中華人民共和國國家標準

噴氣燃料輝光值測定法

1主題內(nèi)容與適用范圍

本標準規(guī)定了試樣在燈芯式小油燈中燃燒，測定火焰輻射強度的相對值的方法。

本標準適用于噴氣燃料及類似的用分燃料。

2引用標準

GB 382煤油煙點測定法

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值。該值與嘖氣燃料的燃 燒特性有關(guān)。

4方法概要

將被測試樣放入輝光計的燈芯式小油燈內(nèi)燃燒，火煙輻射強度通過一濾光片和光電池裝置測得，同 時用正對火焰上方的熱電偶測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 別與基準樣品四氫票和異辛烷所測得的火焰溫升值進行對比。為了確保所有儀器的恒定評價基準均相 同、規(guī)定以四氫蔡煙點時的火焰輻射強度為基準。輝光值的計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本標準為噴氣燃料燃燒產(chǎn)物對從擴散火焰中發(fā)出的相對輻射強度提供一種量度。用輝光值表達 的輻射強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)煙點的關(guān)系見附錄A。因 為輻射傳熱對噴氣發(fā)動機燃燒室火焰筒和其他熱部件金屬表面溫度有強烈的影響.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：CRC型輝光計（見圖1）。

圖1輝光計示意圖

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—輝光計表，6一火焰熱電偶，7—電位計；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)的火焰輻射強度。

6.1.4 一個雙元熱電偶線路和一個用數(shù)字輸出表指示的電位計。

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，操作時要特別小心，注意通風和嚴禁使用明火。.

8準備工作

8.1燈的清洗

每次試驗前，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，用 擦鏡紙保護濾光片。清洗后，檢查濾光片上有無斑點，如發(fā)現(xiàn)有斑點，要用擦鏡紙擦凈。必要時，可先 將油燈移開，再擰松濾光片固定環(huán)的螺絲釘，卸下濾光片進行清洗，待燈恢復原位后，應(yīng)該用基準燃 料（四氫茶和異辛烷）檢驗。

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，在脂肪抽出器中進行萃取，至少25個循環(huán)。取出燈芯 置于通風處5 min,使燈芯局部的殘存溶劑自然蒸發(fā)干燥，然后放進烘箱，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對燈芯進行處理并干燥。當測定結(jié)果有爭議時按8.2.1進行處理并用丙酮清 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，則可能會得出錯誤的試驗結(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行修整使其符合要求。

注，①某些刀片涂有化學防護層，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扭曲。用一個鋒利的刀片 將燈芯齊著修剪器座面切齊，并除去壞頭，當移去修剪器座時，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

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)準確地位于燈芯套管上方25.4mm。

8.5溫度測量

8.5.1電位計

按儀器使用說明書進行調(diào)試，若電位計調(diào)不到零點，則應(yīng)更換電位計內(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）時才充電，充電時間不要超過

18he數(shù)字顯示符號】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

四個型號L2AHR SC大小的重復充電電池用作儀器的電源。當電池再充電時，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輝光計表

按儀器使用說明書進行零點的調(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。若旋鈕在每個位置時指針都停在表頭刻度盤的相應(yīng)標度上，即認為電池是合格的，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，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燃。通過燈門中央的觀察孔注意使火焰進行無煙燃燒。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調(diào)整到四氫蔡煙點時的讀數(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）直至輝光計表讀數(shù)達到45。

9 2儀器加溫后，將小油燈下降使輝光計表指針接近30,再將輝光計表和電位計調(diào)“零:然后把輝 光計表右側(cè)下方旋鈕撥至“試驗"位置。穩(wěn)定30s后，在此位置上，輝光計燈室在外門關(guān)閉、空氣不 流動的條件下，再穩(wěn)定5 min,記錄輝光計表和溫度指示器讀數(shù)。然后將小油燈提高，使輝光計表讀 數(shù)升高近5個單位，穩(wěn)定5 min后，按上述試驗步驟再記錄輝光計表和溫度指示器讀數(shù)。每當小油燈 提高5個單位時，重復上述步驟直至取得四個數(shù)據(jù)點，其最后一個數(shù)據(jù)點的火焰高度選在使火焰頂端 剛好出現(xiàn)一點輝光焰尾（微量冒煙），也就是恰好選在四氫茶的煙點上。

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到平衡。

9 3 .將數(shù)據(jù)點按輝光計表讀數(shù)值對燈的溫升值作曲線，全部點都應(yīng)落在一條光滑的曲線上。其最高點 （四氫蔡的煙點）就代表該儀器測試所有試樣時的評價基準。如此重復四次以確定儀器評價基準的平 均值（見圖2 ） 。

9.4按9.1?9.3條所述步驟，對異辛烷取兩個樣進行測試，但每次要測四個數(shù)據(jù)點，其中要有兩點低

于儀器用四氫蔡標定的評價基準，另兩點要高于該基準。在四個數(shù)據(jù)點中，每兩點間的溫升值要在10 個輝光值單位左右。一個異辛烷樣要放在測定試樣之前進行，另一個則放在測過試樣后進行。劃出兩 條曲線，并在評價基準處找出每個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，而且所有試驗都在同一天進行，則第二個異辛烷樣可放在全部試樣之后進行測試。

②高輝光值燃料易形成水氣凝聚，用一個小的火焰將燈室內(nèi)部預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，輝光計表的讀數(shù)就會不穩(wěn)定，而且在觀察孔的玻璃上會出現(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表讀數(shù)較低時就常常冒煙，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按照測定異辛烷的方法，對試樣測定其燈溫升值（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，計算出該試樣的輝光值。

10計算

試樣的輝光值X按下式計算:

式中: △T1一試樣火焰輻射強度在評價基準處的火焰溫升值, Ci

△T2一四氫萘火焰輻射強度在評價基準處的火焰溫升值，C;

△T3一異辛烷火焰輻射強度在評價基準處的火焰溫升值， C。

四氫萘和異辛院的ST為在四氫系的評價基準處的平均值。

11精密度

按下達規(guī)定判斷測定結(jié)果的可靠性(95%置信水平)。

11.1重復性; 同一操作者重復測定兩個結(jié)果之差不應(yīng)大于6.10

11.2再現(xiàn)性; 不同實驗室各自提出的兩個結(jié)果之差不應(yīng)大于8.8

12報告

12.1報告輝光值的結(jié)果， 有效值取到一位小數(shù)。

12.2取重復測定兩個結(jié)果的算術(shù)平均值，作為試樣的輝光值。

附錄A

煙點與輝光值的關(guān)系

 (參考件)

A1煙點(SP)與輝光值(LN)之間存在著良好的對應(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*是由煙點和輝光值固有的誤差來表示的， 盡管煙點

和輝光值都有自己方法的誤差，但通過煙點換算成的輝光值與實測輝光值數(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這兩個公式顯然不是數(shù)學恒等式，但是產(chǎn)生的結(jié)果誤差不超過0.1個煙點或輝光值單位，給出

兩個方程式是為了便于煙點和輝光值相互換算。

附加說明:

本標準由石油化工科學研究院技術(shù)歸口。

本標準由石油化工科學研究院負責起草。

本標準主要起草人臧育榮。

本標準參照采用美國試驗與材料協(xié)會標準ASTM D1740- -85《航空渦輪燃料輝光值標準試驗方

法》制訂。

自本標準實施之日起，原石油化學工業(yè)部部標準S Y 225- -77 《噴氣燃料輝光值測定法》作廢。