中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)
噴氣燃料輝光值測(cè)定法
1主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了試樣在燈芯式小油燈中燃燒,,測(cè)定火焰輻射強(qiáng)度的相對(duì)值的方法,。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于噴氣燃料及類似的用分燃料,。
2引用標(biāo)準(zhǔn)
GB 382煤油煙點(diǎn)測(cè)定法
3定義
輝光值是在可見光譜的黃綠帶內(nèi)于固定火焰輻射下火焰溫度的量度相對(duì)值。該值與嘖氣燃料的燃 燒特性有關(guān),。
4方法概要
將被測(cè)試樣放入輝光計(jì)的燈芯式小油燈內(nèi)燃燒,,火煙輻射強(qiáng)度通過一濾光片和光電池裝置測(cè)得,同 時(shí)用正對(duì)火焰上方的熱電偶測(cè)得油燈橫面的溫升值作一曲線,,將試樣溫升值與在恒定的輻射水平下分 別與基準(zhǔn)樣品四氫票和異辛烷所測(cè)得的火焰溫升值進(jìn)行對(duì)比。為了確保所有儀器的恒定評(píng)價(jià)基準(zhǔn)均相 同,、規(guī)定以四氫蔡煙點(diǎn)時(shí)的火焰輻射強(qiáng)度為基準(zhǔn),。輝光值的計(jì)算是由試樣的溫升值與四氫秦的溫升值 之差,除以異辛烷與四氫蔡的溫升值之差得出,。
5意義
5.1本標(biāo)準(zhǔn)為噴氣燃料燃燒產(chǎn)物對(duì)從擴(kuò)散火焰中發(fā)出的相對(duì)輻射強(qiáng)度提供一種量度,。用輝光值表達(dá) 的輻射強(qiáng)度與燃料的燒類組成有關(guān),高輝光值表示燃料的低輻射特性,。
5.2輝光值與燃料燃燒產(chǎn)物傳出的潛在的輻射熱有定性關(guān)系,。輝光值和相應(yīng)煙點(diǎn)的關(guān)系見附錄A,。因 為輻射傳熱對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒和其他熱部件金屬表面溫度有強(qiáng)烈的影響.輝光值可提供燃料 特性與這些組部件壽命相關(guān)的根據(jù)Q
6儀器與材料
6.?儀器
6.1.1輝光計(jì):CRC型輝光計(jì)(見圖1)。



圖1輝光計(jì)示意圖
1 一燈芯式小油燈,,2—橙色濾光片J 3—光電池,,4 一放大器,
5—輝光計(jì)表,6一火焰熱電偶,,7—電位計(jì),;8 —大氣熱電偶,,
9 —空氣流入口
6.1.2燈芯式小油燈:試樣即在其中燃燒,。
6.1.3濾光片與光電管線路:應(yīng)保證在4800?7000A范圍內(nèi)的火焰輻射強(qiáng)度。
6.1.4 一個(gè)雙元熱電偶線路和一個(gè)用數(shù)字輸出表指示的電位計(jì),。
6.1.5脂肪抽出器,。
6.1.6 量筒:25mL 0
6.2材料
6.2.1燈芯:符合GB 382燈芯要求。
6.2.2試管刷,。
6.2.3擦鏡紙,。
7試劑 .
7.1四氫蔡:分析純,〃到.5396~1.5410,。
7.2異辛烷:分析純,,喈1.3913?1.3917,。
7.3丙酮:分析純。
7.4石油酸:60?90C,分析純,。
7.5甲苯:分析純,。
7.6無水甲醇:分析純。
注,,試劑中四氫茶可燃蒸氣有毒,、異辛烷極易燃,操作時(shí)要特別小心,,注意通風(fēng)和嚴(yán)禁使用明火,。.
