R143a气相黏度的实验研究

采用振动盘黏度计对制冷剂R143a的气相黏度进行了实验研究,温度范围为299～338 K、压力范围为0.1～2.69MPa,黏度测量的不确定度为±2.0%.利用得到的实验数据,拟合了R143a的气相黏度方程,黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.20%,最大偏差为0.97%,可以满足工程应用.     

制冷剂及其混合物黏度的计算

本文在收集了制冷剂R11、R12、1%13、R22、R23、R32、R13B1、R113、R114、R123、R124、R125、R134a、R141b、R142b、R143a、R152a、R227ea、R236ea、R236fa、R245ca、R245fa、R1234yf、R1234ze及其二元和三元混合物黏度数据的基础上,结合自由体积理论和混合法则建立了一种可以计算制冷剂及其混合物黏度的推算模型。对于纯质制冷剂的黏度,模型预测值与实验值之间的相对偏差绝对平均值小于1.5%,最大相对偏差绝对值小于3.1%。对于制冷剂二元和三元混合物的黏度,模型预测值与实验值之间的相对偏差绝对平均值小于3.6%,最大相对偏差绝对值小于7.5%。     

二元制冷剂R134a+DME在温度范围(253.15~273.15)K的汽液相平衡研究

本文采用汽液双循环法测量了新型环保制冷剂R134a+DME在(253.15~273.15)K时的汽液相平衡数据。所测实验数据采用PR+LCVM+Wilson模型进行了关联,汽相组分的平均绝对误差绝对值为0.0043,最大绝对误差绝对值为0.0222;体系压力的平均相对误差绝对值为0.65%,最大相对误差绝对值为1.05%。关联结果和实验数据一致性较好,说明此模型能很好地描述该体系在实验条件下的汽液相平衡数据。从实验结果发现,R134a+DME是一种共沸制冷剂,处于共沸点时R134a摩尔组分0.4左右,而且该混合物在整体组分变化范围内的温度滑移也非常小。     

R161/R134a混合物液相黏度和表面张力的实验研究

采用表面光散射法,对R161/R134a混合物的液相黏度和表面张力进行了实验研究,温度范围为293~368 K。将混合物的黏度和表面张力关联成组分和温度的函数,黏度实验值与拟合方程最大偏差为1.67%,平均绝对偏差为0.90%,表面张力实验值与拟合方程最大偏差为0.25 mN·m~(-1),平均绝对偏差为0.08 mN·m~(-1)。本文工作为R161/R134a混合制冷剂的研究提供可靠的热物性数据。     

HFC类二元混合制冷剂气相黏度预测

根据Vesovic-Wakeham理论,预测了10种HFC类二元混合制冷剂的气相黏度,所研究的混合制冷剂包括R32/R125、R32/R134a、R32/R143a、R32/R152a、R125/R134a、R125/R143a、R125/R152a、R134a/R143a、R134a/R152a和R143a/R152a,温度范围为298.15～423.15 K,压力范围为0.1～8.85 MPa,结果表明,黏度预测值具有较高的精度,可以满足工程应用的实际要求。     

高温高压水比定压热容的实验测量

本文基于流动型量热法建立了一套适用于测量高温高压下比定压热容的实验系统,通过改进传统流动型量热器的管路布置及合理的系统结构设计,使该系统温度、压力适用范围为:293~673 K、0.1~30 MPa。该实验系统温度、压力、比定压热容的测量不确定度分别小于土0.05 K、士13 kPa、:±0.98%。为了验证实验系统的测量精度和可靠性,测量了温度为296~313 K、压力为0.1~6 MPa范围内纯水的比定压热容,与文献值的相对偏差小于1%。本文还对温度在355~666K、压力在1~23 MPa范围内的高温高压水的比定压热容进行了测量。     

基于直接吸收光谱测量气体的压强

基于直接吸收光谱技术测量了气体压强.通过控制炉内气体的温度和压力,分别在温度为600K,700K,800K,900K条件下,测得不同设定点的压强,并与压力传感器的测量结果进行对比与分析.结果表明:实验测量值与压力传感器测量值具有良好的一致性,在压强设定点为2.5×104 Pa处有最大相对偏差7%,在压强点5.8×104 Pa处有最小相对偏差1.1%,平均相对偏差为3.1%.     

