RP5喷气燃料饱和蒸汽压的测定及关联

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(中国舰船研究设计中心，武汉 430064)

为了满足水面舰船作战能力的需要，舰舶上都装有大量RP5喷气燃料等易燃易爆的危险物品。RP5喷气燃料容易挥发，其挥发的油气与空气混合形成可燃性气体，当气体达到一定浓度时，遇明火就会引起燃烧和爆炸。

饱和蒸汽压是可燃物的重要理化特性之一[1]，目前还没有RP5喷气燃料饱和蒸汽压的公开报道，作者对RP5喷气燃料在温度为283～353 K范围内的蒸汽压进行了测定，并运用Antoine方程对实验数据进行了拟合，这些蒸汽压数据对RP5喷气燃料安全性措施的形成具有积极的意义。

1 实验装置与过程

实验采用的高精度汽液相平衡装置见图1[2]。

图1 实验装置原理

试验时，关闭进气活塞，打开抽气活塞，启动真空泵抽气，使试样球与U形管之间空间内的空气呈气泡状，通过U形管中的液体而逐出。抽至气泡成串上窜，关闭抽气活塞，维持慢沸腾3～4 min，以排除试样球中的空气(使试样球与U形管之间空间内为液体燃料蒸汽)。然后小心开启进气活塞，缓缓充入空气，直至U形管两臂的液面等高为止，记录温度及压力数据。改变系统温度后，重复上述操作过程，得到不同温度下RP5喷气燃料饱和蒸汽压数据，见表1。

表1 饱和蒸汽压计算数据pcal与实验pexp结果的对比

2 实验结果与分析

2.1 Antoine方程参数的回归

在温度范围为10～80 ℃内，测量了RP5喷气燃料的饱和蒸汽压实验数据。至今，已经有很多种关联饱和蒸汽压实验数据的方程被提出来，它们大都是把压力关联成温度的函数。其中，以Antoine方程[3]最为常用，它具有温度适用范围广，关联精度高，使用参数较少等优点。根据实验数据，首先拟合了如下的Antoine饱和蒸汽压方程。

式中:p——压力，kPa；

T——热力学温度，K。

将Antoine方程通过数学变换成二元线性方程，回归出RP5喷气燃料的Antoine方程参数中的A、B、C参数，见表2，拟合曲线见图2。

表2 RP5喷气燃料的Antoine方程回归参数

图2 RP5喷气燃料饱和蒸汽压实验数据的p-T图

数据的线性相关度R2=0.998，符合蒸汽压与温度关系的热力学规律。

将参数A、B、C代入Antoine方程，利用拟合得到的Antoine方程计算得到的各温度下的RP5喷气燃料的蒸汽压见表1，计算出饱和蒸汽压并与实验数据进行比较，结果见表1，其最大相对误差为0.96%，可见利用RP5喷气燃料的Antoine方程计算得到的饱和蒸汽压数据基本满足工程设计要求。

4 结束语

测定了RP5喷气燃料在温度为283～353 K范围内的蒸汽压数据，并用Antoine方程进行了关联，得到RP5喷气燃料在283～353 K范围内的Antoine方程。 实验值与Antoine方程计算值的相对误差均小于l%，所得的Antoine方程能很好地描述RP5喷气燃料的饱和蒸气压。

[1] 余国保，李廷勋，郭开华,等.新型低温气液相平衡实验系统调试与验证[J].低温与超导，2008，36(8)：13-17.

[2] GJB 560A—1997 高闪点喷气燃料[S].北京：国防科学技术出版社，1997.

[3] 《化学工程手册》编辑委员会.化学工程手册[M].北京：化学工业出版社，1989.