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辛烷值(Octane Number)是用来评估交通工具所使用的燃料(汽油)抵抗震爆能力的指标。在汽油中存在着多种碳氢化合物,其中正庚烷在高温和高压条件下比较容易自燃,导致发动机出现震爆现象,从而降低引擎效率,甚至可能引发汽缸壁过热和活塞损裂等严重问题。因此,正庚烷的辛烷值被定义为零,而异辛烷的震爆现象较小,其辛烷值被设定为100。其他碳氢化合物的辛烷值可能小于0(如正辛烷),也可能大于100(如甲苯)。因此,汽油的辛烷值直接取决于其中各种碳氢化合物的比例。
辛烷值的概念源于对汽油燃烧性能的评估和改进。辛烷值越高,表示汽油在高温高压条件下抵抗震爆的能力越强,燃烧更加稳定。这对于提高发动机的效率和性能至关重要。因此,辛烷值成为了汽油质量的重要指标之一。
通过控制汽油中各种碳氢化合物的比例,可以调整汽油的辛烷值。在生产汽油时,炼油厂会根据市场需求和特定的应用要求,选择合适的原料和工艺,以达到所需的辛烷值。不同类型的发动机对辛烷值的要求也有所不同。一般来说,高性能发动机通常需要较高的辛烷值,而一些普通家用车则对辛烷值的要求相对较低。
辛烷值的测定方法主要有研究法和汽车法两种。研究法是通过在实验室中模拟发动机燃烧环境,测量不同混合物的爆震特性来确定其辛烷值。汽车法则是利用标准发动机进行实际的工作条件下的测试,通过比较燃料与已知辛烷值燃料的爆震特性差异来确定其辛烷值。
辛烷值的概念和评估方法的引入,为汽油的研发和生产提供了重要的依据。通过合理控制辛烷值,可以生产出适应不同需求的汽油产品,提高发动机的性能和燃烧效率,同时减少对环境的污染。因此,辛烷值在石油化工领域具有重要的意义。
测定方法:
1.马达法
一种燃料的马达法辛烷值是在标准操作条件下,将该燃料的参比与已知辛烷值的参比燃料混合物的爆震倾向相比较而确定的。具体的做法是借助于改变压缩比,并用一个电子爆震表来测量爆震强度而获得标准爆震强度。
车用汽油国家标准中规定检测车用汽油抗爆性的方法采用研究法辛烷值测试法(GB/T 5487-1995)和马达法辛烷值测试法(GB/T 503-1995)。测试标准条件不同是研究法辛烷值测试法和马达法辛烷值测试法最主要的区别。两种测试方法都是在各自的标准操作条件下,用电子爆震表测定被测燃料和已知参比燃料的爆震强度,然后将被测燃料的爆震倾向与已知辛烷值的参比燃料的爆震倾向相比较来确定被测燃料的辛烷值。具体的做法可以采用内插法和压缩比法。
式中:X-被测车用汽油的辛烷值;
c-被测车用汽油的平均爆震表读数。
用参比燃料标定出发动机的标准爆震强度,然后换用被测燃料,通过调整气缸高度(压缩比),使被测燃料的爆震强度与参比燃料的爆震强度相同,记录此时的气缸高度,然后查表得出被测燃料的辛烷值。
研究法辛烷值测试法和马达法辛烷值测试法均无法满足生产过程中在线测试要求,同时在实际测试燃料辛烷值的过程中,上述两种方法还具有测试速度慢,测试费用非常高和有害污染物排放多等缺点。快速检测燃料辛烷值的方法有红外光谱法、气象色谱法和核磁共振光谱法等。由于具有成本低廉、测试速度快、测试过程中不会产生排放污染和测试消耗被测燃料少等优点,红外光谱法逐渐成为车用汽油辛烷值测定的主流技术。红外光谱法的基本原理就是利用红外光谱测定车用汽油中的不同组分和各组分所占的比例,然后根据各组分对辛烷值的贡献情况,分析计算得出被测车用汽油的辛烷值。
燃料的辛烷值:
燃料
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研究法辛烷值
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马达法辛烷值
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抗暴度
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十六烷
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<-30
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正辛烷
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-10
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正庚烷
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0
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柴油
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15-25
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异辛烷
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100
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90-92
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95-96
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E10汽油
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87-93
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E85汽油
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105
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甲烷
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107
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