GB/T 384-2025 烃类燃料热值的测定 氧弹量热计法

　　ICS 75. 080 CCS E 30

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 384—2025代替 GB/T384—1981

　　烃类燃料热值的测定 氧弹量热计法

　　Determination theheatofcombustion forhydrocarbon fuels—

　　Bomb calorimetermethod

　　2025-08-29发布 2025-12-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 384—2025

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 384—1981《石油产品热值测定法》, 与 GB/T 384—1981相比 , 除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　a) 更改了范围(见第 1 章 ,1981年版的第 1段) ;

　　b) 增加了弹热值 、总热值 、净热值 、能量当量等术语(见第 3 章) ;

　　c) 更改了总热值测定法和净热值测定法的原理(见第 4 章 , 1981年版的总热值测定法第一段和净热值测定法的第一段) ,删除了弹热值测定法的原理(见 1981年版的弹热值测定法第一段) ;

　　d) 更改了试剂或材料(见第 5 章 ,1981年版的第 2 章 、第 24章 、第 32章)

　　e) 更改了仪器设备(见第 6章 ,1981年版的第 1 章 、第 23章 、第 31章)

　　f) 增加了取样要求(见 8. 1) ;

　　g) 更改了高挥发性样品装样方法(见 9. 6,1981年版的第 17章) ;

　　h) 更改了硫含量 、氮含量的测定方法(见 9. 9、9. 10,1981年版的第 13章 、第 27章) ;

　　i) 增加了氢含量分析方法(见 9. 11) ;

　　j) 更改了确定量热计能量当量和配件燃烧热的方法(见第 10章 ,1981年版的第 2 章) ;

　　k) 更改了精密度(见第 12章 ,1981年版的第 41章) ;

　　l) 增加了氧气 、2,2,4-三甲基戊烷的危险警示和使用要求(见附录 A) ;

　　m) 增加了 自动仪器设备的技术要求(见附录 B) ;

　　n) 增加了温度计和化学修正方法(见附录 C) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会(SAC/TC280)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 中石化石油化工科学研究院有限公司 、四川省产品质量监督检验检测院 、中国民用航空局第二研究所 、中石化炼化工程(集团)股份有限公司洛阳技术研究中心 、中国石油乌鲁木齐石化公司 、辽宁省产品质量监督检验院 、中石化(大连)石油化工研究院有限公司 、国能基石化工科技(上海)有限公司 、中航油(北京)机场航空油料有限责任公司质量管理中心 、广东省惠州市石油产品质量监督检验中心 、杭州钧度科技有限公司 。

　　本文件主要起草人 :赵玥 、常 春 艳 、谢 宗 畴 、赵 杰 、黄 怡 程 、白 雪 梅 、王 诗 语 、刘 慧 琴 、王 硕 、范 艳 璇 、牛小娟 、林秋雨 、苗博 、李铭 、任成龙 、高丙德 、徐华玲 、吴裕 。

　　本文件于 1964年首次发布 ,1981年第一次修订 ,本次为第二次修订 。

　　Ⅰ

　　GB/T 384—2025

　　烃类燃料热值的测定 氧弹量热计法

　　警示— 本文件涉及有危险的材料、设备和操作 ,并未指出所有可能的安全问题 。使用本文件的人员应具有正规实验室工作的实践经验 。使用者有责任采取适当的安全和健康措施 , 并保证符合国家有关法规规定的条件。

　　1 范围

　　本文件描述了以氧弹量热计测定烃类燃料总热值 、净热值和弹热值的方法 。

　　本文件适用于液体烃类燃料热值的测定 ,如 :汽油 、喷气燃料 、柴油 、生物燃料 、重油 、船用燃料油 、残渣燃料油等 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件 。

　　GB/T 4756

　　石油液体手工取样法

　　GB/T 11140

　　石油产品硫含量的测定 波长色散 X射线荧光光谱法

　　GB/T 17040

　　石油和石油产品中硫含量的测定 能量色散 X射线荧光光谱法

　　GB/T 27867

　　石油液体管线自动取样法

　　GB/T 34100

　　轻质烃及发动机燃料和其他油品中总硫含量的测定 紫外荧光法

　　NB/SH/T 0253

　　轻质石油产品中总硫含量的测定 电量法

　　NB/SH/T 0656

　　石油产品及润滑剂中碳 、氢 、氮的测定 元素分析仪法

　　NB/SH/T 0704

　　石油和石油产品中氮含量的测定 舟进样化学发光法

　　NB/SH/T 0842

　　轻质液体燃料中硫含量的测定 单波长色散 X射线荧光光谱法

　　NB/SH/T 6030

　　石油中间馏分油氢含量的测定 低分辨率脉冲核磁共振法

　　SH/T 0172 石油产品硫含量测定法(高温法)

　　SH/T 0689 轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测光法(紫外荧光法)

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　弹热值 bomb heatofcombustion

　　单位质量的试样在充有高压氧气 、恒定体积的弹式量热计内完全燃烧 ,其燃烧后的物质除水凝结为液态 ,氮的氧化物 、硫的氧化物溶解在水中生成硝酸 、硫酸 ,其余(氧气 、氮气 、二氧化碳)均为气态时所释放的热量 。

　　注 : 样品只含碳 、氢 、氧 、氮 、硫元素 ,试样及氧气的初始温度与产物的最终温度均为 25 ℃ 。

　　1

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　　3.2

　　总热值 grossheatofcombustion

　　单位质量的试样在充有高压氧气 、恒定体积的弹式量热计内完全燃烧 ,其燃烧后的物质组成为气态氧气 、氮气 、二氧化碳 、氮氧化物 、二氧化硫 ,而水则凝结成液态时所释放出的热量 。

