碳氢燃料结焦量的测量方法技术

本发明专利技术提供了一种碳氢燃料结焦量的测量方法。包括步骤：S1，设置试验管并称量试验管的重量记为M0；S2，将试验管连入测量气路中，将碳氢燃料通入试验管内并加热，使试验管内的碳氢燃料达到预定温度、压力和流量，保温15～20分钟，得到内壁结焦的试验管；以及S3，称量内壁结焦的试验管，重量记为M1，根据M1与M0之间的差值计算出碳氢燃料的结焦量。通过称量结焦前以及碳氢燃料在预定温度、压力和流量下结焦后的试验管重量，避免了各种因素干扰的情况下对试验管内的碳氢燃料结焦量进行测量，避免了影响测量结果的干扰因素和以往研究结焦的笼统性，保证了测量的准确性，为碳氢燃料的筛选、评测、改良和应用等提供了定量依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测试技术和燃料
，具体而言，涉及一种。
技术介绍
在航空航天领域，碳氢燃料以其高密度、高安全性和可操作性、经济性等优势而被广泛用作发动机的燃料和主动冷却的冷却剂。但碳氢燃料在高温下会发生裂解反应而生成积碳，积碳进一步与金属壁面反应形成结焦，粘附在金属壁面上，结焦严重时会导致一系列不良后果，如堵塞供应系统，降低热交换效率，降低结构材料的抗氧化性和稳定性，引起催化剂失活等等。结焦正成为碳氢燃料应用于航空航天领域的一个瓶颈。目前对结焦的研究多集中于结焦原因、形态等方面，研究方法多采用管道或反应器内加热。对于结焦量的研究较少。原因之一是结焦量通常是个mg量级的小量，以至于其他因素很容易对测量造成干扰。比如加热过程中，试验段外壁由于高温而被环境中的空气氧化，氧化量就有可能达到mg量级；试验结束后，残留在试验段内壁的液滴，单颗液滴的质量也可能达到mg量级；微量天平称量过程中环境湿度、空气对流等均会对测量结果造成干扰，甚至操作者手上的汗液粘附到试验段外壁都会带来误差。因此，有必要发展一种准确测量碳氢燃料结焦量的方法。目前对整个冷却系统结焦量的测量从实验上来讲是不现实的，也没有必要。可行的做法是选取其中某一段冷却通道，研究这一通道内的结焦量，然后按照一定的换算原则估算出整个冷却系统的结焦量。因此，发展一种准确测量管道内碳氢燃料结焦量的方法就显得更为必要。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种，该测量方法可以准确测量出碳氢燃料的结焦量。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种，包括以下步骤SI，设置试验管，并称量试验管的重量记为Mtl ;S2，将试验管连入整个测量气路中，将碳氢燃料通入试验管内并加热，使试验管内的碳氢燃料达到预定温度、压力和流量，保温15 20分钟，得到内壁结焦的试验管；以及S3，称量内壁结焦的试验管，重量记为M1，根据M1与M0之间的差值计算出碳氢燃料的结焦量。进一步地，试验管包括依次连接的预热段和试验段，在预热段的两端加载有第一变压器，在试验段的两端加载有第二变压器，通过智能控制系统控制第一变压器的输出功率进而调控预热段的出口处温度，通过智能控制系统控制第二变压器的输出功率。进一步地，通过智能控制系统控制第一变压器的输出功率进而调控预热段的出口处温度的步骤包括通过智能控制系统采集预热段的出口处温度数值，将出口处温度数值与预定温度数值进行比较，根据比较结果进而调控第一变压器的输出功率，使得预热段的出口处温度数值与预定温度数值一致。·进一步地，通过智能控制系统控制第二变压器的输出功率的步骤包括通过智能控制系统控制第二变压器的输出功率，使第二变压器的输出功率与第一变压器的输出功率一致进而保证试验段的温度与预热段出口处的温度一致。进一步地，通过在测量气路上设置压力控制装置对试验管内的压力进行调节使试验管内的压力达到预定压力值。 进一步地，步骤SI中在称量试验管的重量Mtl之前，还包括对试验管的外壁进行加热预处理的步骤。进一步地，步骤S2中将碳氢燃料通入试验管内进行加热之前，还包括向试验管内通入氮气的步骤。进一步地，还包括对进入预热段前的碳氢燃料气体的温度和压力进行测量的步骤。进一步地，采用微量天平对步骤SI中的试验管和步骤S3中内壁结焦的试验管进行称量，称量在湿度和温度恒定且无空气对流的超净间中进行。进一步地，还包括对试验段出口逸出的气体进行冷却和回收的步骤。进一步地，S3步骤中还包括测量结束后用氮气对试验管的内壁进行吹扫的步骤，氮气的压力为IMPa，温度为100°C。应用本专利技术的测量方法，通过称量碳氢燃料结焦前的试验管和碳氢燃料在特定温度、压力和流量下结焦后的试验管，在充分考虑了测量结果带来干扰的各种因素的情况下，在预定温度、压力和流量下对试验管内的碳氢燃料结焦量进行准确测量，避免了客观因素对测量结果所带来的误差干扰，保证了测量的准确性，为碳氢燃料的筛选、评测、改良和应用等提供了定量依据。该测量方法通过研究碳氢燃料在特定温度和压力下的结焦特性，避免了以往研究从室温到高温结焦的笼统性，有利于对碳氢燃料结焦特性的深入了解。