[发明专利]一种生物质基液体燃料的运动粘度测试及预测方法

说明书

本发明公开了一种混合燃料的运动粘度测试及预测方法，该方法采用试验与数值计算相结合的测试与预测方法，基于旋转流变仪测试动力黏度‑温度曲线，并采用三点标定进行多次数值拟合，测试和预测木质纤维素基乙酰丙酸酯类‑柴油混合燃料运动粘度，解决建立木质纤维素基乙酰丙酸酯类‑柴油运动粘度数据库的关键问题。本发明方法相对于传统测试方法极大的节省了测试时间，可方便快捷预测较宽温度范围内的运动粘度。在测试粘度值较大的液体燃料时，可有效规避“气穴”现象带来的测量误差，利于建立运动粘度数据库。

技术领域

本发明涉及一种混合燃料的运动粘度测试及预测方法，尤其涉及一种木质纤维素基乙酰丙酸酯类-柴油混合燃料运动粘度的测试及预测方法。

背景技术

石油能源的快速消耗使得世界各国加快了需求清洁能源的步伐。生物质能源是六种可再生能源中唯一可以收集、储存、运输和固定碳的可再生能源。基于木质纤维素生产生物质液体燃料是生物质能源利用技术中的一个重要研究方向，开发生物质液体燃料技术不仅可增强我国能源安全战略意义，而且对缓解我国能源枯耗压力、降低环境排放污染具有重要意义。

木质纤维素基液体燃料添加于柴油应用于车用发动机是生物质能源利用技术中一个相对成熟的技术，该技术开发的关键是对混合燃料进行评价分析。目前常规的评价方法是根据内燃机测试台架进行直接测试分析，该方法简单直接，但是评价周期较长，耗费大量的时间和财力。通过燃料的理化特性进行预评价来筛选燃料是一种可行的简洁途径。而运动粘度是理化特性中一个极为重要的参数，可影响燃料的蒸发雾化和燃烧稳定性。建立柴油混合燃料运动粘度数据库是完善燃料理化特性数据库的一个重要环节。

运动粘度的传统测试方法采用GB 265-88，该方法测试相对精确。但是对不同温度条件下的运动粘度测试耗费时间长，运动粘度的测试精度对毛细管的制造精度依赖较大，从而造成测试的重复性较差；粘度较大的液体易产生“气穴”现象，造成测试误差较大。根据传统方法建立混合燃料的运动粘度详细的数据库几乎是难以完成的课题。

发明内容

本发明为解决传统测试方法的耗费时间过长、高粘度燃料测试不准确等缺点，采用试验与数值计算相结合的测试与预测方法，基于旋转流变仪测试动力黏度-温度曲线，并采用三点标定进行多次数值拟合，测试和预测木质纤维素基乙酰丙酸酯类-柴油混合燃料运动粘度，解决建立木质纤维素基乙酰丙酸酯类-柴油运动粘度数据库的关键问题。

因此，本发明提供的技术方案是：一种混合燃料的运动粘度测试及预测方法，该方法包括以下步骤：

(1)用流变仪测试混合燃料的运动粘度，选取合适的平板模具直径D，间隙δ，角速度r和温度变化范围T₁～T₂℃，测得动力粘度μ与温度T的试验数据，获得半预测运动粘度数据η＝ρ·μ，式中密度ρ为测试范围(T₁～T₂℃)的中点温度对应的密度；

(2)在测试范围内选取三个测试标定点，将温度测试范围平均分为三段，在三个温度段分别任意选取一个温度点T₁、T₂和T₃，测试的运动粘度作为标定运动粘度，标定点采用GB 265-88测试运动粘度η₁、η₂和η₃，获得标定点试验值(T₁,η₁)、(T₂,η₂)和(T₃,η₃)；

(3)通过流变测量的试验数据，对计算的运动粘度进行数值回归分析，获得经验模型f₁，f₁回归分析类型为y＝me^-nx，式中m和n为常数，要求经验模型的拟合度R²>0.99；