泡露点直接观察法及其在R22/R142b混合工质中的应用

一、前言 R22/R142b作为CFC_s的替代工质和有节能潜力的工质而受到重视,但已发表的PVI_x试验数据尚少。为了补充在低温区R22/R142b的实验数据,拓宽原有PVT_x试验台的应用范围,本文采用了透明试料容器和高精度恒温槽,用直接观察法测得了温度在282.61K～302.38K范围内,摩尔成分为0.6/0.4的R22/R142b四组不同比容的泡、露点及其附近的PVT_x数据。     

R22/R142b和R152a/R142b混合工质在348K下的汽液平衡

一、引言 R22/R142b及R152a/R142b都是氟氯烃(CFCs)的潜在替代工质,其热力学性质研究已引起了广泛重视。有关混合工质的PVT性质及低温相平衡数据已有报道。为了补充较高温度下的相平衡数据,本文采用高压汽液平衡装置,测定了R22/R142b和R152a/R142b在348K时的汽液平衡数据。     

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.     

R152a-DMF体系汽液相平衡研究

本文通过静态法高压汽液相平衡装置测定了温度293.15～353.15 K,压力0.1～2.1 MPa条件下R152a-DMF体系的汽液相平衡数据。采用逸度系数法中的PR、SRK状态方程,活度系数法中的NRTL、Wilson模型分别对该体系的汽液相平衡实验数据进行了关联计算,结果表明,Wilson模型能更好地描述该体系在实验温度、压力下的汽液相平衡数据。     

制冷剂R22临界参数及其汽液共存曲线的测定

用观察法测定了R22临界区内38点实验数据,并确定其临界参数为:T_c=369.33±0.01K,ρ_c=521±10kg/m~3和p_c=4.990±0.0072MPa,最后还分析讨论了R22的汽液共存曲线。 一、实验原理和设备 临界参数用下列方法确定。1.用直接观察汽液相界面消失和临界乳光现象来确定临界温度T_c和临界密度ρ_c。实验证明,对于汽液平衡系统可以通过调节温度使汽液相界面出现或消失。当流体试样密度ρ<ρ_c时,随着温度上升汽液相界面向下移动,液相消     

R32/R290混合制冷剂用于热泵热水器系统循环性能分析

在热泵热水器名义工况下,基于换热器中传热窄点温差的限制,对R32/R290二元混合制冷剂在不同质量配比下热泵循环系统特性进行了热力学计算分析。结果表明,相同工作条件下,混合制冷剂R32/R290的最优质量配比为16/84,系统制热性能系数COPh为4.644,较R22系统提高了6.7%,分别比纯质的R32和R290系统高出3.2%和16.8%;在最优质量配比下,系统冷凝压力为2.308MPa,系统压比为2.793,压缩机排气温度为71.88℃。     

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...     

R410A和R22在水平内螺纹管内冷凝性能的实验研究

实验研究了环保替代制冷工质R410A和R22在冷凝温度40℃时在内螺纹强化管(外径为9.52mm)内的冷凝换热特性,对二者的冷凝换热性能进行了对比,并研究了测试管外冷却水流量对换热系数的影响。结果表明:在管外冷却水流量相同时,R22的总换热系数K普遍比R410a小,而管内传热系数hr比R410A大。R22与R410A的总传热系数K均随管外冷却水流量的增加而增加,当制冷剂流量Gm大于300kg.s-1.m-2时,管外冷却水流量对总传热系数K的影响变小。     

R125/R600a二元混合物的热力学性质

基于制冷剂物性计算软件NIST REFPROP 7.0及R125/R600a气液相平衡实验数据,使用MBWR状态方程结合Lemmon-Jacobsen混合物模型,对R125/R600a(50/50 mass%)混合替代工质的热力学性质进行了计算,并制作给出了其压焓图(p-h)、温熵图(T-s)和比定压热容图(c<,p>-T)及饱和性质表.最后理论计算分析了其空调制冷工况的性能,结果表明该混合工质具有与R22相当的压缩比和COP值,比R22较低的排气温度和较高的单位质量制冷量.     

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。     

R32/PAG润滑油体系的黏度和质扩散系数实验研究

本文采用光散射法对R32/PAG润滑油混合体系的动力黏度和质扩散系数进行了实验研究,温度范围从293.15?353.15 K,压力范围从0.09?1.26 MPa,共计获得16个数据点.R32/PAG体系的表面波散射特性属于过阻尼区,当温度一定时,R32/PAG混合物的黏度随着R32所占比例的升高而减小.本文黏度、质扩...     

