(cè)定方法采用GB/T382《煤油煙點(diǎn)測(cè)定法》。該方法適用于側(cè)定燈用煤油和噴氣燃料的煙點(diǎn)。

      l.方法原理
    煤油無煙火焰是在煤油無煙火焰高度測(cè)定器(俗稱煙點(diǎn)儀,煤油煙點(diǎn)測(cè)定儀zk17-382)中進(jìn)行測(cè)定的。在儲(chǔ)油器內(nèi)加人1OmL試油,它借燈芯的毛細(xì)管作用,在室溫下放置規(guī)定時(shí)間后,吸上芯端,揮發(fā)成可燃?xì)怏w,點(diǎn)燃時(shí)既燃燒。空氣是從對(duì)流室平面周圍的小孔進(jìn)人,在火焰周圍的空氣是比較熱的,熱空氣與燃?xì)庖黄鹕仙?,從煙道排出。由于燃燒室前面的玻璃窗測(cè)定時(shí)是蓋嚴(yán)的,空氣上升后不會(huì)散開,它里面所含的氧氣就和燈芯上揮發(fā)出來的煤油蒸氣混合,點(diǎn)燃后便發(fā)出紅黃色有光的火焰。
    儲(chǔ)油器的位置通過調(diào)節(jié)螺旋是可以上升下降的。當(dāng)儲(chǔ)油器上升到一定程度,從煙道上即可發(fā)現(xiàn)有火焰冒黑煙,這是燃燒不*的結(jié)果。烴類和氧作用,實(shí)際上可認(rèn)為烴類先分解成碳和氫,燃燒時(shí)再分別和氧化合。如果分解出來的碳較多,來不及和氧化合,便升到火焰上面,那里的溫度低,周圍氧氣又供應(yīng)不夠,使芯端上的煤油不能*燃燒,所以看到冒煙了。這種黑煙其實(shí)就是沒有和氧化合的碳粒。當(dāng)把儲(chǔ)油器及燈芯位置往下降,使芯端低于對(duì)流室平面燃燒管口,沿?zé)粜疚闲径说拿河途碗x火焰遠(yuǎn)一些。它要揮發(fā)成可燃?xì)怏w,連同對(duì)流室平面周圍通氣孔進(jìn)人的空氣一起上升。在上升這段時(shí)間里,空氣與煤油蒸汽混合得較均勻,使可燃?xì)怏w有足夠的氧氣去供它燃燒。這樣,火焰里的微細(xì)紅熱炭粒,只使火焰顯示黃色光亮,而不至于冒黑煙。把觀察到的大無煙火焰,從標(biāo)尺中讀出其毫米高度,即得出結(jié)果。
    2.方法概要
    先取一定量的試油注人儲(chǔ)油器中,點(diǎn)燃燈芯。試油在標(biāo)準(zhǔn)燈內(nèi)燃燒,火焰高度的變化反映在毫米刻度尺背景上。測(cè)量時(shí)把燈芯升高到出現(xiàn)有煙的火焰,然后再降低到煙尾剛剛消失的一點(diǎn),這點(diǎn)的火焰高度即為試樣的煙點(diǎn)。
通過煙點(diǎn)測(cè)定儀檢測(cè)煤油煙點(diǎn)時(shí)典型的火焰形狀,如下圖所示:


    3.測(cè)定注意事項(xiàng)
    (1)選擇質(zhì)量過硬的檢測(cè)產(chǎn)品是至關(guān)重要的,其中的燈芯也是影響測(cè)試結(jié)果的重要因素,建議選用羽通公司生產(chǎn)的煙點(diǎn)測(cè)定儀YT-382,以保證測(cè)試結(jié)果的正確。
    (2)取樣時(shí)應(yīng)把試樣保持到室溫,但不能加熱,如果發(fā)現(xiàn)試樣有霧狀或雜質(zhì),則用定量濾紙過濾。
    (3)燈芯裝人燈芯管中后,如果燈芯有卷曲的地方,應(yīng)仔細(xì)地將其捻平,并須重新將其上端用試樣潤濕。
    (4)在仲裁試驗(yàn)時(shí),必須使用新的燈芯進(jìn)行試驗(yàn)。
    (5)讀火焰高度時(shí)為了消除視差,觀察者的眼睛應(yīng)傾斜到中心線的一邊,以便在標(biāo)尺的白色垂直線的一邊能夠看見反射影,而在另一邊能夠看見火焰本身。
    (6)在觀察燈芯呈現(xiàn)油煙的現(xiàn)象時(shí),可在煙道的后上方襯上一張白紙或不透明的白色板。
    (7)把燈具垂直放在一個(gè)*避風(fēng)的地方,仔細(xì)檢查每個(gè)新燈,確保平臺(tái)內(nèi)空氣孔和貯油器引人空氣的導(dǎo)口干凈、暢通和具有正確的尺寸。平臺(tái)的位置應(yīng)該使空氣孔*不受阻礙。