　　注 : 液体燃料只计算碳 、氢 、氮 、氧和硫元素燃烧热 。

　　3.3

　　净热值 neatheatofcombustion

　　单位质量的试样在恒定压力下完全燃烧 ,其燃烧后的物质组成为气态氧气 、氮气 、二氧化碳 、氮氧化物 、二氧化硫 、水时所释放出的热量 。

　　3.4

　　能量当量 energy equivalent

　　水值 energy equivalentforwater

　　量热计系统温度上升 1 ℃需要的能量 。

　　注 : 单位为兆焦每摄氏度(MJ/℃) 。

　　4 原理

　　将已知质量的燃料置于密封的氧弹中 ,通入氧气并点火使其完全燃烧 ,根据燃烧前 、燃烧期间和燃烧后温度观测值计算得出弹热值 ,并对热传递(见 11. 1 或 11. 2)和热化学(见 11. 3. 2 和 11. 3. 3)进行适当的修正 。 总热值由弹热值减去硫酸形成热(见 11. 3. 4) 和硝酸形成热(见 11. 3. 5) 后得到 ,净热值由总热值减去水蒸气液化放 出 的 热 量 得 到 。 高 挥 发 性 样 品 使 用 压 敏 胶 带 或 明 胶 胶 囊/矿 物 油(以 下 简 称 “配件 ”)封样 。

　　5 试剂或材料

　　警示— 氧气强烈加速燃烧 。使用应符合附录 A 中 A. 1 要求。

　　警示—2,2,4-三甲基戊烷极易燃 。 吸入有害 。蒸气可能引起闪燃 。使用应符合 A.2 要求。

　　除另有说明 ,本文件中所使用试剂均为分析纯 ,试验用水为蒸馏水或去离子水 。

　　5. 1 苯甲酸标准样品:热值专用有证标准样品 。

　　5.2 2,2,4-三甲基戊烷(异辛烷)标准样品 :纯度不低于 99. 75% 。

　　5.3 明胶胶囊 。

　　5.4 矿物油 。

　　5.5 氧气 :其中不应含有氢气及其他易燃杂物 ,不应使用电解氧气 。 由液态空气生产的市售氧气无需净化即可使用 。

　　5.6 压敏胶带 :玻璃纸(赛璐珞)胶带 ,不含氯和硫 。

　　6 仪器设备

　　6. 1 手动仪器量热计小皿(小皿)示意图见附录 B 中图 B. 1。

　　6.2 等温式自动测试系统 :包括测试室 、氧弹 、量热计 、夹套 、温度计和附件设备要求应符合 B. 2。

　　注 : 能使用等温式自动量热计 。

　　6.3 点火线 :直径不大于 0. 2 mm 的镍铬合金 、铁丝 、铜线或其他点火线 ,截成长 60 mm~ 120 mm(视氧弹内附件结构及点火线系统而定)的等分线段 ,称量由 10根 ~ 15根组成的线束 , 以测定每一根金属

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　　GB/T 384—2025

　　线的质量 ; 自动仪器一般使用 100 mm 长点火线 。

　　6.4 氧 弹 、压 力 表 及 氧 气 连 接 管 : 根 据 需 要 经 静 水 压 检 查 , 每 年 不 少 于 1 次 ; 氧 弹 应 以 9. 81 MPa (100kg/cm2 )压力检验 。装压缩氧气用具的连接部分严禁涂润滑油脂 ,如氧弹及氧气连接仪器在试验或搬运时沾了润滑油或其他油类而显有油污 ,则应先用汽油小心洗涤 ,再用乙醇或乙醚洗涤 。

　　6.5 金属钳 。

　　6.6 吸液管 :1 mL。

　　6.7 秒表 。

　　6. 8 注射器 。

　　6.9 分析天平 :分度值为 0. 1 mg。

　　6. 10 常规天平 :负荷 5 kg,分度值为 0. 5 g。

　　6. 11 容量瓶 :1 000 mL和 2 000 mL。

　　6. 12 干燥器 :装有浓硫酸或五氧化二磷 。

　　6. 13 温度计 :铂电阻温度计 ,分辨力不低于 0. 001 ℃ ,短期重复性不超过 0. 01 ℃ ,6 个月内的长期漂移不应超过 0. 05 ℃ 。也可使用分度为 0. 01 ℃一般量热温度计或贝克曼温度计 ;应经国家计量机关做每1 ℃的检查 ,其校正误差不应大于 0. 005 ℃ 。

　　7 试验条件

　　进行弹热值测定的实验室满足以下条件 :

　　— 室温应保持相对稳定 ,试验期间室温变化不应超过 5 ℃ ;

　　— 室内应无强烈的空气对流 ,不应有强烈的热源 、冷源和风扇等设备 ,试验过程保持门窗紧闭 ;

　　— 试验仪器避免阳光直射 。

　　8 样品准备

　　8. 1 取样

　　按照 GB/T 4756或 GB/T 27867规定的方法取样 。含有易挥发组分的样品 ,应在测定前再打开装样容器 ,取出样品后应尽快分析 。

　　含蜡 、黏稠重质油品加热至 40 ℃ ~ 50 ℃ ,混合均匀后取样 。

　　8.2 过滤

　　一些燃料含有会降低热量值的水和颗粒物(灰分) 。如果需要测量清洁燃料的热值 ,可在测试前过滤样品去除游离水和不溶性灰分 。

　　8.3 称取样品质量估计

　　样品(包括所有附加燃料)的质量应控制在一定范围内 ,使其燃烧产生的温升等于 0. 9 g~ 1. 1 g 苯甲酸的温升 。

　　如果已知样品的近似燃烧热,可按公式(1)估算称样量 。

　　注 : 样品热值在 37 MJ/kg~ 44 MJ/kg范围内 ,取样量在 0. 71 g~ 0. 60 g之间 。

　　me = 26. 454/Qs … … … … … … … … … … ( 1 )