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。     

R1234ze和R22在微细通道中流动凝结换热的实验研究

实验研究了R1234ze、R22在细圆管中的流动凝结换热特性。实验圆管内径为1.085 mm,方管为0.952 mm。R22的质量流率为200~1200 kg/(m~2·s),R1234ze的为200~800 kg/(m~2·s),饱和温度为40℃与50℃。实验结果表明,高质量流率时R22在较高干度下换热系数随干度增加缓慢或略有下降,R1234ze的随干度变化有较明显的线性性质。相同条件下R1234ze的凝结换热系数高于R22的。对比实验结果与现有关联式的预测结果,其中,Wang等关联式(2002)对实验数据预测偏差在21%之内,Kim等关联式(2013)对实验数据预测偏差在19%之内。     

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。     

利用乙醇音速计算其它热力学性质

光散射法音速测量的适用温度范围较广,且有时高温比定压热容相对于密度而言更容易获得实验数据.基于此,提出了一个由较高温度比定压热容推算得到较高温度密度的迭代算法.以乙醇为例,利用高温热力学性质推算模型得到298.15～418.15 K、1.0 MPa下乙醇的密度,与Schroeder状态方程的计算结果进行对比,二者的平均绝对相对偏差为0.0119％,最大偏差为0.0298％.此外,沿1.0 MPa等压线测量了298.45～423.02 K温度范围内乙醇的液相音速,测量的拓展相对不确定度为0.9％(置信因子取2).与Schroeder状态方程相比,298.15～418.15K、1.0～9.0 MPa下乙醇密度和比定压热容计算值的平均相对偏差分别为0.0072％和0.0067％,最大偏差分别为0.0298％和0.0290％.可以看出,高温热力学性质推算模型的密度计算精度与实验测量精度相当.     

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。     

在低温和强磁场下使用的热敏电阻温度计

本文报道了用Co-Ni-Ba-O_2合成的氧化物半导体材料制成的热敏电阻温度计。使用温区为2.8—100K,电阻从几十千欧姆光滑地变化到几十欧姆。相对灵敏度[—dR/dT×1/R]从4.2 K的60％/K左右变化到100 K的1.5％/K左右,达到了实用要求。此温度计的特点是可在强磁场下使用,在4.2 K、7T情况下,磁阻引起的温度变化为1.5～2.0％。温度计的磁阻变化可套用经验公式100×△R/R=c_1H~2/(1+c_2H~2)×T~(-1.5)。当温度不变时(T=4.2K),磁场引起的电阻变化与此公式相符。当磁场不变,磁阻随温度的升高而减小。     

一种热泵循环工质与R22的可用能对比分析

目前在制冷、热泵系统中广泛使用的循环工质R22由于具有较大的GWP值和ODP值,所以终将被淘汰。针对工质R22的替代研究,本文提出了一种新型的非共沸混合工质R290／R600a／R123(50％／10％／40％),并在小型试验台上做了热泵工况的试验分析。将该工质在各工况下的试验结论与相应工况下R22的试验结论进行对比分析后发现该工质的可用能分析优于R22的研究结论。     

甲醇专用状态方程的研究

本文在广泛搜集现有文献中甲醇各项热物性实验数据的基础上,开发出以Helmholtz自由能为显式、以温度密度为自变量的新的甲醇状态方程。该方程可适用于温度在176~710 K,压力不高于5000 MPa,密度不大于70 mol/I的区间。方程计算饱和液密度的不确定度在430 K以下为0.4%,430 K以上为0.6%。方程计算密度的不确定度在压0.1MPa以下区域为1%,100 MPa以上区域为3%,0.1 MPa与100 MPa之间为5%,而靠近临界点处达到10%。力程计算饱和蒸汽压的不确定度为2%。经分析,方程趋势合理,这表明方程在极高或极低的温度和压力下具有合理的外推性。     

新型混合制冷剂R744/R152a的热力学性能评价

针对CO_2(R744)制冷剂在制冷系统中压力过高,效率较低的缺点,现有人工制冷剂环保性差,即将被淘汰等问题,提出了用于改良CO_2制冷剂的混合制冷剂R744/R152a。使用ASPEN HYSYS建立了仿真系统,并通过仿真结果确定了新型制冷剂的最优配比,为R744/R152a:0.875/0.125,通过进一步的仿真分析,发现新型混合制冷剂的COP、制热量、制冷量都有很大提升,排气压力与CO_2相比降低了1.6—1.8MPa,对CO_2制冷剂的应用与发展提供了新的思路。