煙點(diǎn)又稱無煙火焰高度。是指油料在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)燈具內(nèi),于規(guī)定條件下作點(diǎn)燈試驗(yàn),燈芯燃燒時(shí)所能達(dá)到的無煙火焰的大高度,單位mm,煙點(diǎn)是衡量噴氣燃料和燈用煤油燃燒是否*和生成積炭?jī)A向的重要指標(biāo)之一。
    通常用煙點(diǎn)來衡量燃料生成軟積炭的傾向。航煤在燃燒過程中,在高溫部位形成的積炭是燃料高溫縮聚的產(chǎn)物,質(zhì)地脆而硬,H/C比較低,稱為硬積炭(類似油焦的物質(zhì))。在低溫部位形成的積炭,質(zhì)地松軟,H/C比較高,稱為軟積炭。這種H/C比相對(duì)較高的軟積炭是炭黑、煙炱(tai:煙氣凝積而成的黑灰俗稱“煙子”或“煤子”)、以及燃料中高沸點(diǎn)餾分在燃燒過程縮聚生成的重質(zhì)烴類混合物。積炭的生成與燃料的烴類組成有關(guān),H/C比越小的烴類生成積炭的傾向越大。各種烴類生成積炭的傾向?yàn)?雙環(huán)芳烴>單環(huán)芳烴>帶側(cè)鏈芳烴>環(huán)烷烴>烯烴>烷烴。通常煤油中烴類的無煙火焰高度有如下的數(shù)據(jù)關(guān)系:烷烴煙點(diǎn)約30-40mm;環(huán)烷烴煙點(diǎn)約12-24mm;芳香烴煙點(diǎn)約達(dá)到18mm。產(chǎn)品規(guī)格中要求航空煤油煙點(diǎn)不小于25mm,燈用煤油煙點(diǎn)不小于20mm。要使煙點(diǎn)合格,就要控制燃料的烴類組成和餾分組成。芳烴特別是雙環(huán)及多環(huán)芳烴及膠質(zhì)的含,對(duì)煙點(diǎn)影響大。不飽和烴含量增加、油料變重都會(huì)使煙點(diǎn)值變小。因此,產(chǎn)品規(guī)格中除限制煙點(diǎn)外還限制芳烴含量,航煤≯20%,燈煤≯10%。但燈煤中保留少量芳烴,燃燒后產(chǎn)生的炭??稍黾訜粞娴牧炼?。
    煙點(diǎn)對(duì)于衡量噴氣燃料燃燒是否*和生成積炭?jī)A向有重要的意義,同時(shí)也是控制燃料中有適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)組成,以保證燃料正常燃燒的主要質(zhì)量指標(biāo)。積炭的生成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行有著極大的危害。若噴嘴上生成積炭,則能破壞燃料霧化效果,使燃燒狀況惡化,加速火焰筒壁生成更多的積炭,而產(chǎn)生局部過熱,導(dǎo)致筒壁變形甚至破裂;若點(diǎn)火器電極生成積炭,則會(huì)出現(xiàn)電極間“連橋”而無法點(diǎn)火啟動(dòng);積炭如果脫落下來,隨燃?xì)膺M(jìn)人燃?xì)鉁u輪,會(huì)損傷渦輪葉片。上述情況都會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)造成嚴(yán)重事故。噴氣燃料的煙點(diǎn)與噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中生成的積炭覺有密切的關(guān)系。燃料的煙點(diǎn)越低,生成的積炭量越多,當(dāng)煙點(diǎn)高度超過25-30mm以后,其積炭生成量會(huì)降到很小的值。

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