　　式中 :

　　me — 估计的称样量 ,单位为克(g) ;

　　26. 454— 取样量计算参数 ;

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　　GB/T 384—2025

　　Qs — 样品近似燃烧热,单位为兆焦每千克(MJ/kg) 。

　　8.4 小皿的准备

　　为避免小皿中残留物质影响测试 ,测定前可将小皿在 750 ℃ ± 5 ℃下煅烧 10 min, 冷却后称准至

　　0. 1 mg。

　　8.5 不挥发样品装样

　　测量不挥发样品(初馏点高于 180 ℃)时 ,称量试样质量准确至 0. 1 mg,记录为 m,单位为克(g) 。

　　8.6 高挥发性样品装样

　　8.6. 1 对于高挥发性液体 ,使用压敏胶带(按 8. 6. 2~ 8. 6. 3 执行) 或使用明胶胶囊/矿物油(按 8. 6. 4 执行)封闭 , 以减少轻组分挥发导致的热值损失 。

　　8.6.2 将一块压敏胶带盖在小皿顶部 ,用刀片修正边缘 ,并密封 。另取一条 3 mm × 12 mm 的胶带条对折 ,将一半胶带条黏在密封层中心 ,另一半用于之后密封针孔 。记录胶带质量 mp 。用镊子从天平上取下 。

　　8.6.3 注射器针头穿过压敏胶带条将试样注入小皿中 ,拔出针头后 ,用金属刮刀轻轻按压折边 。 重新称量 ,准确至 0. 1 mg,记录试样质量 m,单位为克(g) 。称量和灌装操作过程要小心 ,避免手指直接接触胶带或小皿 。将样品皿放在弧形电极下 ,调节点火线 ,使点火线的中心部分向下压在胶带条的中心 。

　　8.6.4 称量明胶胶囊的质量 ,记录为 mp 。将样品添加到胶囊中 ,重新称量 ,准确至 0. 1 mg,记录试样质量为 m,单位为克(g) 。为防止胶囊燃烧不良 , 可在胶囊上添加几滴矿物油 , 然后重新称量 。将样品皿放在弯曲的弧形电极中 ,调节点火线 ,使点火线的中心部分接触胶囊(和矿物油) 。胶囊应用镊子处理 。

　　8.7 高挥发性样品测量核查

　　使用 2,2,4-三甲基戊烷标准样品对高挥发性样品测量结果进行核查 ,若获得的结果与 2,2,4-三甲基戊烷标称值之差不大于方法的重复性 ,认为测量过程符合要求 。如果结果之差大于重复性 ,则需要更改处理试样的方式 。如果仍有偏差 ,按 10. 1测试 2,2,4-三甲基戊烷以确定高挥发性燃料测量系统的能量当量 。

　　9 试验步骤

　　9. 1 氧弹注水

　　向氧弹中注入 1. 0 mL蒸馏水 。

　　9.2 封闭氧弹

　　将装有试样的样品皿固定在氧弹电极的环上 ,使塞通过环的开 口 ,并将点火线的两端分别接在电极上 ,然后将氧弹拧紧 。

　　9.3 注入氧气

　　警示— 在用压缩氧气操作时 ,应遵守操作规程。

　　警示— 氧弹不可过充 。如果不慎引入氧弹的氧气超过 4. 0 MPa,则不应继续燃烧 。 可能会发生爆炸 ,氧弹可能会剧烈破裂 。拆下填充连接并以通常的方式排气 。丢弃试样 ,重新装样。

　　在测试样品和保险丝就位的情况下 ,在室温下缓慢充入氧气至 3. 0 MPa表压 。无需吹扫氧弹以去除截留的空气 。

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　　初始氧气压 力 控 制 在 2. 5 MPa~ 3. 5 MPa范 围 内 , 并 且 所 有 测 试(包 括 标 定) 都 应 在 相 同 压 力 下进行 。

　　9.4 量热计的水

　　9. 4. 1 在进行测定前 ,应将容器擦干 ,再将约 2000g蒸馏水倒入量热计中 ,称准至 0. 5 g,如果测量始终在同一温度范围下进行(温度变化在 5 ℃以内) ,水也可用容量瓶定量 。装入水的量应使氧弹浸没水中至进气阀门的锁紧螺母的 2/3处 。后续测量试样时 ,均应使用相同量的水 。

　　9.4.2 对能量当量约为 10. 2 kJ/℃的量热计 ,为确保最终温度略高于量热计夹套温度 ,称量前调整量热计水温低于夹套温度 1. 6 ℃ ~ 2. 0 ℃ 。也可选择较低的初始温度 ,使最终温度略低于夹套的温度 。所有测试(包括标定)在相同的温度条件下进行 。

　　9.5 仪器准备

　　将氧弹缓慢地沉入盛有水的量热容器中 ,避免水量损失 ,将导线接于氧弹电极上 ,盖好盖 ,然后开动搅拌器 。温度计及搅拌器不应接触氧弹及量热容器的 壁 。 温 度 计 感 温 部 件 中 心 位 于 氧 弹 高 度 的 1/2处 。搅拌器的搅拌部分不应露出水面 。设备平衡 5 min后开始量热试验 。

