中華人民共和國國家標準

噴氣燃料輝光值測定法

1主題內容與適用范圍

本標準規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(lèi)似的用分燃料。

2引用標準

GB 382煤油煙點(diǎn)測定法

3定義

輝光值是在可見(jiàn)光譜的黃綠帶內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燃燒，火煙輻射強度通過(guò)一濾光片和光電池裝置測得，同 時(shí)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(xiàn)，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(jìn)行對比。為了確保所有儀器的恒定評價(jià)基準均相 同、規定以四氫蔡煙點(diǎn)時(shí)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(lèi)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。輝光值和相應煙點(diǎn)的關(guān)系見(jiàn)附錄A。因 為輻射傳熱對噴氣發(fā)動(dòng)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Q

6儀器與材料

6.?儀器

6.1.1輝光計：CRC型輝光計（見(jiàn)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(xiàn)路：應保證在4800?7000A范圍內的火焰輻射強度。

6.1.4 一個(gè)雙元熱電偶線(xiàn)路和一個(gè)用數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(wú)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）的頂部和內側。清洗時(shí)，用 擦鏡紙保護濾光片。清洗后，檢查濾光片上有無(wú)斑點(diǎn)，如發(fā)現有斑點(diǎn)，要用擦鏡紙擦凈。必要時(shí)，可先 將油燈移開(kāi)，再擰松濾光片固定環(huán)的螺絲釘，卸下濾光片進(jìn)行清洗，待燈恢復原位后，應該用基準燃 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(wú)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(wú)合適抽出器，可按GB初2對燈芯進(jìn)行處理并干燥。當測定結果有爭議時(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(guò)程中，未將試樣、丙酮或石油酸的蒸氣除盡，則可能會(huì )得出錯誤的試驗結果. 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(guò)管 子拉出來(lái)，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，并松轉燈芯的端頭使燈芯沒(méi)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)防護層，應該先用溶劑除去。

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(cháng)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(zhù)修剪器座面切齊，并除去壞頭，當移去修剪器座時(shí)，燈芯在管內將位于合適的高度。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

它有調節燈室斜度的底座，用位于火焰高度調節環(huán)上的小水平儀檢查燈室水平。油燈的火焰軸線(xiàn) 必須是垂直的。

8.4熱電偶套管

固定在燈的中心線(xiàn)上，其底端應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(shuō)明書(shū)進(jìn)行調試，若電位計調不到零點(diǎn)，則應更換電位計內部的電池。

8.5.2溫度指示器. .

按儀器使用說(shuō)明書(shū)把電源開(kāi)關(guān)置于“攝氏"位置，不需要做附加調整。在試驗后，將電源“斷開(kāi)"， 以節約電池。

注：為了保持電池的長(cháng)壽命，建議只在看到放電電池指示（數字顯示出HELP）時(shí)才充電，充電時(shí)間不要超過(guò)

18he數字顯示符號】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(gè)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(shí)，將電池充電插銷(xiāo) 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(xiàn)路上使用（見(jiàn)8.5.2的注）。

8.6輝光計表

按儀器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行零點(diǎn)的調節。然后將右側下方旋鈕撥到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(pán)的相應標度上，即認為電池是合格的，儀器可以 使用。若電池功率不足，則應更換。在更換“B "電池時(shí)，亦應更換放在光電池盒內的光電管電池。

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，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，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(guò)燈門(mén)中央的觀(guān)察孔注意使火焰進(jìn)行無(wú)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,或溫度指示器讀數超過(guò)538C。

