制冷剂HFC32/HFC125/HFC152a的热力学性能分析

针对制冷剂HCFC22的替代问题，提出了一种适用于家用空调的新型混合制冷剂HFC32／HFC125／HFC152a．在制冷剂热物性计算软件REFPROP7．0的基础上，开发了制冷剂热物性的计算程序并计算得到了制冷剂HFC32／HFC125／HFC152a的压焓图．通过新混合制冷剂与R407C、R410A、HCFC22等空调制冷剂性能的计算比较，发现新工质不仅容积制冷量接近HCFC22，可以实现灌注式替代，而且制冷系数高于现有的这些空调工质，可以提高节能效率．同时，新工质的臭氧衰减指数为0和温室指数接近于0，可满足环保要求，尽管属于微弱可燃物质，但可以保证安全运行，是一种潜在的理想替代制冷剂．     

含HFC混合物的气液相平衡计算模型评价

含氢氟烃(HFC)混合物是一类很有前景的替代工质,其气液相平衡性质的准确描述非常重要.该文对23种有代表性的含HFC二元和4种三元混合工质,采用PR状态方程结合vdw混合规则及其改进形式,以及两种GE-EoS型混合规则进行了相平衡性质研究,详细分析了各模型对二元体系,以及应用于三元体系相平衡性质预测时的适用性.结果表明:简单的vdW混合规则对多种二元体系的计算精度较低,而SV、MHV1、WS混合规则均可准确再现各二元体系的相平衡性质.vdW、MHV1、WS混合规则结合优化得到的二元交互作用参数可以较好地用于文中三元体系的预测,SV混合规则对三元体系的适用性不佳.     

冰箱空调替代制冷剂的研究进展(下)

在对空调制冷剂HCFC22替代现状进行分析的基础上，着重讨论了西安交通大学在空调替代制冷剂包括HFCs混合工质、醚类及其混合物等方面的研究进展．通过对现有替代制冷剂的性能分析，并考虑环境安全性能，认为课题组提出的HFCs混合工质HFC32／HFC125／HFC152a作为家用空调器制冷剂具有非常明显的优点，是潜在的理想环保节能替代制冷剂．     

混合工质HFC152a/HCFC22压焓图及饱和性质表

根据现有的ＨＦＣ１５２ａ／ＨＣＦＣ２２的泡、露点实验数据,拟合出适用于计算其热力学性质的Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ方程的二元交相作用系数,并由此制作了混合工质ＨＦＣ１５２ａ／ＨＣＦＣ２２（质量分数为８５％／１５％）的压焓主饱和性质表,在以温度和压力的基准的饱和性质表中,列出了温度在－８０℃－１００℃,压力在１００ｋＰａ－３ＭＰａ之间,该混合工质的饱和热力性质,图和表所示的热力性质包括温度,压力,比     

HFC混合物二元交互作用系数的关联与推算

结合Peng-Robinson（PR）方程与已有的实验数据对氢氟烃混合物（HFCs）二元混合工质进行了气液平衡计算，关联得到相关体系的二元交互作用系数。在此基础上建立了二元混合物交互作用系数的推算模型，该模型能近似给出多种HFC任意二元混合的交互作用系数，由此交互作用系数计算的气液平衡压力误差一般在2％内，能满足工程需要。     

基于Lattice-Boltzmann方法的混合制冷剂粘度计算

以R32与R125为对比制冷剂工质,用基于Lattice-Boltzmann方法的新算法计算了混合制冷剂R410A与R407C的动力粘度.分析了误差,探讨了提高计算精度的方法,提出要选用合适的对比工质,考虑不同组分之间受力等措施来提高精度.结果表明:在选用合适的对比工质后,R410A的平均计算误差5.2%,最大误差7.0%;R407C的平均计算误差5.5%,最大误差8.0%.计算结果说明该方法可以对混合制冷剂动力粘度进行有效计算.     