　　量热计搅拌器的转动速度应确保能迅速搅拌容器中的水 ,且不发生飞溅现象 ; 同时因搅拌而产生的温度升高 ,每 10 min不应超过 0. 01 ℃ 。垂直搅拌的转速不应小于 50 r/min;螺旋搅拌桨的转速不应小于 400 r/min。

　　引火时用低于 12V 的电压 。通电时间不应超过 1 s。 电路上宜串联指示灯 , 以便观察点火情况 ,在电路上的电压有很大波动时 ,量热计上的电源宜用直流电 。

　　9.6 温度记录

　　9.6. 1 手动法量热试验分为 3期 。

　　初期 :在试样燃烧 之 前 进 行 。 在 试 验 初 期 的 温 度 条 件 下 , 观 察 并 计 算 量 热 计 与 周 围 环 境 的 换 热作用 。

　　主期 :在此期间试样燃烧 , 向量热计传导热量 。

　　终期 :在主期后接着进行 ,在试验结束的温度条件下 ,观察并计算量热计与周围环境的换热作用 。

　　设备温度达到平衡后 ,记 下 试 验 的 初 期 温 度 , 开 始 初 期 读 温 , 每 分 钟 读 取 1 次 , 共 读 5 次 , 读 准 至0. 001 ℃ 。在读初期末次温度 时 , 通 上 电 流 , 然 后 进 行 主 期 读 温 , 再 进 行 终 期 读 温 , 每 0. 5 min读 取 1次 ,每次读数准确至 0. 001 ℃ 。

　　为了克服毛细管妨碍水银凸面的均匀上升 ,除主期温度迅速上升阶段外 ,应在每次读温之前开动温度计振动器振动或用末端套有橡皮管的细棒轻敲温度计 。

　　在主期阶段 , 当量热计中的水温不再上升 ,开始恒定或下降时的前一点作为主期的终点,主期一般约为 14个 0. 5 min。 紧接着为终期第 1 次 ,终期读数共 10次 。

　　9. 6.2 等温模式自动仪器温度读取每隔 1 min记录 1 次量热计温度 ,记录 5 min。在第 6分钟开始充电并记录时间和温度 ta 。将预期温升的 60%加到该温度上 ,并记录达到 60%点的时间 。 在快速上升期(4 min~ 5 min)之后 ,每隔 1 min记录 1 次温度 ,直至 5 min内读数保持不变为止 。

　　注 1: 使用一般量热温度计时 ,使用放大镜将所有读数(快速上升期间 的 读 数 除 外) 估 计 到 0. 002 ℃ ;使 用 贝 克 曼 温度计读数估计到 0. 001 ℃ ;使用 25 Ω 铂电 阻 温 度 计 读 数 估 计 到 0. 000 1 Ω。 在 读 数 前 用 铅 笔 轻 敲 液 体 温 度计 ,避免液体粘在毛细管壁上造成的误差 。

　　注 2: 当无法确定近似的预期上升时 ,温度达到总温度的 60%的时间能通过在燃烧和插值后(45 s、60 s、75 s、90 s、 105 s)记录温度来确定 。

　　9.6.3 读取温度的示值时 ,应使用放大 6倍 ~ 9倍及焦距 0. 5 m~ 1. 0 m 的短焦距视镜或双眼放大镜或

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　　GB/T 384—2025

　　双重放大镜 。此镜应固定在特殊的支架上 ,并能在垂直的支柱上自由移动 。 同时不改变水平位置 。不应将放大镜固定在温度计上 。

　　9.7 结束试验

　　9.7. 1 关上电动机 ,取出温度计 ,将氧弹从量热器中取出 ,缓慢地打开排气阀 ,并以均匀的速度放出弹中的气体 ,放气过程不少于 1 min。然后打开和取下氧弹的盖 ,检查氧弹内部燃烧是否完全 ,如发现有未燃烧的样品或油烟沉积物 ,则该试验作废 。

　　9.7.2 用蒸馏水洗涤氧弹内部 、小皿及排气阀 。

　　9. 8 点火线消耗

　　取出并测量未燃烧的点火线 ,从原长度中减去 ,差值记录为消耗的点火线 l,精确至 0. 1 mm。

　　9.9 氮含量分析

　　按 NB/SH/T 0704测定样品氮含量 。氮质量百分数表示为 wN 。

　　9. 10 硫含量分析

　　9. 10. 1 原 样 品 中 硫 含 量 超 过 0. 1% (质 量 分 数) 时 , 按 GB/T 34100、GB/T 11140、GB/T 17040、 NB/SH/T 0253、SH/T 0689或 NB/SH/T 0842测定样品中硫含量 , 当结果产生争议时 , 以 GB/T 34100为准 。

　　9. 10.2 原样品中硫含量超过 0. 22%(质量分数)时 ,按 9. 10. 1 或 SH/T 0172测定样品中硫含量 。

　　9. 10.3 硫质量百分数表示为 wS。

　　9. 11 氢含量分析

　　9. 11. 1 轻质石油产品及生物燃料氢含量按 NB/SH/T 6030测定 。无法取得测定结果时 ,可按经验公式(2)估算 :

　　wH = 1. 194Qd - 41. 4 … … … … … … … … … … ( 2 )

　　式中 :

　　wH — 氢质量分数 , % ;

　　1. 194,41. 4— 经验参数 ;

　　Qd — 试样的弹热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) 。

　　其中 ,试样的弹热值按公式(3)计算 :

　　Qd … … … … … … … … … … ( 3 )

　　Qd— 恒定体积下燃烧的弹热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　W — 量热计能量当量 ,单位为兆焦每摄氏度(MJ/℃)

　　e2 — 点火线修正值 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　e3 — 配件修正值 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　m — 试样质量 ,单位为克(g) 。