②制造廠(chǎng)已將所有的輝光計調整到四氫蔡煙點(diǎn)時(shí)的讀數為45~55。儀器若超出了這一范圍，可調節位于兩 只放大管之間的內電阻（取下儀器的后蓋）直至輝光計表讀數達到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“零:然后把輝 光計表右側下方旋鈕撥至“試驗"位置。穩定30s后，在此位置上，輝光計燈室在外門(mén)關(guān)閉、空氣不 流動(dòng)的條件下，再穩定5 min,記錄輝光計表和溫度指示器讀數。然后將小油燈提高，使輝光計表讀 數升高近5個(gè)單位，穩定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。每當小油燈 提高5個(gè)單位時(shí)，重復上述步驟直至取得四個(gè)數據點(diǎn)，其最后一個(gè)數據點(diǎn)的火焰高度選在使火焰頂端 剛好出現一點(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(mén)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 .將數據點(diǎn)按輝光計表讀數值對燈的溫升值作曲線(xiàn)，全部點(diǎn)都應落在一條光滑的曲線(xiàn)上。其最高點(diǎn) （四氫蔡的煙點(diǎn)）就代表該儀器測試所有試樣時(shí)的評價(jià)基準。如此重復四次以確定儀器評價(jià)基準的平 均值（見(jiàn)圖2 ） 。

9.4按9.1?9.3條所述步驟，對異辛烷取兩個(gè)樣進(jìn)行測試，但每次要測四個(gè)數據點(diǎn)，其中要有兩點(diǎn)低

于儀器用四氫蔡標定的評價(jià)基準，另兩點(diǎn)要高于該基準。在四個(gè)數據點(diǎn)中，每?jì)牲c(diǎn)間的溫升值要在10 個(gè)輝光值單位左右。一個(gè)異辛烷樣要放在測定試樣之前進(jìn)行，另一個(gè)則放在測過(guò)試樣后進(jìn)行。劃出兩 條曲線(xiàn)，并在評價(jià)基準處找出每個(gè)異辛烷樣的燈溫升值（見(jiàn)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(jìn)行，則第二個(gè)異辛烷樣可放在全部試樣之后進(jìn)行測試。

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，輝光計表的讀數就會(huì )不穩定，而且在觀(guān)察孔的玻璃上會(huì )出現濕氣。如 有水氣凝聚，可以在取下燈門(mén)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較低時(shí)就常常冒煙，通過(guò)燈門(mén)觀(guān)察孔的觀(guān)察使低溫升值試樣的火焰不 冒煙。一旦出現冒煙火焰，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(jiàn)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(jià)基準處的火焰溫升值, Ci

△T2一四氫萘火焰輻射強度在評價(jià)基準處的火焰溫升值，C;

△T3一異辛烷火焰輻射強度在評價(jià)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(jià)基準處的平均值。

11精密度

按下達規定判斷測定結果的可靠性(95%置信水平)。

11.1重復性; 同一操作者重復測定兩個(gè)結果之差不應大于6.10

11.2再現性; 不同實(shí)驗室各自提出的兩個(gè)結果之差不應大于8.8

12報告

12.1報告輝光值的結果， 有效值取到一位小數。

12.2取重復測定兩個(gè)結果的算術(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(zhù)良好的對應關(guān)系。圖A 1所示為噴氣燃料的這種關(guān)系。

A2相關(guān)系數為95%。

A3這種關(guān)系可以表明，相關(guān)性的置信區幾乎*是由煙點(diǎn)和輝光值固有的誤差來(lái)表示的， 盡管煙點(diǎn)

和輝光值都有自己方法的誤差，但通過(guò)煙點(diǎn)換算成的輝光值與實(shí)測輝光值數據相近，其誤差很小。

A4方程式:

A4.1通過(guò)任何一個(gè)方程式 可以算出圖A 1中給出的相關(guān)曲線(xiàn)。

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)公式顯然不是數學(xué)恒等式，但是產(chǎn)生的結果誤差不超過(guò)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(shuō)明:

本標準由石油化工科學(xué)研究院技術(shù)歸口。

本標準由石油化工科學(xué)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(huì )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(shí)施之日起，原石油化學(xué)工業(yè)部部標準S Y 225- -77 《噴氣燃料輝光值測定法》作廢。