摘要

本文采用 ATC 300A 自動氧彈量熱儀，系統(tǒng)評估了不同裝樣方式對高揮發(fā)性輕質(zhì)油燃燒熱測試結(jié)果的影響。測試結(jié)果表明，膠囊密封法相較于膠帶密封法具有更優(yōu)的測試穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）不大于0.1%，準(zhǔn)確性小于50 J/g。

圖1 ATC 300A自動氧彈量熱儀

前言

燃燒熱是評價燃料油品能量品質(zhì)的核心參數(shù)，其測定結(jié)果的準(zhǔn)確性會直接影響燃料的效率計算、貿(mào)易結(jié)算與工藝設(shè)計。對于高揮發(fā)性的輕質(zhì)油（如汽油、石腦油、噴氣燃料等），選擇恰當(dāng)?shù)拿芊夥绞絹磉M行燃燒熱測試是獲得可靠測試結(jié)果的關(guān)鍵因素。

傳統(tǒng)氧彈測試中，裝樣方式所引起的系統(tǒng)誤差常被忽視，導(dǎo)致數(shù)據(jù)重復(fù)性差、不同實驗室間結(jié)果難以比對。不當(dāng)?shù)难b樣方法易造成樣品在稱量、轉(zhuǎn)移及充氧過程中揮發(fā)損失，從而導(dǎo)致燃燒熱測定值顯著偏低。

為此，本文基于 ATC 300A 自動氧彈量熱儀，對比分析了直接裝樣法、膠帶密封法與膠囊密封法三種常見的裝樣方式，從異辛烷燃燒熱測試的準(zhǔn)確性、精密度及操作便捷性等維度進行系統(tǒng)評價，旨在推薦適用于輕質(zhì)油燃燒熱測試的最佳裝樣方案。測試結(jié)果表明：使用膠囊密封法進行測試的發(fā)熱量結(jié)果重復(fù)性與準(zhǔn)確性最好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）不大于0.1%，準(zhǔn)確性小于50 J/g。

實驗方法

1.  實驗條件

測試儀器：ATC 300A自動氧彈量熱儀

測試方法：GB/T 384-2025

環(huán)境溫度：21.2~ 22.5 ℃

實驗樣品：異辛烷（AR）

實驗耗材：棉線、明膠膠囊、壓敏膠帶（pe透明）

2. 測試過程

打開ATC 300A自動氧彈量熱儀；

Step1：稱取一定質(zhì)量樣品，直接放入坩堝，或取一定質(zhì)量樣品放入坩堝后用膠帶密封，或用膠囊密封一定質(zhì)量樣品后放入坩堝用于測試；

Step2：用棉線連接點火絲與樣品并固定；

Step3：安裝氧彈，并設(shè)置實驗參數(shù)，填寫樣品質(zhì)量等；

Step4：開始實驗，在測試環(huán)境準(zhǔn)備好后，儀器自動進行測試；

Step5：實驗結(jié)束，取下氧彈觀察是否wan全燃燒并進行清理；

Step6：重復(fù)測試，記錄實驗數(shù)據(jù)。

實驗結(jié)果

本實驗選用異辛烷（標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱值為 47788 J/g）作為高揮發(fā)性輕質(zhì)油樣品，分別采用直接裝樣、膠帶密封與膠囊密封三種方式進行燃燒熱測試，裝樣方式如圖 2 所示。

圖2 異辛烷不同裝樣方式（a）直接裝樣（b）膠帶密封（c）膠囊密封

測試前對密封材料本身的熱值進行了標(biāo)定：明膠膠囊的平均燃燒熱為 20647.4 J/g，壓敏膠帶為 45653.3 J/g，該部分熱值在后續(xù)樣品測試中予以扣除。異辛烷在不同裝樣方式下的燃燒熱測試結(jié)果匯總于表 1。

表1 異辛烷不同裝樣方式-燃燒熱測試數(shù)據(jù)

由測試結(jié)果可知，直接裝樣與膠帶密封兩種方式在樣品稱量后至氧彈組裝完成期間，均存在不同程度的樣品揮發(fā)，導(dǎo)致實際參與燃燒的樣品質(zhì)量減少，進而造成燃燒熱測定值系統(tǒng)性偏低，且測試重復(fù)性較差。值得注意的是，膠帶密封法的質(zhì)量損失一部分來源于棉線接觸樣品后帶來的揮發(fā)；若采用該方法，建議改用點火絲直接點火以減少揮發(fā)途徑。

相比之下，膠囊密封法可有效抑制樣品揮發(fā)，測試重復(fù)性良好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.08%，極差為72.8 J/g，燃燒熱平均值與標(biāo)準(zhǔn)值偏差僅為30.8 J/g，顯現(xiàn)出優(yōu)異的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。

在操作便捷性方面，膠帶法與膠囊法均較直接裝樣更為復(fù)雜。其中，膠帶法需在連接點火絲與樣品后再次進行稱重，然后繼續(xù)完成點火絲與氧彈的連接，操作步驟繁瑣，且引入的不確定因素較多。而膠囊密封法在有效排除大氣泡干擾的前提下，測試過程受外部因素影響較小，其準(zhǔn)確度與穩(wěn)定性均優(yōu)于膠帶密封法。

結(jié)論

本文利用 ATC 300A 自動氧彈量熱儀，以高揮發(fā)性異辛烷為研究對象，系統(tǒng)比較了三種裝樣方式對其燃燒熱測試結(jié)果的影響。研究表明，膠囊密封法在重復(fù)性與準(zhǔn)確性方面表現(xiàn)優(yōu)，適用于高揮發(fā)性輕質(zhì)油的精確能量評價。該結(jié)果可為相關(guān)測試方法的優(yōu)化提供實踐依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。