RP5噴氣燃料飽和蒸汽壓的測定及關聯

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(中國艦船研究設計中心，武漢 430064)

為了滿足水面艦船作戰能力的需要，艦舶上都裝有大量RP5噴氣燃料等易燃易爆的危險物品。RP5噴氣燃料容易揮發，其揮發的油氣與空氣混合形成可燃性氣體，當氣體達到一定濃度時，遇明火就會引起燃燒和爆炸。

飽和蒸汽壓是可燃物的重要理化特性之一[1]，目前還沒有RP5噴氣燃料飽和蒸汽壓的公開報道，作者對RP5噴氣燃料在溫度為283～353 K范圍內的蒸汽壓進行了測定，并運用Antoine方程對實驗數據進行了擬合，這些蒸汽壓數據對RP5噴氣燃料安全性措施的形成具有積極的意義。

1 實驗裝置與過程

實驗采用的高精度汽液相平衡裝置見圖1[2]。

圖1 實驗裝置原理

試驗時，關閉進氣活塞，打開抽氣活塞，啟動真空泵抽氣，使試樣球與U形管之間空間內的空氣呈氣泡狀，通過U形管中的液體而逐出。抽至氣泡成串上竄，關閉抽氣活塞，維持慢沸騰3～4 min，以排除試樣球中的空氣(使試樣球與U形管之間空間內為液體燃料蒸汽)。然后小心開啟進氣活塞，緩緩充入空氣，直至U形管兩臂的液面等高為止，記錄溫度及壓力數據。改變系統溫度后，重復上述操作過程，得到不同溫度下RP5噴氣燃料飽和蒸汽壓數據，見表1。

表1 飽和蒸汽壓計算數據pcal與實驗pexp結果的對比

2 實驗結果與分析

2.1 Antoine方程參數的回歸

在溫度范圍為10～80 ℃內，測量了RP5噴氣燃料的飽和蒸汽壓實驗數據。至今，已經有很多種關聯飽和蒸汽壓實驗數據的方程被提出來，它們大都是把壓力關聯成溫度的函數。其中，以Antoine方程[3]最為常用，它具有溫度適用范圍廣，關聯精度高，使用參數較少等優點。根據實驗數據，首先擬合了如下的Antoine飽和蒸汽壓方程。

式中:p——壓力，kPa；

T——熱力學溫度，K。

將Antoine方程通過數學變換成二元線性方程，回歸出RP5噴氣燃料的Antoine方程參數中的A、B、C參數，見表2，擬合曲線見圖2。

表2 RP5噴氣燃料的Antoine方程回歸參數

圖2 RP5噴氣燃料飽和蒸汽壓實驗數據的p-T圖

數據的線性相關度R2=0.998，符合蒸汽壓與溫度關系的熱力學規律。

將參數A、B、C代入Antoine方程，利用擬合得到的Antoine方程計算得到的各溫度下的RP5噴氣燃料的蒸汽壓見表1，計算出飽和蒸汽壓并與實驗數據進行比較，結果見表1，其最大相對誤差為0.96%，可見利用RP5噴氣燃料的Antoine方程計算得到的飽和蒸汽壓數據基本滿足工程設計要求。

4 結束語

測定了RP5噴氣燃料在溫度為283～353 K范圍內的蒸汽壓數據，并用Antoine方程進行了關聯，得到RP5噴氣燃料在283～353 K范圍內的Antoine方程。 實驗值與Antoine方程計算值的相對誤差均小于l%，所得的Antoine方程能很好地描述RP5噴氣燃料的飽和蒸氣壓。

[1] 余國保，李廷勛，郭開華,等.新型低溫氣液相平衡實驗系統調試與驗證[J].低溫與超導，2008，36(8)：13-17.

[2] GJB 560A—1997 高閃點噴氣燃料[S].北京：國防科學技術出版社，1997.

[3] 《化學工程手冊》編輯委員會.化學工程手冊[M].北京：化學工業出版社，1989.