本专利技术的测量原理简单且方案可行，无需昂贵精密的仪器，节约了实验成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I示出了根据本专利技术一种典型实施例的测量碳氢燃料结焦量的工艺流程图；图2示出了根据本专利技术一种典型实施例的测量碳氢燃料结焦时采用的系统装置结构示意图；以及图3示出了根据本专利技术一种典型实施例的碳氢燃料在预定压力和气体流量的条件在不同温度下的结焦量的变化趋势示意具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。根据本专利技术的一种典型实施方式，如图I所示，包括以下步骤S1，设置试验管，并称量试验管的重量计为Mtl ；S2,将试验管连入整个测量气路中，将碳氢燃料通入试验管内并加热，使试验管内的碳氢燃料达到预定温度、压力和流量，保温15 20分钟，得到内壁结焦的试验管；S3，称量内壁结焦的试验管，重量记为M1，根据M1与M0之间的差值计算出碳氢燃料的结焦量。通过称量碳氢燃料结焦前的试验管和碳氢燃料在特定温度、压力和流量下结焦后的试验管，充分考虑了测量结果带来干扰的各种因素，在预定的温度、压力和流量下对试验管内的碳氢燃料结焦量进行准确测量，避免了客观因素对测量结果所带来的误差干扰，保证了测量的准确性，为碳氢燃料的筛选、评测、改良和应用等提供了定量依据。该测量方法通过研究碳氢燃料在特定温度和压力下的结焦特性，避免了以往研究从室温到高温结焦的笼统性，有利于对碳氢燃料结焦特性的深入了解。本专利技术的测量原理简单且方案可行，无需昂贵精密的仪器，节约了实验成本。优选地，试验管包括依次连接的预热段11和试验段12，在预热段11的两端加载有第一变压器，在试验段12的两端加载有第二变压器，通过智能控制系统控制第一变压器的输出功率进而调控预热段11的出口处温度，通过智能控制系统控制第二变压器的输出功 率。智能控制系统控制第一变压器和第二变压器进而调控第一变压器和第二变压器的输出功率，通过第一变压器和第二变压器提供低电压大电流对预热段11和试验段12进行加热，使得预热段11和试验段12达到预定温度。其中预热段11的控制方式为温度反馈，即通过智能控制系统控制第一变压器的输出功率进而调控预热段11的出口处温度，该步骤包括通过智能控制系统采集预热段11的出口处温度数值，将出口处温度数值与预定温度数值进行比较，根据比较结果调控第一变压器的输出功率，进而调控预热段11的出口处温度数值使与预定温度数值一致。这样做的目的在于保证从预热段11的出口流入试验段12的碳氢燃料的状态为该测量方法所需的预定状态，因为该测量方法是在预定的温度、压力和流量下进行的，所以必须保证温度达到预先预定温度。通过在试验段12的两端设置第二变压器，以便通过智能控制系统控制第二变压器对试验段的输出功率进行调控，该调控步骤包括通过智能控制系统控制第二变压器的输出功率。使第二变压器的输出功率与第一变压器的输出功率一致进而保证试验段12的温度与预热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳氢燃料结焦量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，设置试验管，并称量所述试验管的重量记为M0；S2，将所述试验管连入整个测量气路中，将所述碳氢燃料通入所述试验管内并加热，使所述试验管内的所述碳氢燃料达到预定温度、压力和流量，保温15～20分钟，得到内壁结焦的试验管；以及S3，称量所述内壁结焦的试验管，重量记为M1，根据M1与M0之间的差值计算出所述碳氢燃料的结焦量。

【技术特征摘要】
1.一种碳氢燃料结焦量的测量方法，其特征在于，包括以下步骤 SI,设置试验管,并称量所述试验管的重量记为Mci ； S2，将所述试验管连入整个测量气路中，将所述碳氢燃料通入所述试验管内并加热，使所述试验管内的所述碳氢燃料达到预定温度、压力和流量，保温15 20分钟，得到内壁结焦的试验管；以及 S3，称量所述内壁结焦的试验管，重量记为M1，根据M1与Mtl之间的差值计算出所述碳氢燃料的结焦量。2.根据权利要求I所述的测量方法，其特征在于，所述试验管包括依次连接的预热段(11)和试验段(12)，在所述预热段(11)的两端加载有第一变压器，在所述试验段(12)的两端加载有第二变压器，通过智能控制系统控制所述第一变压器的输出功率进而调控所述预热段(11)的出口处温度，通过智能控制系统控制所述第二变压器的输出功率。3.根据权利要求2所述的测量方法，其特征在于，通过智能控制系统控制所述第一变压器的输出功率进而调控所述预热段(11)的出口处温度的步骤包括 通过所述智能控制系统采集所述预热段(11)的出口处温度数值，将所述出口处温度数值与预定温度数值进行比较，根据比较结果进而调控所述第一变压器的输出功率，使得所述预热段(11)的出口处温度数值与所述预定温度数值一致。4.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘余，周进，王辉，王宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：