8準(zhǔn)備工作
8.1燈的清洗
每次試驗(yàn)前,用小試管刷靛丙酮或石油醴清洗燈芯套管(在燈體內(nèi))的頂部和內(nèi)側(cè),。清洗時(shí),,用 擦鏡紙保護(hù)濾光片。清洗后,,檢查濾光片上有無斑點(diǎn),,如發(fā)現(xiàn)有斑點(diǎn),要用擦鏡紙擦凈,。必要時(shí),可先 將油燈移開,,再擰松濾光片固定環(huán)的螺絲釘,,卸下濾光片進(jìn)行清洗,待燈恢復(fù)原位后,,應(yīng)該用基準(zhǔn)燃 料(四氫茶和異辛烷)檢驗(yàn),。
8.2燈芯與小油燈
8.2.1燈芯以等體積的甲苯和無水甲醇混合液,在脂肪抽出器中進(jìn)行萃取,,至少25個(gè)循環(huán),。取出燈芯 置于通風(fēng)處5 min,使燈芯局部的殘存溶劑自然蒸發(fā)干燥,然后放進(jìn)烘箱,,在105士 5 C下干燥30min, 存放在干燥器中備用,。
注:如無合適抽出器,可按GB初2對(duì)燈芯進(jìn)行處理并干燥,。當(dāng)測(cè)定結(jié)果有爭(zhēng)議時(shí)按8.2.1進(jìn)行處理并用丙酮清 洗各部件,。
8.2.2小油燈放在丙酮或石油酸中*清洗,然后置于通風(fēng)處讓殘存溶劑蒸發(fā)%再放人105± 5 C烘 箱中烘干,。
注:若在清洗和烘干小油燈的過程中,,未將試樣、丙酮或石油酸的蒸氣除盡,,則可能會(huì)得出錯(cuò)誤的試驗(yàn)結(jié)果. 8.2.3將干燥燈芯穿入干凈的小油燈的燈芯套管中,,可用一根細(xì)鐵絲鉤住燈芯的一端將燈芯通過管 子拉出來,,而不要搓捻燈芯,然后用干凈的刀片或其他鋒利的工具將燈芯頂端剪切平整,;用手推燈芯: 的下部使其頭部向上伸出,,然后將燈芯往上拉,并松轉(zhuǎn)燈芯的端頭使燈芯沒有任何扭曲,。再將燈芯往下 拉至其頂端比套管高出6.4mm,。將燈芯頭部不平之處再進(jìn)行修整使其符合要求。
注,,①某些刀片涂有化學(xué)防護(hù)層,,應(yīng)該先用溶劑除去。
②制備不扭,、整齊的燈芯的另一種方法是利用一套燈芯修剪器,。把燈芯修剪器座插入燈芯管頂部,將長鼻 三頭銀子從燈芯管子和修剪器座插入,,將燈芯鑲住,,小心地從管中拉出而不會(huì)扭曲。用一個(gè)鋒利的刀片 將燈芯齊著修剪器座面切齊,,并除去壞頭,,當(dāng)移去修剪器座時(shí),燈芯在管內(nèi)將位于合適的高度,。然后把• 燈芯管插入小油燈中,,沿右螺旋方向擰緊。將小油燈放入燈室,。
8.3輝光計(jì)
它有調(diào)節(jié)燈室斜度的底座,,用位于火焰高度調(diào)節(jié)環(huán)上的小水平儀檢查燈室水平。油燈的火焰軸線 必須是垂直的,。
8.4熱電偶套管
固定在燈的中心線上,,其底端應(yīng)準(zhǔn)確地位于燈芯套管上方25.4mm。
8.5溫度測(cè)量
8.5.1電位計(jì)
按儀器使用說明書進(jìn)行調(diào)試,,若電位計(jì)調(diào)不到零點(diǎn),,則應(yīng)更換電位計(jì)內(nèi)部的電池。
8.5.2溫度指示器. .
