目前,国内对于航空煤油的计算和测定主要执行SH/T0679—1999《航空燃料净热值计算法》,该方法是用测得的航空燃料的密度和苯胺点按经验公式计算求得航空汽油和各种型号的喷气燃料的净热值。较为精密的测量方式则主要遵照GB/T384—1981《石油产品热值测定法》有关要求通过氧弹量热法测定。
国外对于航空燃料测量方法体系较为完善的则为美国材料与实验协会提出的标准,其依据燃料热值测量的精度要求分为精密与粗糙热值的估计与实验方法。
国内对固体燃料热值测定的研究较多,例如煤炭和生物质为燃料的领域,对于航空燃料实验热值测量方法的精密度定量的评估还没有相关文献的报道,而航空发动机科研试验过程中燃油热值的测量的准确程度直接关系到发动机部件功能转化与整机性能的评估叫,分析研究航空煤油热值不确定度具有重要意义。
基于此,实验中通过理论分析与氧弹量热实验方法对航空煤油热值测量各个影响因素和不确定度开展深入研究。
将一定量的航空煤油样品放置于充有高压氧气的氧弹内点火进行充分燃烧,样品燃烧热量传递到内筒的纯化水中,使得内桶水温升高,然后再根据内筒水温升、量热仪标定的热容量和样品的质量等参数共同确定样品的热值。其中,量热仪热容量是通过燃烧一定量的苯甲酸标准物质标定而得到的。
通过煤油样品热值计算模型与氧弹量热实验分析确定了氧弹量热法在航空煤油实验各个不确定度来源分量及合成不确定度,主要得到以下结论:
(1)航空煤油样品热值测量合成不确定度为406.27J/g,航空煤油样品测量合成相对不确定度为0.955%。
(2)苯甲酸标准物标定热容量相对合成不确定度0.613%,其中苯甲酸实验标定重复性影响最大。说明在量热热容量标定过程中应该尽量增加标定实验次数与标定过程的规范性。
(3)航空煤油重复测量相对不确定度对航空煤油热值测量不确定度的影响最大。因此,在航空煤油氧弹量热实验中应保证环境与操作过程的一致性与规范性,降低重复实验带来不确定度影响。