如何测定喷气燃料的辉光值

中华人民共和国国家标准

喷气燃料辉光值测定法

1主题内容与适用范围

本标准规定了试样在灯芯式小油灯中燃烧，测定火焰辐射强度的相对值的方法。

本标准适用于喷气燃料及类似的用分燃料。

2引用标准

GB 382煤油烟点测定法

3定义

辉光值是在可见光谱的黄绿带内于固定火焰辐射下火焰温度的量度相对值。该值与啧气燃料的燃 烧特性有关。

4方法概要

将被测试样放入辉光计的灯芯式小油灯内燃烧，火烟辐射强度通过一滤光片和光电池装置测得，同 时用正对火焰上方的热电偶测得油灯横面的温升值作一曲线，将试样温升值与在恒定的辐射水平下分 别与基准样品四氢票和异辛烷所测得的火焰温升值进行对比。为了确保所有仪器的恒定评价基准均相 同、规定以四氢蔡烟点时的火焰辐射强度为基准。辉光值的计算是由试样的温升值与四氢秦的温升值 之差，除以异辛烷与四氢蔡的温升值之差得出。

5意义

5.1本标准为喷气燃料燃烧产物对从扩散火焰中发出的相对辐射强度提供一种量度。用辉光值表达 的辐射强度与燃料的烧类组成有关，高辉光值表示燃料的低辐射特性。

5.2辉光值与燃料燃烧产物传出的潜在的辐射热有定性关系。辉光值和相应烟点的关系见附录A。因 为辐射传热对喷气发动机燃烧室火焰筒和其他热部件金属表面温度有强烈的影响.辉光值可提供燃料 特性与这些组部件寿命相关的根据Q

6仪器与材料

6.»仪器

6.1.1辉光计：CRC型辉光计（见图1）。

图1辉光计示意图

1 一灯芯式小油灯，2—橙色滤光片J 3—光电池，4 一放大器,    

5—辉光计表，6一火焰热电偶，7—电位计；8 —大气热电偶，

9 —空气流入口

6.1.2灯芯式小油灯：试样即在其中燃烧。

6.1.3滤光片与光电管线路：应保证在4800〜7000A范围内的火焰辐射强度。

6.1.4 一个双元热电偶线路和一个用数字输出表指示的电位计。

6.1.5脂肪抽出器。

6.1.6 量筒:25mL 0

6.2材料

6.2.1灯芯：符合GB 382灯芯要求。

6.2.2试管刷。

6.2.3擦镜纸。

7试剂 .

7.1四氢蔡:分析纯，〃到.5396~1.5410。

7.2异辛烷:分析纯，喈1.3913〜1.3917。

7.3丙酮：分析纯。

7.4石油酸：60〜90C,分析纯。

7.5甲苯：分析纯。

7.6无水甲醇：分析纯。

注，试剂中四氢茶可燃蒸气有毒、异辛烷极易燃，操作时要特别小心，注意通风和严禁使用明火。.

8准备工作

8.1灯的清洗

每次试验前，用小试管刷靛丙酮或石油醴清洗灯芯套管（在灯体内）的顶部和内侧。清洗时，用 擦镜纸保护滤光片。清洗后，检查滤光片上有无斑点，如发现有斑点，要用擦镜纸擦净。必要时，可先 将油灯移开，再拧松滤光片固定环的螺丝钉，卸下滤光片进行清洗，待灯恢复原位后，应该用基准燃 料（四氢茶和异辛烷）检验。

8.2灯芯与小油灯

8.2.1灯芯以等体积的甲苯和无水甲醇混合液，在脂肪抽出器中进行萃取，至少25个循环。取出灯芯 置于通风处5 min,使灯芯局部的残存溶剂自然蒸发干燥，然后放进烘箱，在105士 5 C下干燥30min, 存放在干燥器中备用。

