石油產品熱值測定儀的量熱系統是基于氧彈量熱法的核心工作單元,其本質是通過閉環的熱交換體系,將石油樣品燃燒釋放的熱量轉化為可測量的水溫變化,進而精準計算出樣品的熱值,整體工作流程可分為樣品燃燒、熱量傳遞、溫度監測、熱損耗修正四個關鍵階段,各環節協同實現熱值的準確測定:
樣品裝填與充氧,構建密閉燃燒環境
首先將定量的石油樣品(液體樣品需封裝在膠囊或壓制成片,固體樣品直接成型)放入氧彈內部的坩堝中,同時安裝好點火絲(部分樣品需搭配點火棉輔助引燃)。隨后通過充氧裝置向氧彈內充入 2.8-3.0MPa 的高純氧氣,確保氧彈內部氧氣充足且處于密封狀態,為樣品的燃燒提供無氧環境和壓力保障,避免因氧氣不足導致燃燒不充分,影響熱值結果。
點火燃燒,釋放熱量
完成充氧的氧彈被放入內筒中,內筒預先裝入定量的蒸餾水或去離子水,且內筒攪拌裝置啟動,使筒內水溫保持均勻。此時點火系統向點火絲通電,點火絲升溫引燃樣品,樣品在氧彈內的高壓氧氣環境中迅速燃燒,釋放出大量熱量,同時生成 CO?、H?O 等燃燒產物,這些熱量會先傳遞至氧彈內壁。
熱量傳遞與溫度監測,捕捉熱變化數據
氧彈內壁吸收的熱量會通過熱傳導和熱對流的方式傳遞至內筒的水中,使內筒水溫逐漸升高。內筒中內置的高精度鉑電阻溫度傳感器會實時監測水溫變化,每間隔固定時間(通常為幾秒)采集一次溫度數據,形成完整的水溫上升曲線。
在此過程中,外筒會通過溫控系統維持自身溫度穩定:若為恒溫式外筒,其溫度會始終保持在設定值,減少內筒與外界的熱交換;若為絕熱式外筒,則會實時跟蹤內筒溫度變化,使外筒與內筒溫差趨近于 0,消除熱損耗,保障溫度數據的真實性。
熱損耗修正與熱值計算,輸出最終結果
即便有外筒的隔熱保護,內筒仍會存在少量熱損耗(如熱輻射、攪拌裝置機械熱等)。量熱系統會通過預設的修正公式(如瑞方公式),對采集到的溫度數據進行熱損耗補償。