R134a/R125混合物制冷剂性能研究

基于制冷剂的气液相平衡特性,建立了R134a/R125混合制冷剂二元体系模型,对其物性进行了分析。建立了蒸气压缩式制冷系统仿真模型,对混合制冷剂的循环工况和性能进行了对比研究。通过物性分析及性能对比,得到了不同比例混合制冷剂的饱和曲线和导热系数的变化趋势。对于R134a/R125非共沸混合制冷剂,在0.1 MPa压力下混合质量比为0.5/0.5时,温度滑移达到最大5.33℃。R134a/R125混合制冷剂的液相导热系数低于R134a,且随着温度的升高而减小;气相导热系数的变化趋势与液相相反。当蒸发温度较低时,制冷剂R134a在蒸发器中为负压,对系统不利,采用混合制冷剂R134a/R125(0.9/0.1)可改善这一状况,虽然COP略低于R134a系统,但可获得比R134a更低的制冷温度,且系统运行更稳定。研究结果为R134a/R125混合制冷剂的应用提供数据。     

R600a／矿物冷冻油混合物表面张力

本文利用新改进的表面张力实验系统对R600a／矿物冷冻油混合物的表面张力进行了实验研究,其中R600a的质量分数分别为O．95、0．90和0．85,温度范围为253．15-333．15K。实验结果表明,随着含油量的增加,R600a／矿物冷冻油的表面张力逐渐减小,矿物油的存在对纯质制冷剂的表面张力有比较明显的影响。     

三元混合制冷剂R290+R600a+N2汽液相平衡实验研究

在氢气液化工艺中,预冷循环是重要的一环,其中混合制冷剂(mixed refrigerant,MR)预冷循环是单位能耗比较低的,故对MR性能的优化显得尤为重要.为此利用液相单相循环法搭建汽液相平衡(Vapor-liquid equilibrium,VLE)实验系统,研究了R290+R600a+N₂三元体系的VLE性质,在273.15 K～323.15 K的温度范围内,对三元混合工质R290+R600a+N₂进行实验研究,并获得18组实验数据.同时使用Peng-Pobinson-Stryjek-Vera (PRSV)状态方程结合van der Waals(vd W)混合法则对R290+R600a、R290+N₂、R600a+N₂三组二元体系的VLE文献数据进行了拟合计算,得到二元交互作用系数,拟合结果与文献数据吻合良好.以此为基础,推算该三元体系的VLE性质.最后将实验数据与计算结果对比表明,体系压力平均相对偏差AARDp为0.85%,系统组分R290、R600a和N₂的气相平均绝...     

R23跨临界循环最优高压侧压力分析

跨临界热泵循环在大温差加热时具有显著优势。为了寻求更高效的跨临界热泵循环,对R23跨临界热泵循环进行了理论分析,计算了压缩机排气压力对系统性能的影响。计算结果表明,R23热泵系统存在最优高压侧压力,最优高压侧压力与制冷剂气冷器出口温度、蒸发温度、过热度都有关系,其中以制冷剂气冷器出口温度对最优高压侧压力影响最大。以制冷剂气冷器出口温度为自变量,利用多项式函数对最优高压侧压力进行了拟合,拟合的最大相对误差为-3.14%,平均相对偏差为1.22%。结果可以为R23跨临界热泵系统的设计和控制提供理论参考。     

基于主成分回归的温度分布反演研究

多谱辐射测温是一种非接触温度测量方法,目前常用的多谱辐射测温只能反演出一个近似温度值,而无法给出实际的温度分布。针对此问题,基于普朗克定律,采用主成分回归算法,以强激光毁伤靶材温度测量为例,在脉冲能量为34.2 J的激光入射条件下,从热辐射谱中反演出近似温度值为2 700 K,拟合相对偏差为0.5%,当温度分布范围为2 600～2 800 K时,拟合相对偏差减小为0.13%,减小了温度反演偏差。首次给出了基于主成分回归方法的温度分布反演,提高了非接触式温度测量的表征精度。     

新型双蒸发制冷系统制冷剂的研究

研究了喷射器内部流体流动过程,应用质量守恒、动量守恒、能量守恒对两相喷射器建立了热力学模型,分析了不同制冷剂对新型双蒸发制冷系统性能的影响。计算结果表明:新型双蒸发系统中,当蒸发和冷凝温度相同时,R152a的性能系数高于其他4种制冷剂,R143a的喷射系数、喷射器的压缩效率、制冷量和性能系数提高率均高于其他4种制冷剂;当蒸发温度不变时,性能系数提高率随着冷凝温度的升高而降低,冷凝温度为30℃时,制冷剂为R143a,性能系数提高率达20%。     

