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)性輕質油燃燒熱測試結果的影響。測試結果表明，膠囊密封法相較于膠帶密封法具有更優(yōu)的測試穩(wěn)定性與準確性，其相對標準偏差（RSD）不大于0.1%，準確性小于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的核心參數，其測定結果的準確性會直接影響燃料的效率計算、貿易結算與工藝設計。對于高揮發(fā)性的輕質油（如汽油、石腦油、噴氣燃料等），選擇恰當的密封方式來進行燃燒熱測試是獲得可靠測試結果的關鍵因素。

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，導致數據重復性差、不同實驗室間結果難以比對。不當的裝樣方法易造成樣品在稱量、轉移及充氧過程中揮發(fā)損失，從而導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油燃燒熱測試的最佳裝樣方案。測試結果表明：使用膠囊密封法進行測試的發(fā)熱量結果重復性與準確性最好，相對標準偏差（RSD）不大于0.1%，準確性小于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：稱取一定質量樣品，直接放入坩堝，或取一定質量樣品放入坩堝后用膠帶密封，或用膠囊密封一定質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，并設置實驗參數，填寫樣品質量等；

Step4：開始實驗，在測試環(huán)境準備好后，儀器自動進行測試；

Step5：實驗結束，取下氧彈觀察是否wan全燃燒并進行清理；

Step6：重復測試，記錄實驗數據。

實驗結果

本實驗選用異辛烷（標準燃燒熱值為 47788 J/g）作為高揮發(fā)性輕質油樣品，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果匯總于表 1。

表1 異辛烷不同裝樣方式-燃燒熱測試數據

由測試結果可知，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)，導致實際參與燃燒的樣品質量減少，進而造成燃燒熱測定值系統(tǒng)性偏低，且測試重復性較差。值得注意的是，膠帶密封法的質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)，測試重復性良好，相對標準偏差（RSD）為0.08%，極差為72.8 J/g，燃燒熱平均值與標準值偏差僅為30.8 J/g，顯現(xiàn)出優(yōu)異的準確性與穩(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，其準確度與穩(wěn)定性均優(yōu)于膠帶密封法。

結論

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果的影響。研究表明，膠囊密封法在重復性與準確性方面表現(xiàn)優(yōu)，適用于高揮發(fā)性輕質油的精確能量評價。該結果可為相關測試方法的優(yōu)化提供實踐依據與數據支持。