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一种基于放热率曲线快速计算乙醇 汽油 辛烷值敏感性的方法

阅读：617发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法，包括：1)确定待测燃料为汽油掺混乙醇且乙醇掺混量不超过80％；2)在标准工况下测量待测燃料的放热率曲线f(t)；3)将放热率曲线f(t)对时间求导得到g(t)，找到g(t)最大值对应的时间a；4)找到在时间0到a内g(t)最小值对应的时间b；5)计算 6)计算 7)计算低温放热率x＝Q1/Q2；8)计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS＝15.46+0.2314*x－0.04032*x^2。本发明通过测量待测乙醇汽油的放热率曲线，利用拟合公式即可快速计算出其辛烷值敏感性。，下面是一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)确定待测燃料为汽油掺混乙醇，乙醇的掺混体积分数小于80％；
2)在初始温度为775K，初始压力为25atm条件下，测定待测燃料的放热率曲线f(t)；
3)将放热率曲线f(t)对时间求导得到g(t)，找到g(t)最大值对应的时间a，时间a即为着火时刻；
4)找到在时间0到a内g(t)最小值对应的时间b；
5)在时间0到b内将放热率曲线f(t)对时间积分求得低温阶段总放热量Q1，即
6)在时间0到a内将放热率曲线f(t)对时间积分求得总放热量Q2，即
7)计算低温放热率x＝Q1/Q2；
8)根据低温放热率x和经验公式计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS，OS＝15.46+0.2314*x－0.04032*x^2。
2.根据权利要求1所述的一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法，其特征在于，步骤2)中，测定待测燃料的放热率曲线f(t)，通过单缸机实验或是可靠的数值模拟完成。

说明书全文

一种基于放热率曲线快速计算乙醇 汽油 辛烷值敏感性的方法

技术领域

[0001] 本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法。

背景技术

[0002] 汽油机因其小巧的体积，轻盈的体重，高响应速度以及宽泛的转速区间等优点，而被广泛应用。为缓解化石能源过渡消耗并降低排放，不少地区开始销售含有一定乙醇的汽油。为了使这类汽油与目前主流发动机技术如机械增压，提高压缩比等完美协同工作，在宽广工况范围内准确把握这类汽油的抗爆性能力是首要前提。否则，一旦发生燃烧爆震现象，发动机热效率将降低，发动机寿命也会受损。

[0003] 辛烷值敏感性的准确定义为研究法辛烷值与马达法辛烷值之差。而通常测定研究法辛烷值与马达法辛烷值是通过，在标准测试条件下通过比较待测燃料与参比燃料的爆震强度，来得到辛烷值准确数值。若需要测量不同成分的汽油在多种乙醇掺混比下的辛烷值敏感性，将耗费巨大的人力物力。对上述问题，有必要设计一种在一定误差范围内，快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的是节省测定辛烷值敏感性过程中花费的时间、经济成本，提供了一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法，该方法通过测量待测乙醇汽油的放热率曲线，利用拟合公式快速计算出其辛烷值敏感性。

[0005] 本发明采用如下技术方案来实现的：

[0006] 一种基于放热率曲线快速计算乙醇汽油辛烷值敏感性的方法，包括以下步骤：

[0007] 1)确定待测燃料为汽油掺混乙醇，乙醇的掺混体积分数小于80％；

[0008] 2)在初始温度为775K，初始压力为25atm条件下，测定待测燃料的放热率曲线f(t)；

[0009] 3)将放热率曲线f(t)对时间求导得到g(t)，找到g(t)最大值对应的时间a，时间a即为着火时刻；

[0010] 4)找到在时间0到a内g(t)最小值对应的时间b；

[0011] 5)在时间0到b内将放热率曲线f(t)对时间积分求得低温阶段总放热量Q1，即[0012] 6)在时间0到a内将放热率曲线f(t)对时间积分求得总放热量Q2，即[0013] 7)计算低温放热率x＝Q1/Q2；

[0014] 8)根据低温放热率x和经验公式计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS，OS＝15.46+0.2314*x－0.04032*x^2。