制冷剂氟乙烷(R161)临界参数实验研究

临界参数是流体非常基础而重要的热物理性质。临界参数在涉及能源、化工、制药、环境等领域的科学研究和工程计算中有着广泛的应用。目前使用的部分制冷剂拥有较高的ODP和GWP,会逐渐被淘汰.因此,寻找新的替代物和替代方案是一项非常重要的任务。在替代物研究中,临界参数作为制冷剂的基础热物性,是首先要开展的研究.本文实验测量了R600a临界参数,用于检验实验装置的准确度和可靠性。结果表明,R600a的临界温度偏差为0.168 K,临界密度的相对误差为3.5%。在此基础上,测量了R161的临界温度、临界密度和临界压力,为替代制冷剂的研究提供了最基础的临界参数数据.     

不同制冷剂用于双回路耦合冰箱性能研究

本文对R134a、R290、R600a及R600等四种制冷剂用于双回路耦合制冷系统的性能进行模拟计算。其中R600的当量性能系数最高、单位质量制冷量最大而容积制冷量最小;R600a排气温度最低;R290循环压比最小。对由R290、R600及R600a组成的不同混合制冷剂进行模拟计算,当小端温差一定时,混合制冷剂当量性能系数高于纯质;当有效换热温差一定时,混合制冷剂R290/R600a当量性能系数与纯质R600相当,循环压比稍高于R290,最高排气温度低于所选纯质制冷剂.     

纳米材料对R134a／矿物油互溶性的影响

参照ASHRAE1990标准,本文设计了测量制冷剂／润滑油混合物互溶性的实验装置,通过观察法获得混合物的临界互溶温度。对R134a／矿物油、R134a／矿物油／纳米材料的互溶性进行了对比实验研究。结果表明,添加纳米材料,可以改善R134a和矿物油的互溶性。     

混合制冷剂HFC-134a+HFC-152a液相黏度实验研究

寻找替代制冷剂的过程需要对制冷剂的物性有充分的了解,黏度是最重要的物性之一。本文使用一种将翻转法升液和压力容器承压相结合的黏度测量实验装置,对混合制冷剂HFC-134a+HFC-152a(摩尔比为0.29:0.71)进行液相黏度测量实验研究,测量了278.15～333.15 K温度范围内的液相黏度数据。为了方便工程运用,采用四种形式的Andrade方程对实验数据进行拟合,其中三种仅表征温度与黏度的关系,其余一种同时考虑了温度和压力对黏度影响。结果表明,由后者所得的关联式精度最高,平均绝对误差(AAD)和最大绝对误差(MAD)分别为0.495%和1.050%。此外,仅考虑温度的影响时,在Andrade方程中加入非线性修正对关联式的精度影响不大。     

R22、R134a在五级自动复叠制冷系统中的应用比较研究

对于多级自动复叠制冷系统,混合制冷剂的选取和组分配比具有很大的影响作用。分别采用R22/R23/R14/R740/R728和R134a/R23/R14/R740/R728两组混合制冷剂应用于五级自动复叠系统,对系统高温级制冷剂R22与R134a进行理论分析和对比实验研究,研究结果表明采用R134a更能有效控制系统排气温度,获取了更低的制冷温度。     

HFC-161混合物作为HCFC-22替代制冷剂的实验研究

本文提出了以HFC-161混合物作为HCFC-22的新型替代制冷剂(HFC-161/125/32,15/42.5/42.5wt%),并在设计使用R410A的压缩机性能测试台上,进行了该混合制冷剂与R410A在若干工况下的性能对比实验.实验结果表明,该新制冷剂的COP略高于R410A,而排气温度略低于R410A.与R410A相比,该新制冷剂的蒸发压力和冷凝压力均低约10%,制冷量和压缩机功耗分别下降4.3%和4.8%.该混合制冷剂物性环境性能良好,ODP为零,GWP值小于R410A.可作为HCFC-22的较为理想的替代制冷剂之一.     

R1234yf热泵系统的能量和(火用)分析

低GWP值制冷剂R1234yf作为R134a较为理想的替代品而备受关注,该研究针对R1234yf热泵系统建立了能量和分析方程,分析了蒸发温度对系统COP、压缩机压比和损的影响。结果表明:R134a系统的制冷COP高于R1234yf系统1.07%-2.06%,制热COP高1.05%-1.74%,同时随着压比的不断升高,压缩机不可逆损失增大。现有的R134a系统不需作较大调整,可选用R1234yf替代。