[发明专利]醇基燃料发热值测量技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种醇基燃料发热值测量技术，特别是指一种基于密度的醇基燃料发热值快速测量技术。

背景技术

目前，常见的发热值获取方式有两类(参见附图)：第一类是公式计算法。门捷列夫发热值经验计算公式是目前被公认的发热值通用计算公式，对煤、柴油、汽油等多环烃类燃料的发热值计算具有较好的精确性。

门捷列夫理论发热值计算公式：

Q_理论高＝4.187×[81C+300H-26(O-S)]               (1)

Q_理论低＝4.187×[81C+246H-26(O-S)-6W]            (2)

式中C、H、O、S、W分别为燃料中碳、氢、氧、硫、水的质量百分含量。缺点是：需要知道燃料中的碳、氢、氧、硫、水的质量百分含量；由于醇基燃料在混溶过程中会出现热量释放，而门捷列夫理论计算热值公式将这部热量包括在内，从而门捷列夫理论计算热值公式对于醇基燃料精确度不高。参见附图1，第二类是测量法，氧弹热量计是目前应用比较广泛的测量仪器，对煤、柴油、汽油等多环烃类燃料的发热值测量具有良好的精确性。氧弹热量计主要由氧弹、内桶、外桶、搅拌器、温度计等组成。内外筒中充满水，氧弹是一个充有高压纯氧的密闭弹筒。该技术是把一定量的可燃物放在氧弹中完全燃烧，释放出的热量通过弹筒传递给内外桶水，使水温发生变化，根据水温的变化计算出可燃物样品的发热量，搅拌器的作用是使内桶水温度均匀。外桶的作用主要是给内桶提供一个稳定的测量环境。缺点是：测量过程复杂，操作繁琐，不能实现对醇基燃料发热值的快速测量。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种简单的，准确的，方便快捷的醇基燃料发热值快速测量技术。

本发明醇基燃料发热值测量技术，包括密度计测醇基燃料发热值、密度计改装成醇基燃料量热计、醇基燃料密度发热值表、醇基燃料低发热值与溶液密度的函数关系式。本发明中，所述密度计测醇基燃料发热值为用密度计测出醇基燃料密度，然后经醇基燃料密度发热值表或醇基燃料低发热值与溶液密度的函数关系式得出醇基燃料的低发热值，密度计为量程涵盖0.77g/cm³-0.89g/cm³测量精度大于或等于0.01g/cm³的液体密度计。

所述密度计改装成醇基燃料量热计，根据醇基燃料密度发热值表或醇基燃料低发热值与溶液密度的关系函数式，在密度计刻度上的0.77g/cm³-0.89g/cm³范围，标上对应密度下醇基燃料的低发热值，发热值单位采用kJ/g，即成为醇基燃料低发热值量热计。

所述醇基燃料密度发热值表由醇基燃料发热值与溶液密度的关系函数式计算得出，密度范围从0.77g/cm³-0.89g/cm³，密度分度为0.01g/cm³，发热值范围从11.67kJ/g-20.00kJ/g。

所述醇基燃料低发热值与溶液密度的函数关系公式为：

Q_ρ＝5.36×[-9.76×(ρ-0.64)²+2.32]²-4.89kJ/g          (3)

适用条件(0℃≤t≤40℃；0.77g/cm³≤ρ≤0.89g/cm³)。

本发明的工作原理简述于下：

醇基燃料溶液中甲醇是主要的燃烧介质，甲醇浓度的高低决定了醇基燃料发热值的高低，可见醇基燃料发热值与溶液中甲醇浓度存在确定的关系。

随着甲醇和水混合比例的改变，在微观方面表现为水和甲醇混合溶液在结构、动力学和氢键网络性质上均会发生变化。而从宏观角度来看，由于结构、动力学及氢键网络的变化，会引起溶液总体积的变化继而对溶液密度产生影响；同时表现为甲醇与水混合过程中整个体系出现放热现象。而这些与醇基燃料的发热值均存在必然的联系

基于此，以研究醇基燃料发热值的影响因素为基础，通过醇基燃料热值测量与分子结构理论分析获得了醇基燃料发热值与溶液中甲醇浓度的关系函数式，并以该公式为过渡在研究醇基燃料密度与浓度、密度与温度关系函数的基础上获得了醇基燃料低发热值与溶液密度的关系函数式：