　　注 : 按经验公式计算生物燃料氢含量会产生较大误差 。

　　9. 11.2 重质石油产品氢含量按 NB/SH/T 0656测试 。无法取得测定结果时 ,可按经验公式(4)估算 :

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　　wH = 1. 122Qd - 37. 6 … … … … … … … … … … ( 4 )

　　式中 :

　　wH — 氢质量分数 , % ;

　　1. 122,37. 6— 经验参数 ;

　　Qd — 试样的弹热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) 。

　　9. 11.3 当结果产生争议时 , 以测量结果为准 。

　　10 量热计能量当量和配件燃烧热的确定

　　10. 1 量热计能量当量的确定

　　10. 1. 1 概要

　　采用在氧弹中燃烧一定质量的苯甲酸标准样品(5. 1) 或 2,2,4-三甲基戊烷标准样品(5. 2) ,测量由其燃烧所产生的热量而引起量热计温度变化的方法 ,确定量热计的能量当量 。量热计由量热容器及其中的水 、氧弹 、搅拌器及温度计等在浸入状态下组成 。

　　10. 1.2 要求

　　能量当量应取不少于 5 次测定结果的算术平均值 ,这些实验宜分散在 3 d 内进行 ,测试结果间的极差不应超过 42J/℃ 。测试使用 0. 9 g~ 1. 1 g 的苯甲酸标准样品(5. 1)或 0. 5 g~0. 6 g 2,2,4-三甲基戊烷标准样品(5. 2) 。

　　当每次量热计操作条件变更时(即在热值测定装置部分更换或修理后 、更换温度计后 、室内温度变动在 5 ℃以上时及将量热计移至其他处时) ,应重新进行测定 。在正常情况下 ,至少每 3个月测定 1 次 。

　　注 : 如果用 2,2,4-三甲基戊烷标准样品测定量热计能量当量 ,使用胶带或明胶胶囊(及矿物油)封装 , 以减少损失 。

　　10. 1.3 步骤

　　按第 9章的要求进行测试 ,每次测试独立进行 。

　　按 11. 1 或 11. 2进行温升修正 ,按 11. 3. 1 确定硝酸形成热修正值 ,按 11. 3. 2 确定点火线燃烧热修正值 ,按 11. 3. 3 确定配件燃烧热修正值 。

　　10. 1.4 计算

　　按公式(5)计算量热计能量当量 。

　　W

　　式中 :

　　W — 量热计能量当量 ,单位为兆焦每摄氏度(MJ/℃) ;

　　qstd — 苯甲酸标准样品或 2,2,4-三甲基戊烷标准样品的燃烧热(标准样品标称值) ,单位为焦耳每克(J/g) ;

　　mstd — 苯甲酸标准样品或 2,2,4-三甲基戊烷标准样品的质量 ,单位为克(g) ;

　　e1 — 空气硝酸生成热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　e2 — 点火线燃烧热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　e3 — 配件燃烧热修正 , 以苯甲酸测试此项为 0,单位为兆焦(MJ) ;

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) 。

　　结果修约到小数点后第二位 。

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　　10.2 配件燃烧热的确定

　　如果市售配件未提供燃烧热数据 ,使用约 1. 2 g压敏胶带或 0. 5 g 明胶胶囊/矿物油按第 10章步骤测量燃烧热,温升修正见 11. 1 或 11. 2,硝酸修正值的确定见 11. 3。按公式(6)计算配件的燃烧热 :

　　Qp = (t×W - e1 )/(mp/1000) … … … … … … … … … … ( 6 )

　　式中 :

　　Qp— 配件燃烧热,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　W — 量热计能量当量(即能量当量) ,单位为兆焦每摄氏度(MJ/℃) ;

　　e1 — 空气硝酸形成热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　mp— 配件质量 ,单位为克(g) 。

　　结果修约到小数点后第二位 。

　　在开始使用新的卷或批次时重新测定配件燃烧热,取 3 次结果平均值 。

　　11 试验数据处理

　　11. 1 手动法的温升修正

　　按公式(7)计算手动法的温升修正 :

　　t= (tn +h) - (t0 +h0 + Δt) … … … … … … … … … … ( 7 )

　　式中 :

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　tn — 主期的末次温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　h — 温度 tn 时温度计的修正数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　t0 — 主期的开始温度(即点火时的温度 ,也为初期的末次温度) ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　h0 — 温度 t0 时温度计的修正数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Δt— 量热计与周围环境的换热修正系数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　其中 ,量热计与周围环境的换热修正系数按公式(8)计算 :

　　Nf - Δ t2 × Ns … … … … … … … … … …

　　式中 :

　　Δt — 量热计与周围环境的热修正系数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Δt1 — 初期内每半分钟的温度平均变化 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Δt2 — 终期内每半分钟的温度平均变化 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　Nf — 主期中温度快速上升时的半分钟间隔数 ,其值根据附录 C 中表 C. 2 的数据确定 ;

　　Ns — 主期中温度上 升 较 慢 时 的 半 分 钟 间 隔 数 , 其 值 等 于 主 期 的 半 分 钟 总 间 隔 数 与 Nf值 之差 ,见表 1。

　　表 1 标准值对应的 Nf值

　　标准值(ts)