氢氟烃(HFC)二元混合物表面张力测量

氢氟烃(HFC)混合物是长期性的制冷剂替代物,其表面张力数据对于制冷空调设备的设计计算必不可少。对HFC-32/125,HFC-32/134a,HFC-32/227ea,HFC-143a/227ea和HFC-143a/134a5种二元混合制冷剂的表面张力进行了实验研究,用毛细管内液面上升高差法(DCRM)精确测量了其253～333K的表面张力数据,温度和表面张力的最大不确定度分别为±10mK和±0.15mN.m-1。使用测量结果拟合得到了对应混合工质的表面张力关联式,并与目前已有的文献数据进行了比较。     

几种环保制冷剂爆炸极限实验研究与估算

通过实验研究提供了R125与6种HFC、HC制冷剂混合物的爆炸极限变化曲线图.建立了混合工质爆炸极限与临界抑爆浓度的计算模型;与爆炸极限曲线图相结合,对含有不可燃组元混合工质的爆炸极限进行较为准确的估算.结果可作为评价所研究混合工质的可燃性或指导爆炸极限测试的依据.     

多元含氮烷烃类混合工质迁移物性计算

采用基于对应态原理的混合工质迁移物性预测模型 ,对含氮烷烃类多元混合工质的粘度和导热系数进行了预测 .该模型通过引入混合规则 ,仅需输入混合工质各组分的分子量、偏心因子和临界参数即可预测混合工质的粘度和导热系数 .混合工质迁移物性表示为对比压力而不是对比密度的函数 ,可直接由温度、压力和混合物组成进行计算 ,简便可行 ,有效减少了密度对预测精度的影响 .应用于二元轻烃混合物及多元氮烃混合工质高压粘度的预测 ,平均绝对误差分别为 4 .1 3%和2 .1 3% ,二元混合物导热系数预测的平均绝对误差为 4 .4 7% .     

可替代R12的二元混合工质的理论与实验研究

HFCs被认为可以作为CFCs的长期替代工质，但使用HFCs会加剧温室效应，本文通过理论分析认为HFCs的温室效应完全可以通过提高此类工质的能效比来减弱，并筛选出几种有望替代R12的纯质及二元混合工质进行了理论分析和模拟计算，选择R134a和几种不同配比的R32／R134a二元混合工质进行了模拟冷水机组运行工况的制冷循环实验。结果表明一定配比的非共沸二元混合工质R32／R134a可以替代R12应用于冷水机组以及与冷水机组工况相娄似的中小型冷藏库．     

用HFC 32／HFC 125／HFC 134a替代HCFC 22的理论计算与分析

选用ＣＳＤ状态方程、合适的混合法则及其相互作用系数，对替代ＨＣＦＣ－２２的三元混合工质ＨＦＣ－３２／ＨＦＣ－１２５／ＨＦＣ－１３４ａ进行了热力性质计算误差分析表明计算结果达到一定的精度，在此基础上进行了理论循环计算、分析和比较．所有计算均编制程序在计算机上进行     

新型二元混合工质HFC32/HFO1234yf的热物性模型

在已有文献数据的基础上,优化了HFC32/HFO1234yf二元混合物相对应的交互系数和HFO1234yf适用于Peng-Robinson-Stryjek-Vera(PRSV)方程的纯物质特性参数,建立了用于该混合物的PRSV方程模型,并用该模型开发了二元混合物的热物性计算程序.比较实验数据发现,PRSV方程计算值的精度比PR方程有所提高.根据PRSV方程绘制了混合物饱和压力、温度随气液组成变化的关系图,并列出了定组成(0.3/0.7)时二元混合物饱和性质表,最后比较了不同混合比条件下混合物的潜热曲线.发现HFC32的添加有利于流体潜热的提高,考虑到GWP的因素,推荐了作为替代制冷剂时HFC32/HFO1234yf二元混合物所要满足的混合比范围为0.2/0.8~0.4/0.6.     