按儀器使用說明書把電源開關(guān)置于“攝氏"位置,,不需要做附加調(diào)整,。在試驗(yàn)后,將電源“斷開",, 以節(jié)約電池,。
注:為了保持電池的長壽命,建議只在看到放電電池指示(數(shù)字顯示出HELP)時(shí)才充電,充電時(shí)間不要超過
18he數(shù)字顯示符號(hào)】HI為溫度超出范圍,;HELP為電池放電,,C為攝氏度。
8.5.3儀器電源
四個(gè)型號(hào)L2AHR SC大小的重復(fù)充電電池用作儀器的電源,。當(dāng)電池再充電時(shí),,將電池充電插銷 插入在儀表前板上的“重新充電"插座中。115V充電器只許在115V線路上使用(見8.5.2的注),。
8.6輝光計(jì)表
按儀器使用說明書進(jìn)行零點(diǎn)的調(diào)節(jié),。然后將右側(cè)下方旋鈕撥到A1, A2、81和82位置,,以檢查電 池電壓,。若旋鈕在每個(gè)位置時(shí)指針都停在表頭刻度盤的相應(yīng)標(biāo)度上,即認(rèn)為電池是合格的,,儀器可以 使用,。若電池功率不足,則應(yīng)更換,。在更換“B "電池時(shí),,亦應(yīng)更換放在光電池盒內(nèi)的光電管電池。
8試皴步驟
9.1在室溫下取20mL四氧奈注入潔凈,、干燥的燈芯式小油燈內(nèi),,將燈芯套管由小油燈上口插入,并 旋緊,。用一根小木棍通入燈芯式小油燈底部的通氣孔,,使燃料放氣孔暢通。當(dāng)燃料上升到燈芯頂端后, 將燈芯式小油燈放入燈室內(nèi),,并將小油燈點(diǎn)燃。若熱電偶套管上積了煙灰,,要熄滅火焰,,擦凈套管,. 將小油燈稍降低再點(diǎn)燃,。通過燈門中央的觀察孔注意使火焰進(jìn)行無煙燃燒,。在此條件下讓四氫蔡燃燒 15mi〃以加溫儀器
注,① 不允許火焰離熱電偶的距離小于3.2mm,或溫度指示器讀數(shù)超過538C,。
②制造廠已將所有的輝光計(jì)調(diào)整到四氫蔡煙點(diǎn)時(shí)的讀數(shù)為45~55,。儀器若超出了這一范圍,可調(diào)節(jié)位于兩 只放大管之間的內(nèi)電阻(取下儀器的后蓋)直至輝光計(jì)表讀數(shù)達(dá)到45,。
9 2儀器加溫后,,將小油燈下降使輝光計(jì)表指針接近30,再將輝光計(jì)表和電位計(jì)調(diào)“零:然后把輝 光計(jì)表右側(cè)下方旋鈕撥至“試驗(yàn)"位置。穩(wěn)定30s后,在此位置上,,輝光計(jì)燈室在外門關(guān)閉,、空氣不 流動(dòng)的條件下,再穩(wěn)定5 min,記錄輝光計(jì)表和溫度指示器讀數(shù),。然后將小油燈提高,,使輝光計(jì)表讀 數(shù)升高近5個(gè)單位,穩(wěn)定5 min后,,按上述試驗(yàn)步驟再記錄輝光計(jì)表和溫度指示器讀數(shù),。每當(dāng)小油燈 提高5個(gè)單位時(shí),重復(fù)上述步驟直至取得四個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),,其最后一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的火焰高度選在使火焰頂端 剛好出現(xiàn)一點(diǎn)輝光焰尾(微量冒煙),,也就是恰好選在四氫茶的煙點(diǎn)上。
注,,如在門的前邊放一塊40~60目的小柵屏就可以容易地重新達(dá)到平衡,。
9 3 .將數(shù)據(jù)點(diǎn)按輝光計(jì)表讀數(shù)值對(duì)燈的溫升值作曲線,全部點(diǎn)都應(yīng)落在一條光滑的曲線上,。其最高點(diǎn) (四氫蔡的煙點(diǎn))就代表該儀器測(cè)試所有試樣時(shí)的評(píng)價(jià)基準(zhǔn),。如此重復(fù)四次以確定儀器評(píng)價(jià)基準(zhǔn)的平 均值(見圖2 ) 。

9.4按9.1?9.3條所述步驟,,對(duì)異辛烷取兩個(gè)樣進(jìn)行測(cè)試,,但每次要測(cè)四個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),其中要有兩點(diǎn)低
于儀器用四氫蔡標(biāo)定的評(píng)價(jià)基準(zhǔn),,另兩點(diǎn)要高于該基準(zhǔn),。在四個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)中,每兩點(diǎn)間的溫升值要在10 個(gè)輝光值單位左右,。一個(gè)異辛烷樣要放在測(cè)定試樣之前進(jìn)行,,另一個(gè)則放在測(cè)過試樣后進(jìn)行。劃出兩 條曲線,,并在評(píng)價(jià)基準(zhǔn)處找出每個(gè)異辛烷樣的燈溫升值(見圖3) o求出其平均值,。