注：如无合适抽出器，可按GB初2对灯芯进行处理并干燥。当测定结果有争议时按8.2.1进行处理并用丙酮清 洗各部件。

8.2.2小油灯放在丙酮或石油酸中*清洗，然后置于通风处让残存溶剂蒸发％再放人105± 5 C烘 箱中烘干。

注：若在清洗和烘干小油灯的过程中，未将试样、丙酮或石油酸的蒸气除尽，则可能会得出错误的试验结果. 8.2.3将干燥灯芯穿入干净的小油灯的灯芯套管中，可用一根细铁丝钩住灯芯的一端将灯芯通过管 子拉出来，而不要搓捻灯芯，然后用干净的刀片或其他锋利的工具将灯芯顶端剪切平整；用手推灯芯: 的下部使其头部向上伸出，然后将灯芯往上拉，并松转灯芯的端头使灯芯没有任何扭曲。再将灯芯往下 拉至其顶端比套管高出6.4mm。将灯芯头部不平之处再进行修整使其符合要求。

注，①某些刀片涂有化学防护层，应该先用溶剂除去。

②制备不扭、整齐的灯芯的另一种方法是利用一套灯芯修剪器。把灯芯修剪器座插入灯芯管顶部，将长鼻 三头银子从灯芯管子和修剪器座插入，将灯芯镶住，小心地从管中拉出而不会扭曲。用一个锋利的刀片 将灯芯齐着修剪器座面切齐，并除去坏头，当移去修剪器座时，灯芯在管内将位于合适的高度。然后把• 灯芯管插入小油灯中，沿右螺旋方向拧紧。将小油灯放入灯室。

8.3辉光计

它有调节灯室斜度的底座，用位于火焰高度调节环上的小水平仪检查灯室水平。油灯的火焰轴线 必须是垂直的。

8.4热电偶套管

固定在灯的中心线上，其底端应准确地位于灯芯套管上方25.4mm。

8.5温度测量

8.5.1电位计

按仪器使用说明书进行调试，若电位计调不到零点，则应更换电位计内部的电池。

8.5.2温度指示器. .

按仪器使用说明书把电源开关置于“摄氏"位置，不需要做附加调整。在试验后，将电源“断开"， 以节约电池。

注：为了保持电池的长寿命，建议只在看到放电电池指示（数字显示出HELP）时才充电，充电时间不要超过

18he数字显示符号】HI为温度超出范围；HELP为电池放电，C为摄氏度。

8.5.3仪器电源

四个型号L2AHR SC大小的重复充电电池用作仪器的电源。当电池再充电时，将电池充电插销 插入在仪表前板上的“重新充电"插座中。115V充电器只许在115V线路上使用（见8.5.2的注）。

8.6辉光计表

按仪器使用说明书进行零点的调节。然后将右侧下方旋钮拨到A1, A2、81和82位置，以检查电 池电压。若旋钮在每个位置时指针都停在表头刻度盘的相应标度上，即认为电池是合格的，仪器可以 使用。若电池功率不足，则应更换。在更换“B "电池时，亦应更换放在光电池盒内的光电管电池。

8试皴步骤

9.1在室温下取20mL四氧奈注入洁净、干燥的灯芯式小油灯内，将灯芯套管由小油灯上口插入，并 旋紧。用一根小木棍通入灯芯式小油灯底部的通气孔，使燃料放气孔畅通。当燃料上升到灯芯顶端后, 将灯芯式小油灯放入灯室内，并将小油灯点燃。若热电偶套管上积了烟灰，要熄灭火焰，擦净套管，. 将小油灯稍降低再点燃。通过灯门中央的观察孔注意使火焰进行无烟燃烧。在此条件下让四氢蔡燃烧 15mi〃以加温仪器

注，① 不允许火焰离热电偶的距离小于3.2mm,或温度指示器读数超过538C。

②制造厂已将所有的辉光计调整到四氢蔡烟点时的读数为45~55。仪器若超出了这一范围，可调节位于两 只放大管之间的内电阻（取下仪器的后盖）直至辉光计表读数达到45。

9 2仪器加温后，将小油灯下降使辉光计表指针接近30,再将辉光计表和电位计调“零:然后把辉 光计表右侧下方旋钮拨至“试验"位置。稳定30s后，在此位置上，辉光计灯室在外门关闭、空气不 流动的条件下，再稳定5 min,记录辉光计表和温度指示器读数。然后将小油灯提高，使辉光计表读 数升高近5个单位，稳定5 min后，按上述试验步骤再记录辉光计表和温度指示器读数。每当小油灯 提高5个单位时，重复上述步骤直至取得四个数据点，其最后一个数据点的火焰高度选在使火焰顶端 刚好出现一点辉光焰尾（微量冒烟），也就是恰好选在四氢茶的烟点上。