R410a制冷剂性能参数的显式快速计算模型Ⅰ. 饱和线方程

在Martin-Hou方程的基础上,提出了R410a制冷剂在饱和线的热力学性能参数和传输特性参数的显式快速计算模型.该模型不存在迭代,在保证较高计算精度的同时,可以保证模型的计算速度和稳定性.以热力学性能参数计算软件REFPROP 7的数据源作为原始数据,在饱和线（139.00~343.32 K）范围内,对R410a制冷剂的性能参数进行拟合,并将该模型的计算结果与REFPROP 7数据源进行对比.结果表明：所有快速计算模型的总平均误差均小于1.174%,最大误差小于13.218%;其计算速度比REFPROP 7提高了2~4个数量级.     

R410a制冷剂性能参数的显式快速计算模型 Ⅱ. 过 热 区 方 程

在Martin-Hou方程的基础上,提出了R410a制冷剂在过热区（压力4~4 355 kPa,过热度0~100 K）的热力学性能参数和传输特性参数的计算模型,以REFPROP 7的数据源作为原始数据,在过热区范围内对R410a制冷剂的热力学性能参数进行拟合,并将该模型的计算结果与REFPROP 7数据源进行对比.结果表明,所提出的显式计算模型的平均误差小于1.24%,最大误差小于14.30%,计算速度比REFPROP 7提高了2~4个数量级.     

三元混合工质在空调循环中替代HCFC22研究

提出了ＨＣＦＣ２２的三元替代物ＨＦＣ３２／ＨＦＣ１４３ａ／ＨＦＣ１３４ａ和ＨＦＣ３２／ＨＦＣ１２５／ＨＦＣ１５２ａ,标准空调工况下的理论制冷循环性能分析表明两物系在推荐组成下均与ＨＣＦＣ２２相近的热力学性质和循环性能,具有在空调循环中替代ＨＣＦＣ２２的潜力。     

HFC-227ea热力学物性的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟算法研究了七氟丙烷 (HF C-2 2 7ea)的热力学物性。通过将 HFC-2 2 7ea作为极性的两质点 L ennard-Jones流体处理建立了相应的势能模型。利用等温等压系综 +测试粒子 (NPT+ Test Particle)算法对 HF C-2 2 7ea的气液相平衡性质、过冷液和过热蒸气性质进行了模拟。模拟结果与美国国家标准研究所 (NIST)的数据库的最大相对偏差分别在 1.3 % (单相区 )和 1.6% (气液平衡区 )以内 ,表明该模拟方法已可用于物性的预测和工程实际     

液体膜态沸腾自然对流变物性影响

提出了液体沿竖壁二维稳态膜态沸腾自然对流变物性影响问题的控制方程相似变换模式，提出了汽、液耦合边界层平面流场的无因次速度分量，全面考虑了汽、液两相边界层诸变物性及相关物理因素的合影响，提出了关于传热理论公式，提出了关于传热理论公式，揭示了主要影响因素，通过数值计算，获得了与传热有关的数值解。     

制冷工质HFC-134a热物理性质参数计算

分析了制冷工质HFC-134a的粘性、导热性和表面张力的热物理性质参数方程不同计算方法，经对比选出了较为精确的一组参数方程．经验证，在一般制冷空调工程的实用工作温度和压力范围内，该组参数方程有良好的计算精度，可应用于工程设计．     

制冷剂过冷区热力性质的快速计算

提出制冷剂过冷区热力性质的隐式拟合模型,给出了制冷剂过冷区热力性质的隐式拟合、显式计算方法.该方法能够保证制冷剂热力性质计算的可逆性,同时由于不存在迭代,保证了热力性质计算的高速性和绝对稳定性.以REFPROP 6.01的计算结果作为数据源,以环保工质R410A和R407C为例对该模型作了验证.计算与对比结果表明,应用所提出模型得到的快速计算公式的计算速度比REFPROP 6.01程序的计算速度提高了3个数量级,且能保证在常用的制冷空调工况范围内的最大计算偏差小于0.49%,而平均计算偏差小于0.09%.