甲醇汽油相对介电常数的试验研究
滑海宁;史本伟;邱坤
【摘 要】对甲醇汽油的相对介电常数进行试验研究,分析甲醇汽油相对介电常数随甲醇汽油中甲醇的体积分数、甲醇汽油调配过程中所用基础油以及温度的变化关系.结果表明:甲醇汽油的相对介电常数随甲醇汽油中甲醇体积分数的增加而增大(增大呈先缓、后急、再缓的趋势);当甲醇汽油中甲醇的体积分数低于15％时,甲醇汽油相对介电常数受温度影响很小;当甲醇的体积分数大于15％时,甲醇汽油相对介电常数随温度升高而增大;不同生产厂家生产的同型号基础油对甲醇汽油的相对介电常数影响甚小.
【期刊名称】《山东交通学院学报》
【年(卷),期】2016(024)001
【总页数】4页(P12-15)
【关键词】甲醇汽油;相对介电常数;甲醇体积分数;温度
【作 者】滑海宁;史本伟;邱坤
【作者单位】长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064;长安大学汽车学院,陕西西安710064
【正文语种】中 文
【中图分类】可乐热量高吗TE626.21
甲醇的理化特性与车用汽油十分接近，将甲醇按不同比例添加到车用汽油中可以制成不同甲醇含量的甲醇汽油[1-4]。实际推广应用中发现，发动机燃用含少量甲醇的汽油时，发动机燃料供给系统无需进行任何改动[5-8]；发动机燃用含较多甲醇的汽油时，需加装灵活燃料控制器以调整喷油量，避免因混合气过稀而导致发动机使用性能下降[9-11]。
在灵活燃料控制器中设置甲醇燃料识别系统，使其能在发动机起动之前检测油箱内甲醇汽油中甲醇的含量，并将该甲醇含量转变成灵活燃料控制器ECU能识别的参数信号，ECU经过运算处理后，发出控制指令，将灵活燃料控制器调至对应挡位，从而改变喷油量，对提高甲醇汽油发动机的使用性能、加速甲醇汽油推广具有重要的理论意义和现实价值。
目前测定甲醇汽油中甲醇含量的主要方法有：气相色谱法、水相快速检测法、近红外光谱法和中红外光谱法[12-17]。上述检测方法虽然都能够准确测定甲醇汽油中的甲醇含量，但仍停留在实验室测试阶段，无法实现实时在线检测，不能满足车载甲醇燃料识别系统的使用要求。
研究发现，甲醇与车用汽油的介电常数和电导率存在较大差异[18-19]，室温时，车用汽油的介电常数和电导率分别为1.80～2.05和10-14～5×10-11 s/m，甲醇的介电常数和电导率分别为33.6和3×10-8 s/m，车用汽油的电导率与甲醇相差甚远，因此电导率是识别汽油中甲醇含量的理想参数。但由于车用汽油电导率变化范围过大，在车用甲醇汽油调配过程中容易因油的组分的变化而导致识别结果发生较大偏差，因此，不宜用车用甲醇汽油的电导率识别甲醇含量。因甲醇与车用汽油的介电常数相差较大，且车用汽油的介电常数随自身组分变化范围较小，故介电常数是区分车用甲醇汽油中不同甲醇含量的理想参数。本文通过试验，分析不同因素对甲醇汽油相对介电常数的影响。
1.1 试验装置
校长的英文
1)自制耐醇电容传感器。主要参数：长方形极板的板长、宽分别为100、50 mm，电极厚
度为0.05 mm，极板间距为10 mm。
2)HG2612B型电容测量分选仪。测量范围为0.01～0.10 pF，测量精度为0.1%，测量频率为120～104 Hz。
3)恒温实验箱。恒温温控范围-70～150 ℃。
1.2 试验试剂
finis中国石油化工集团公司(简称中石化)生产的92#、93#汽油；中国石油天然气集团公司(简称中石油)生产的92#、93#汽油；甲醇为分析纯。
1.3 试验方法
分别以中石化92#、93#汽油和中石油92#、93#汽油为基础油，添加不同量的甲醇，调配成含有不同甲醇体积分数的M0、M5、M10、M15、M20、M25、M30、M35、M45、M55、M65、M75、M85、M95和M100(数字为甲醇汽油中甲醇的体积分数，M0为汽油，M100为甲醇)的甲醇汽油。然后将调配好的甲醇汽油放置到恒温实验箱内，调节恒温实验
箱的温度。待油样温度达到设定值后，依次取出油样，将自制电容传感器放置到油样中，用电容测定仪测定自制电容传感器的电容，再按电容与相对介电常数之间的计算公式换算出试验条件下油样的相对介电常数。
2.1 甲醇的体积分数对甲醇汽油相对介电常数的影响
试验温度为15 ℃时，甲醇汽油相对介电常数随甲醇体积分数的变化关系如图1所示。从图1中可以看出：在温度恒定的情况下，甲醇汽油的相对介电常数随甲醇汽油中甲醇的体积分数的增加而增大。当甲醇的体积分数小于10%时，随甲醇体积分数的增加，甲醇汽油的相对介电常数增大不明显；当甲醇的体积分数为10%～30%时，随甲醇的体积分数的增加，甲醇汽油的相对介电常数迅速增大；当甲醇的体积分数超过30%时，随甲醇的体积分数的增加，甲醇汽油的相对介电常数增大趋势变缓。这一变化趋势同文献[20]得到的乙醇汽油的介电常数随乙醇汽油中乙醇的体积分数的变化规律吻合。五年级作文范文
2.2 基础油对甲醇汽油相对介电常数的影响
在室温条件下，甲醇汽油相对介电常数与甲醇汽油调配过程中所用基础油的对应关系如表1
所示。由表1可知，在不同厂家生产的同型号基础油中加入等量的甲醇，所得甲醇的体积分数相同的甲醇汽油的相对介电常数十分接近，即不同生产厂家生产的同型号基础油对甲醇汽油的相对介电常数影响非常小。
2.3 试验温度对甲醇汽油相对介电常数的影响
不同温度下，甲醇汽油相对介电常数随甲醇汽油中甲醇的体积分数的变化关系如图2所示。由图2可以看出：当甲醇汽油中甲醇的体积分数低于15%时，甲醇汽油相对介电常数受温度影响很小；当甲醇的体积分数大于15%时，甲醇汽油相对介电常数随温度升高而增大，且随着甲醇的体积分数的增加，甲醇汽油相对介电常数受温度影响越来越明显。另外，甲醇汽油相对介电常数随甲醇的体积分数的变化趋势并没有随温度升高或降低而发生变化。
介电常数是区分车用甲醇汽油中甲醇含量的理想参数。通过试验分析不同因素对甲醇汽油相对介电常数的影响，结果表明：
布渣叶1)甲醇汽油的相对介电常数随甲醇汽油中甲醇的体积分数的增加而增大；随着甲醇的体积分数的增加，甲醇汽油相对介电常数受温度影响越来越大，当甲醇汽油中甲醇的体积分数
低于15%时，甲醇汽油相对介电常数受温度影响很小，当甲醇的体积分数大于15%时，甲醇汽油相对介电常数随温度升高而增大。
2)选择中石油92#、93#汽油与中石化92#、93#汽油作为基础油，在同型号基础油中加入等量的甲醇，所得甲醇的体积分数相同的甲醇汽油的相对介电常数相差甚小。
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