[0015] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中，测定待测燃料的放热率曲线f(t)，通过单缸机实验或是可靠的数值模拟完成。

[0016] 本发明至少具有如下有益的技术效果：

[0017] 本发明通过经验公式，可避开繁琐的辛烷值实验测定流程，只需要测量待测乙醇汽油在一个工况下的放热率曲线，即可在可接受误差范围内计算出待测燃料的辛烷值敏感性。这节约了实验的时间，经济成本，也为依托于辛烷值敏感性的其他技术的开发提供了便利与参考。附图说明

[0018] 图1为放热率曲线f1(t)示意图，表示放热率随时间的变化关系。

[0019] 图2为放热率曲线对时间一次求导g1(t)示意图，表示放热率曲线导数随时间的变化关系。

[0020] 图3为放热率曲线f2(t)示意图，表示放热率随时间的变化关系。

[0021] 图4为放热率曲线对时间一次求导g2(t)示意图，表示放热率曲线导数随时间的变化关系。

[0022] 图5为放热率曲线f3(t)示意图，表示放热率随时间的变化关系。

[0023] 图6为放热率曲线对时间一次求导g3(t)示意图，表示放热率曲线导数随时间的变化关系。

具体实施方式

[0024] 以下结合附图和实施例对发明做出进一步的说明。放热率曲线只有两种情况，现给出4个实施例。

[0025] 实施例1：

[0026] 现有汽油，欲测量其辛烷值敏感性。

[0027] 1)确定待测燃料为汽油，乙醇掺混量为0％，符合本发明使用条件；

[0028] 2)在初始温度为775K，初始压力为25atm条件下，测定待测燃料的放热率曲线，如图1所示；

[0029] 3)将放热率曲线f1(t)对时间求导得到g1(t)，如图2所示，找到g1(t)最大值对应的时间a1；

[0030] 4)找到在时间0到a1内g1(t)最小值对应的时间b1；

[0031] 5)计算Q1，

[0032] 6)计算Q2，

[0033] 7)计算低温放热率x1＝Q1/Q2；

[0034] 8)计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS1，OS1＝15.46+0.2314*x1－0.04032*x1^2。

[0035] 实施例2：

[0036] 现有汽油，掺混40％体积分数的乙醇，欲测量其辛烷值敏感性。

[0037] 1)确定待测燃料为汽油，乙醇掺混量为40％，符合本发明使用条件。

[0038] 2)在初始温度为775K，初始压力为25atm条件下，测定待测燃料的放热率曲线，如图3所示；

[0039] 3)将放热率曲线f2(t)对时间求导得到g2(t)，如图4所示；找到g2(t)最大值对应的时间a2；

[0040] 4)找到在时间0到a2内g2(t)最小值对应的时间b2；

[0041] 5)计算Q1，即

[0042] 6)计算Q2，即

[0043] 7)计算低温放热率x2＝Q1/Q2；

[0044] 8)计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS2，OS2＝15.46+0.2314*x2－0.04032*x2^2。

[0045] 实施例3：

[0046] 现有汽油，掺混80％体积分数的乙醇，欲测量其辛烷值敏感性。

[0047] 1)确定待测燃料为汽油，乙醇掺混量为80％，符合本发明使用条件。

[0048] 2)在初始温度为775K，初始压力为25atm条件下，测定待测燃料的放热率曲线，如图5所示；

[0049] 3)将放热率曲线f3(t)对时间求导得到g3(t)，如图6所示；找到g3(t)最大值对应的时间a3；

[0050] 4)找到在时间0到a3内g3(t)最小值对应的时间b3；

[0051] 5)计算Q1，即

[0052] 6)计算Q2，即

[0053] 7)计算低温放热率x3＝Q1/Q2；

[0054] 8)计算该乙醇汽油辛烷值敏感性OS3，OS3＝15.46+0.2314*x3－0.04032*x3^2。

[0055] 实施例4：

[0056] 现有汽油，掺混90％体积分数的乙醇，欲测量其辛烷值敏感性。

[0057] 1)待测汽油，乙醇掺混量为90％，不符合本发明使用前提，无法计算其辛烷值敏感性。

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