石油产品热值测定仪的量热系统是基于氧弹量热法的核心工作单元,其本质是通过闭环的热交换体系,将石油样品燃烧释放的热量转化为可测量的水温变化,进而精准计算出样品的热值,整体工作流程可分为样品燃烧、热量传递、温度监测、热损耗修正四个关键阶段,各环节协同实现热值的准确测定:
样品装填与充氧,构建密闭燃烧环境
首先将定量的石油样品(液体样品需封装在胶囊或压制成片,固体样品直接成型)放入氧弹内部的坩埚中,同时安装好点火丝(部分样品需搭配点火棉辅助引燃)。随后通过充氧装置向氧弹内充入 2.8-3.0MPa 的高纯氧气,确保氧弹内部氧气充足且处于密封状态,为样品的燃烧提供无氧环境和压力保障,避免因氧气不足导致燃烧不充分,影响热值结果。
点火燃烧,释放热量
完成充氧的氧弹被放入内筒中,内筒预先装入定量的蒸馏水或去离子水,且内筒搅拌装置启动,使筒内水温保持均匀。此时点火系统向点火丝通电,点火丝升温引燃样品,样品在氧弹内的高压氧气环境中迅速燃烧,释放出大量热量,同时生成 CO₂、H₂O 等燃烧产物,这些热量会先传递至氧弹内壁。
热量传递与温度监测,捕捉热变化数据
氧弹内壁吸收的热量会通过热传导和热对流的方式传递至内筒的水中,使内筒水温逐渐升高。内筒中内置的高精度铂电阻温度传感器会实时监测水温变化,每间隔固定时间(通常为几秒)采集一次温度数据,形成完整的水温上升曲线。
在此过程中,外筒会通过温控系统维持自身温度稳定:若为恒温式外筒,其温度会始终保持在设定值,减少内筒与外界的热交换;若为绝热式外筒,则会实时跟踪内筒温度变化,使外筒与内筒温差趋近于 0,消除热损耗,保障温度数据的真实性。
热损耗修正与热值计算,输出最终结果
即便有外筒的隔热保护,内筒仍会存在少量热损耗(如热辐射、搅拌装置机械热等)。量热系统会通过预设的修正公式(如瑞方公式),对采集到的温度数据进行热损耗补偿。