注，如在门的前边放一块40~60目的小栅屏就可以容易地重新达到平衡。

9 3 .将数据点按辉光计表读数值对灯的温升值作曲线，全部点都应落在一条光滑的曲线上。其最高点 （四氢蔡的烟点）就代表该仪器测试所有试样时的评价基准。如此重复四次以确定仪器评价基准的平 均值（见图2 ） 。

9.4按9.1〜9.3条所述步骤，对异辛烷取两个样进行测试，但每次要测四个数据点，其中要有两点低

于仪器用四氢蔡标定的评价基准，另两点要高于该基准。在四个数据点中，每两点间的温升值要在10 个辉光值单位左右。一个异辛烷样要放在测定试样之前进行，另一个则放在测过试样后进行。划出两 条曲线，并在评价基准处找出每个异辛烷样的灯温升值（见图3） o求出其平均值。

图3异辛烷火焰温升值

注：①若有许多试样待测，而且所有试验都在同一天进行，则第二个异辛烷样可放在全部试样之后进行测试。

②高辉光值燃料易形成水气凝聚，用一个小的火焰将灯室内部预热或采用逐步缓慢地加温的方法，都能防 止水气凝聚。一旦发生水气凝聚，辉光计表的读数就会不稳定，而且在观察孔的玻璃上会出现湿气。如 有水气凝聚，可以在取下灯门的情况下，让试样燃烧直至滤光片和小油灯上的湿气*消失为止。

③辉光值很低的徽料在辉光计表读数较低时就常常冒烟，通过灯门观察孔的观察使低温升值试样的火焰不 冒烟。一旦出现冒烟火焰，就要把滤光片和热电偶套管擦净。

9.S按照测定异辛烷的方法，对试样测定其灯温升值（见图4） o用此温升值与四氢票的温升值之 差，除以异辛烷与四氢茶的温升值之差，计算出该试样的辉光值。

10计算

试样的辉光值X按下式计算:

式中: △T1一试样火焰辐射强度在评价基准处的火焰温升值, Ci

△T2一四氢萘火焰辐射强度在评价基准处的火焰温升值，C;

△T3一异辛烷火焰辐射强度在评价基准处的火焰温升值， C。

四氢萘和异辛院的ST为在四氢系的评价基准处的平均值。

11精密度

按下达规定判断测定结果的可靠性(95%置信水平)。

11.1重复性; 同一操作者重复测定两个结果之差不应大于6.10

11.2再现性; 不同实验室各自提出的两个结果之差不应大于8.8

12报告

12.1报告辉光值的结果， 有效值取到一位小数。

12.2取重复测定两个结果的算术平均值，作为试样的辉光值。

附录A

烟点与辉光值的关系

 (参考件)

A1烟点(SP)与辉光值(LN)之间存在着良好的对应关系。图A 1所示为喷气燃料的这种关系。

A2相关系数为95%。

A3这种关系可以表明，相关性的置信区几乎*是由烟点和辉光值固有的误差来表示的， 尽管烟点

和辉光值都有自己方法的误差，但通过烟点换算成的辉光值与实测辉光值数据相近，其误差很小。

A4方程式:

A4.1通过任何一个方程式 可以算出图A 1中给出的相关曲线。

LN= -12. 03+3. 009S P - 0.0104S p2.................. (A1)

SP=4.16+0.331L N + 0.00648L N2.................. (A2)

A4.2这两个公式显然不是数学恒等式，但是产生的结果误差不超过0.1个烟点或辉光值单位，给出

两个方程式是为了便于烟点和辉光值相互换算。

附加说明:

本标准由石油化工科学研究院技术归口。

本标准由石油化工科学研究院负责起草。

本标准主要起草人臧育荣。

本标准参照采用美国试验与材料协会标准ASTM D1740- -85《航空涡轮燃料辉光值标准试验方

法》制订。

自本标准实施之日起，原石油化学工业部部标准S Y 225- -77 《喷气燃料辉光值测定法》作废。