[发明专利]一种液体混合燃油氧化特征参数的测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种液体混合燃油氧化特征参数的测量系统及方法，包括燃油混合系统、加热炉、温度控制系统、气体控制系统、质量监测系统，所述燃油混合系统包括超声波震荡混合器、定量泵，所述加热炉包括炉管、炉体、炉体法兰、气体出口、冷却水套、放样管道，所述温度控制系统包括电加热丝、样品热电偶、炉温热电偶、程序温控仪、冷却器，所述气体控制系统包括保护气体和反应气体进气管道、质量流量计、流量控制器，所述质量检测系统包括电子天平、样品盘、差动变压器、记录系统。本发明装置可以测得液体混合燃油的热重曲线(TG)和微商热重曲线(DTG)，并采用Coats‑Redfern积分法计算出液体混合燃油的氧化特征参数，能促进清洁高效内燃机代用燃油的使用。

技术领域

本发明涉及一种液体燃油加热分析装置，具体而言，是一种液体混合燃油氧化特征参数的测量系统及方法。

背景技术

在能源危机和日益严峻的环境问题的双重压力之下，研发新型清洁高效的代用燃油已成为必然趋势。发动机国Ⅵ排放法规颁布后，新增了颗粒物数量(ParticulateNumber)限值，意味着内燃机缸内污染物排放的控制进入了新的阶段。大量学者研究表明，影响内燃机燃烧和排放的一个重要因素是燃油的理化特性。传统燃油理化特性的表征方法可以测出辛烷值、十六烷值、热值、汽化潜热、粘度等，但表征燃油氧化特征参数的测量方法繁琐，成本也较高。

热重分析法是指在不同氛围中，由程序升温控制加热温度，测试样品的质量与温度的关系，广泛的应用在物理、化工、材料、燃油、纺织等领域，可以实现组分分析、物质鉴别、热参数和动力学参数的测量。通过热重分析，获得热重曲线(TG)和微商热重曲线(DTG)，采用Coats-Redfern积分法计算液体混合燃油的指前因子A和活化能E，对新型清洁高效的内燃机代用燃油的推广应用有很大的促进作用。

发明内容

本发明目的是利用热重分析法与Coats-Redfern积分法耦合，实现液体混合燃油氧化特征参数的测量，解决了传统燃油理化特性表征方法操作繁琐成本高的缺陷。实现本发明的技术方案如下：

不同燃油在超声波震荡混合器充分混合后，通过定量泵将混合燃油泵入放样管道，进而添加到样品盘中，温度控制系统对样品进行程序加热，质量监测系统监测并记录质量变化，实验结束后，从记录系统中得到TG曲线和DTG曲线，采用Coats-Redfern积分法计算出指前因子A和活化能E。

一种液体混合燃油氧化特征参数的测量系统，包括燃油混合系统、加热炉、温度控制系统、气体控制系统和质量监测系统；

其中，所述燃油混合系统将燃油进行混合后通过管道输送到加热炉进行加热燃烧，温度控制系统用来控制加热炉内的温度，气体控制系统用来提供保护保护气和反应气，质量检测系统用来检测加热炉内燃油的燃烧情况；

所述燃油混合系统包括超声波震荡混合器和定量泵；所述超声波震荡混合器将混合后的燃油通过管道输入定量泵中；

所述加热炉包括炉管、炉座、炉体、炉体法兰、气体出口、气体出口阀、冷却水套和放样管道；

所述炉管的一端开设有气体出口，气体出口通过气体出口阀控制开闭，炉管的另一端设置在炉体法兰上，炉体与炉体法兰组成一个封闭空间，炉管置于该密闭空间内；所述炉体上设置有冷却水套；

所述炉管内设置有电加热丝，放样管道一端与定量泵连通，另一端延伸进炉管内；

所述气体控制系统包括保护气体进气管道和反应气体进气管道；所述气体进气管道和反应气体进气管道延伸进炉管内；

所述质量检测系统包括电子天平、样品盘、差动变压器和记录系统；所述样品盘设置在电子天平上，所述差动变压器与电子天平连接，记录系统能记录样品质量变化。

进一步的，所述保护气体进气管道和反应气体进气管道延伸进炉管的长度不同，且反应气体进气管道置于样品盘的斜上方位置。