　　0. 50以下

　　0. 51~ 0. 64

　　0. 65~ 0. 73

　　0. 74~ 0. 82

　　0. 83~ 0. 91

　　0. 92~ 0. 95

　　0. 95以上

　　Nf值

　　9

　　8

　　7

　　6

　　5

　　4

　　3

　　注 : ts t0 为主期开始的温度(即初期的末次温度) ,t4 为主期中第四次温度 ,tn主期的末次温度 。

　　8

　　GB/T 384—2025

　　11.2 等温式自动量热计的温升修正

　　11.2. 1 按公式(9)计算等温夹套量热计中的温升 t对 9. 6. 2得到的结果进行修正 :

　　t=tc - ta - r1 (b- a) - r2 (c-b) … … … … … … … … … … ( 9 )

　　式中 :

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　ta — 经温度计误差修正后的燃烧初始温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　tc — 经温度计误差修正后的 c点温度 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　r1— 燃烧前 5 min温度上升速率 ;

　　b — 温度上升至总温升 60%的时间 ;

　　a — 燃烧时间 ;

　　r2— 到达 c点后 5 min温度上升速率 ,如果温度下降 ,r2 为负 , -r2 (c-b)为正 ;

　　c — (燃烧后)温度随时间变化速率恒定周期开始的时间 。

　　11.2.2 所有玻璃液体温度计都应按 B. 2. 4对温度计证书中给出的数据进行刻度误差修正 。

　　11.2.3 贝克曼温度计还需要进行“定位点 ”修正和露出液柱修正 ,按附录 C 中 C. 1. 2 和 C. 1. 3执行 。

　　11.2.4 如果所有试验(包括标准化)的温度都在 5. 5 ℃区间内 ,则量热计温度计可免做水银柱露出部分的修正 ,如果试验温度变化大于 5. 5 ℃ ,则所有试验(包括标定在内)的温升应进行水银柱露出部分的修正 ,见 B. 1. 1。

　　11.3 热化学修正

　　11.3. 1 测定量热计能量当量时 ,硝酸(来自空气)燃烧热修正 e1按公式(10)计算 :

　　e1 = 1. 5 × 10-9 qstd mstd … … … … … … … … … … ( 10 )

　　式中 :

　　e1 — 硝酸(来自空气)形成热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　1. 5×10-9 — 硝酸形成热修正系数 ;

　　qstd — 苯甲酸标准样品或 2,2,4-三甲基戊烷标准样品燃烧热(标准样品标称值) ,单位为焦耳每克(J/g) ;

　　mstd — 苯甲酸标准样品或 2,2,4-三甲基戊烷标准样品质量 ,单位为克(g) 。

　　11.3.2 点火线燃烧热修正 e2按公式(11)计算 :

　　e2 =al … … … … … … … … … … ( 11 )

　　式中 :

　　e2— 点火线燃烧热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　a — 点火线燃烧热修正系数 ,铁丝取 1. 13,镍铬合金取 0. 96;

　　l — 点火线长度 ,单位为毫米(mm) 。

　　11.3.3 配件燃烧热修正 e3按公式(12)计算 :

　　e3 =Qp mp … … … … … … … … … … ( 12 )

　　式中 :

　　e3 — 配件燃烧热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　Qp — 配件燃烧热修正系数 ;

　　mp — 配件质量 ,单位为克(g) 。

　　11.3.4 硫酸形成热修正 e4按公式(13)计算 :

　　9

　　GB/T 384—2025

　　e4 = 94. 2 × 10-6 wSm … … … … … … … … … … ( 13 )

　　式中 :

　　e4 — 硫酸形成热修正 ,单位为兆焦(MJ) 。

　　94. 2× 10- 6 — 硫酸形成热修正系数 ;

　　wS — 试样硫质量分数 , % ;

　　m — 试样质量 ,单位为克(g) 。

　　11.3.5 硝酸(来自试样和空气)形成热修正 e5按公式(14)计算 :

　　e5 = 0. 001 5Qd + 41. 3 × 10-6 wNm … … … … … … … … … … ( 14 )

　　式中 :

　　e5 — 硝酸(来自试样和空气)形成热修正 ,单位为兆焦(MJ) ;

　　Qd — 恒定体积下燃烧的弹热值 ,按公式(3)计算 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　41. 3×10-6 — 硝酸形成热修正系数 ;

　　wN — 试样氮质量分数 , % ;

　　m — 试样质量 ,单位为克(g) 。

　　11.4 总热值

　　按公式(15)计算总热值 :

　　Qg,v

　　式中 :

　　Qg,v — 恒定体积下的燃烧总热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　t — 温升修正 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　W — 量热计能量当量 ,单位为兆焦每摄氏度(MJ/℃)

　　e1 ,e2 ,e3 ,e4, e5 — 修正值(见 11. 3) ,单位为兆焦(MJ) ;

　　m — 试样质量 ,单位为克(g) 。

　　样品中硫含量小于 0. 1%(质量分数)时 ,硫酸形成热可忽略不计 ;样品中氮含量小于 0. 2%(质量分数)时 ,硝酸形成热可忽略不计 。

　　注 : 恒定压力下的燃料总热值(Qg,p)能通过 Qg,v +0. 006 145×wH 计算 。

　　11.5 净热值

　　恒定压力下的净热值可按公式(16)计算 。

　　Qn,p =Qg,v - 0. 212 2 × wH … … … … … … … … … … ( 16 )

　　式中 :

　　Qn,p — 恒定压力下的燃烧净热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　Qg,v — 恒定体积下的燃烧总热值 ,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　0. 212 2 — 每 1%氢生成水蒸气在凝结时放出的潜热,单位为兆焦每千克(MJ/kg) ;

　　wH — 试样的氢质量分数 , % 。

　　结果保留到小数点后第二位 。

　　12 精密度

　　12. 1 通则

　　实验室间研究在 7 家实验室 ,对 17个液体燃料样品进行测试 ,测试使用自动仪器 ,样品净热值范围

　　10

　　GB/T 384—2025

　　为 37. 5 MJ/kg~44. 0 MJ/kg。按 照 GB/T 6683. 1 给 出 的 方 法 对 测 试 结 果 进 行 统 计 分 析 。 按 12. 2 和