圖3異辛烷火焰溫升值
注:①若有許多試樣待測(cè),而且所有試驗(yàn)都在同一天進(jìn)行,,則第二個(gè)異辛烷樣可放在全部試樣之后進(jìn)行測(cè)試,。
②高輝光值燃料易形成水氣凝聚,用一個(gè)小的火焰將燈室內(nèi)部預(yù)熱或采用逐步緩慢地加溫的方法,,都能防 止水氣凝聚,。一旦發(fā)生水氣凝聚,輝光計(jì)表的讀數(shù)就會(huì)不穩(wěn)定,,而且在觀察孔的玻璃上會(huì)出現(xiàn)濕氣,。如 有水氣凝聚,,可以在取下燈門的情況下,讓試樣燃燒直至濾光片和小油燈上的濕氣*消失為止,。
③輝光值很低的徽料在輝光計(jì)表讀數(shù)較低時(shí)就常常冒煙,,通過燈門觀察孔的觀察使低溫升值試樣的火焰不 冒煙。一旦出現(xiàn)冒煙火焰,,就要把濾光片和熱電偶套管擦凈,。
9.S按照測(cè)定異辛烷的方法,對(duì)試樣測(cè)定其燈溫升值(見圖4) o用此溫升值與四氫票的溫升值之 差,,除以異辛烷與四氫茶的溫升值之差,,計(jì)算出該試樣的輝光值。

10計(jì)算
試樣的輝光值X按下式計(jì)算:

式中: △T1一試樣火焰輻射強(qiáng)度在評(píng)價(jià)基準(zhǔn)處的火焰溫升值, Ci
△T2一四氫萘火焰輻射強(qiáng)度在評(píng)價(jià)基準(zhǔn)處的火焰溫升值,,C;
△T3一異辛烷火焰輻射強(qiáng)度在評(píng)價(jià)基準(zhǔn)處的火焰溫升值,, C。
四氫萘和異辛院的ST為在四氫系的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)處的平均值,。
11精密度
按下達(dá)規(guī)定判斷測(cè)定結(jié)果的可靠性(95%置信水平),。
11.1重復(fù)性; 同一操作者重復(fù)測(cè)定兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)大于6.10
11.2再現(xiàn)性; 不同實(shí)驗(yàn)室各自提出的兩個(gè)結(jié)果之差不應(yīng)大于8.8
12報(bào)告
12.1報(bào)告輝光值的結(jié)果, 有效值取到一位小數(shù),。
12.2取重復(fù)測(cè)定兩個(gè)結(jié)果的算術(shù)平均值,,作為試樣的輝光值。
附錄A
煙點(diǎn)與輝光值的關(guān)系
(參考件)
A1煙點(diǎn)(SP)與輝光值(LN)之間存在著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,。圖A 1所示為噴氣燃料的這種關(guān)系,。

A2相關(guān)系數(shù)為95%。
A3這種關(guān)系可以表明,,相關(guān)性的置信區(qū)幾乎*是由煙點(diǎn)和輝光值固有的誤差來表示的,, 盡管煙點(diǎn)
和輝光值都有自己方法的誤差,但通過煙點(diǎn)換算成的輝光值與實(shí)測(cè)輝光值數(shù)據(jù)相近,,其誤差很小,。
A4方程式:
A4.1通過任何一個(gè)方程式 可以算出圖A 1中給出的相關(guān)曲線。
LN= -12. 03+3. 009S P - 0.0104S p2.................. (A1)
SP=4.16+0.331L N + 0.00648L N2.................. (A2)
A4.2這兩個(gè)公式顯然不是數(shù)學(xué)恒等式,,但是產(chǎn)生的結(jié)果誤差不超過0.1個(gè)煙點(diǎn)或輝光值單位,,給出
兩個(gè)方程式是為了便于煙點(diǎn)和輝光值相互換算。
附加說明:
本標(biāo)準(zhǔn)由石油化工科學(xué)研究院技術(shù)歸口,。
本標(biāo)準(zhǔn)由石油化工科學(xué)研究院負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人臧育榮,。
本標(biāo)準(zhǔn)參照采用美國試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1740- -85《航空渦輪燃料輝光值標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方
法》制訂,。
自本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施之日起,原石油化學(xué)工業(yè)部部標(biāo)準(zhǔn)S Y 225- -77 《噴氣燃料輝光值測(cè)定法》作廢,。