　　12. 3 中规定判断试验结果的可靠性(95%的置信水平) 。

　　注 : 以下精密度不适用于车用汽油 。

　　12.2 重复性

　　在同一实验室 , 由同一操作者使用相同设备 ,按照相同的方法 ,对同一试样连续测定的 2 个独立结果之差不超过 0. 10 MJ/kg。

　　12.3 再现性

　　在不同的实验室 , 由不同操作者使用不同的仪器 ,按照相同的方法 ,对同一试样测定的两个独立结果之差不超过 0. 38MJ/kg。

　　13 试验报告

　　试验报告至少应给出以下内容 :

　　— 装样方式 ;

　　— 取样量 ;

　　— 硝酸修正值 ;

　　— 硫元素含量 ;

　　— 氢元素含量 ;

　　— 试验温度 ;

　　— 能量当量 ;

　　— 总热值 ;

　　— 净热值 。

　　11

　　GB/T 384—2025

　　附 录 A

　　(规范性)

　　氧气和 2,2,4-三甲基戊烷的危险警示和使用要求

　　A. 1 氧气的使用注意以下方面 :

　　a) 氧气大幅加速燃烧 ;

　　b) 不应超过样本量限制 ;

　　c) 不应在调节器 、仪表或控制设备上使用油或润滑脂 ;

　　d) 仅与有氧气条件的设备一起使用 ,仔细清洗以去除油 、油脂和其他杂物 ;

　　e) 防止可燃物远离氧气和消除点火源 ;

　　f) 保持表面清洁 , 防止与氧气接触时,点火和/或爆炸 ;

　　g) 始终使用压力调节器 ,在打开气瓶阀前释放至常压 ;

　　h) 所有使用的设备和容器应适合氧气存在下使用 ;

　　i) 不可将氧气从接收氧气的气瓶转移到任何其他气瓶中 ;

　　j) 不可在气瓶中混合气体 ;

　　k) 避免掉落气瓶 ,确保锁始终固定 ;

　　l) 不使用时 ,保持气瓶阀关闭 ;

　　m) 打开气瓶阀时 ,应远离出 口 ;

　　n) 气瓶远离阳光和热量 ,气瓶远离腐蚀环境 ;

　　o) 不可使用没有标签的气瓶 ;

　　p) 不可使用有凹痕或损坏的气瓶 ;

　　q) 仅用于技术用途 ,请勿用于吸入 ;

　　r) 在通风良好的区域使用 。

　　A.2 2,2,4-三甲基戊烷的使用应注意以下方面 。

　　a) 极端易燃性警告 。 吸入有害 。蒸汽可能会导致闪火 。

　　b) 远离高温 、火花和明火 。

　　c) 保持容器关闭 。

　　d) 使用时应充分通风 。

　　e) 避免产生蒸汽积聚 ,消除所有点火源 ,使用防爆电器和加热器 。

　　f) 避免长时间吸入蒸汽或喷雾 。

　　g) 避免长时间或反复的皮肤接触 。

　　12

　　GB/T 384—2025

　　附 录 B

　　(规范性)

　　热值测试仪器

　　B. 1 手动仪器

　　B. 1. 1 设备及附件

　　手动法测定热值的量热计设备及附件 ,应满足热值测量的各项要求 。

　　B. 1.2 小皿

　　量热计小皿(以后简称小皿)由不锈钢制成 ,尺寸见图 B. 1。在氧弹电极的环上应留一开 口 , 以固定量热计小皿于环上 。

　　单位为毫米

　　图 B. 1 量热计小皿示意图

　　B.2 自动仪器

　　B.2. 1 氧弹

　　氧弹的内部体积不大于 400mL。使用的全部材料应不受燃烧过程或产物影响 ,不会引入可以测量的热输入或引起最终产物的变化 。如果氧弹内衬有铂或金 ,则所有通路应密封 , 以防止燃烧产物影响基础金属 。在测试期间不应有气体泄漏 。 氧弹在室温下应能承受 9. 18 MPa的静压试验 , 而不引起任何部件超过其弹性极限 。

　　B.2.2 量热计

　　由带有氧弹 、搅拌器的容器和其中浸氧弹的水组成 。量热计容器由金属制成 ,铜或黄铜最佳 ,并涂油防褪光泽的涂层 ,全部表面经过高度抛光 ,其大小应保证在量热计装配时氧弹能完全浸入水中 。应采用均匀速度彻底搅拌水 ,但有最小的热量输入 。连续搅拌对于 10 min,从量热计 、房间和夹套的相同温度开始 ,将量热计的温度升高不超过 0. 01 ℃ 。 陶瓷的浸没部分应通过一种低导热材料与外部连接 。

　　B.2.3 夹套

　　量热计应完全封闭在搅拌水套内 ,并加以支撑 ,使其侧面 、顶部和底部距离护套壁约 10 mm。 护套可以设置在基本温度不变 。构造应使所有从护套中蒸发出来的水不会在量热计上凝结 。

　　B.2.4 温度计

　　量热计和夹套中的温度通过以下温度计或其组合进行测量 。

　　13

　　GB/T 384—2025

　　a) 刻度杆 、玻璃液体 、氧弹量热计温度计 ,每个温度计在整个刻度范围的精度测试间隔不应大于

　　2. 0 ℃ 。每个测试点的修正值应分别报告至 0. 002 ℃ 。

　　b) 贝克曼差动温度计 ,读数范围 6 ℃以上 。精度测试间隔不应大于 1 ℃ ,并报告每个测试点的修正值至 0. 001 ℃ 。

　　c) 量热式铂电阻温度计 ,25 Ω。

　　B.2.5 温度计附件

　　为了读出玻璃中液体温度计的十分之一 ,需要一个放大镜 ,配有镜头和支架 , 以免对视差造成重大误差 。应配有能够测量 0. 000 1 Ω 电阻的惠斯通桥和电阻热计 。

　　B.2.6 计时装置

　　与等温夹套量热计一起使用 ,需要一种测量时间为 1 s 的秒表或其他计时装置 。

　　B.2.7 样品支架

　　非挥发性样品应在铂(首选) 、石英或合格碱金属合金的开放式小皿中燃烧 。若碱金属合金小皿经过几次初步的点火试验后 ,质量在各次试验之间没有显著变化 ,则可使用 。

　　B.2. 8 点火线

　　使用长 100 mm 的铁丝或镍铬合金电阻线 。也可选择其他长度 ,在所有测试中 ,包括标准化测试中使用相同的长度 。为使点火能量小且可重复 ,可使用铅线 。

　　B.2.9 点火电路

　　点火时需要 6 V~ 16V交流或直流电 , 电路中的电流表或指示灯指示电流何时流动 。 可使用连接到 115V、50 Hz/60 Hz 照明电路的降压变压器 。信号电路开关应为瞬时接触式 ,使用时常开 。

　　B.2. 10 氧气净化装置

　　由液化空气产生的商用氧气一般无需净化即可使用 。可燃杂质可以通过在约 500 ℃的氧化铜(氧化铜)上从氧气中去除 。

　　14

　　GB/T 384—2025

　　附 录 C

　　(规范性)

　　温度计修正和化学修正

　　C. 1 温度计修正

　　C. 1. 1 棒状量热计温度计水银柱露出部分的刻度误差修正按公式(C. 1)计算 :

　　D1 = k(tc -ta)(ta + tc - L -T) … … … … … … … … … … ( C. 1 )

　　式中 :

　　k— 水银在玻璃中的刻度误差膨胀系数为 0. 000 16;

　　tc — 最终温度读数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　ta — 初始温度读数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　L— 温度计浸入部分的读数 ,单位为摄氏度( ℃) ;

　　T— 水银柱露出部分的平均温度 ,单位为摄氏度( ℃) 。

　　C. 1.2 浸到零刻度处的贝克曼温度计的水银柱露出部分的刻度误差修正可按公式(C. 2)计算 :

　　D2 = k(tc -ta)(S+ ta + tc -T) … … … … … … … … … … ( C. 2 )

　　式中 :

　　S— 温度计的定位点(零点读数温度) 。

　　C. 1.3 贝克曼温度计的定位点修正可按公式(C. 3)计算 :

　　D3 = f × (tc -ta) … … … … … … … … … … ( C. 3 )

　　式中 :

　　f— 修正系数 ,见表 C. 1。

　　表 C. 1 修正系数

　　定位点

　　15

　　20

　　25

　　30

　　35

　　40

　　修正系数

　　-0. 001 5

　　0. 000 0

　　0. 001 5

　　0. 002 9

　　0. 004 3

　　0. 005 6

　　C.2 化学热修正

　　C.2. 1 测定能量当量时 ,氧弹中残留氮气形成硝酸的形成热按 0. 001 5倍苯甲酸燃烧热估计 。

　　C.2.2 点火线的燃烧热按以下计 :铁丝修正系数为 1. 13J/mm;镍铬合金修正系数为 0. 96J/mm。常用点火线热值见表 C. 2。

　　表 C.2 点火线热值

　　单位 :MJ/kg

　　点火线

　　燃烧热

　　铁丝

　　6. 70

　　铜镍锰合金丝

　　3. 24

　　镍铜合金丝

　　3. 14

　　铜丝

　　2. 51

　　15

　　GB/T 384—2025

　　表 C.2 点火线热值 (续)

　　点火线

　　燃烧热

　　镍铬合金丝

　　1. 40

　　铂丝

　　0. 42

　　注 : 各合金线直径不大于 0. 2 mm。

　　C.2.3 硫酸修正系数为 94. 2 J/g,基于假设 :0. 17 mol/L硫酸的燃烧热为 -301. 4 kJ/mol(恒定体积和3 MPa下) 。

　　注 : 5. 80 kJ/g的修正基于燃料油含有较多的硫 ,经验比例是硫含量 0. 8% ,碳氢含量 99. 2% 。修正值随着硫含量减小 ,但误差能接受 。如 果 一 个 0. 6 g 的 燃 料 油 样 品 在 一 个 含 有 1 mL 的 水 的 氧 弹 中 燃 烧 , 形 成 的 硫 酸 约 有0. 17 mol/L。

　　C.2.4 配件生成热按配件燃烧热与配件质量乘积计算 。

　　C.2.5 测试试样时 ,试样含氮生成硝酸修正系数为 41. 3 J/g,基于假设 :试验条件下 0. 1 mol/L硝酸的形成热为 57. 8 kJ/mol。氧弹残留氮气形成硝酸的形成热按 0. 001 2倍弹热值估计 。

　　C.2.6 配件燃烧热的修正按 10. 2 确定 ,假设燃烧完全 。

　　16

　　GB/T 384—2025

　　参 考 文 献

　　[1] GB/T 6683. 1 石油及相关产品 测量方法与结果精密度 第 1 部分 :试验方法精密度数据的确定

　　17