Теплофізичні властивості альтернативних робочих тіл для парокомпресорних холодильних машин (Експеримент, методи розрахунку)
Вантажиться...
Дата
2013
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика.
Дисертація присвячена комплексному експериментально-розрахунковому вивченню теплофізичних властивостей реальних робочих тіл (розчинів холодоагент/мастило - РХМ) для парокомпресорних холодильних машин. Наведено отримані експериментальні дані про: капілярну сталу, густину, показник заломлення, в’язкість, середню молярну масу й тиск пари на лінії кипіння дев’яти компресорних мастил; термічні властивості на лінії насичення й поверхневий натяг холодоагенту R245fa; фазові рівноваги, густину і капілярну сталу розчинів R600a/XMI Азмол, R600a/Reniso WF 15A, R245fa/Planetelf ACD 100FY, R410A/Reniso Triton SEZ 32 і триетиленгліколь/диметиловий ефір; калоричні властивості розчинів R600a/Reniso WF 15А; в’язкість розчинів R600a/XM1 Азмол, R600a/Reniso WF 15А і R245fa/Planetelf ACD 100FY; фазові рівноваги сумішевих холодоагентів R1270/R161, R170/R717 і R600a/R161. Експериментально вивчено селективну розчинність компонентів сумішевих холодоагентів у компресорних мастилах (досліджено системи R410A/Reniso Triton SEZ 32, R723/Mobil Gargoyle Arctic 300, R723/XA-30). Сформульовано основні методичні аспекти експериментальних досліджень теплофізичних властивостей РХМ. Установлено залежності між ортохором, ізінговими значеннями парахора й мольної рефракції, критичним мольним об’ємом, а також критичними амплітудами для різниці ортобаричних густин, поверхневого натягу й показника заломлення. У рамках концепції трифазної моделі парорідинної рівноваги розроблено методику визначення ефективного складу поверхневого шару РХМ. Розроблено нові методи прогнозування поверхневого натягу й в’язкості чистих, сумішевих холодоагентів і РХМ. Установлено аналітичну залежність між поверхневим натягом і тиском насиченої пари холодоагентів і РХМ. Наведено таблиці довідкових даних про теплофізичні властивості досліджених компресорних мастил і РХМ, діаграми тиск-ентальпія та в’язкість-тиск-температура вивчених реальних робочих тіл.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. Диссертация посвящена комплексному экспериментально-расчетному изучению теплофизических свойств реальных рабочих тел (растворов хладагент/масло - РХМ) для парокомпрессорных холодильных машин. Приведены полученные экспериментальные данные о: капиллярной постоянной, плотности, показателе преломления, вязкости, средней молярной массе и давлении паров на линии кипения компрессорных масел ХМИАзмол, ХС 15, ХС 40, PlanetelfACD 100 FY, RenisoWF15A, Mogul ONF 46, LunariaFR32, Castrol Icematic SW22 и Castrol Icematic SW32; термических свойствах на линии насыщения и поверхностном натяжении хладагента R245fa; фазовых равновесиях, плотности и капиллярной постоянной растворов R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15А, R245fa/Planetelf ACD 100FY, R410A/Reniso Triton SEZ 32 и триэтиленгликоль/диметиловый эфир; калорических свойствах растворов R600a/Reniso WF 15 А; вязкости растворов R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15А и R245fa/Planetelf ACD 100FY; фазовых равновесиях смесевых хладагентов R1270/R161, R170/R717, R600a/R161. Экспериментально изучена селективная растворимость компонентов смесевых хладагентов в компрессорных маслах (исследованы системы R410A/Reniso Triton SEZ 32, R723/Mobil Gargoyle Arctic 300, R723/XA-30). Сформулированы основные методические аспекты экспериментальных исследований теплофизических свойств РХМ. Предложена новая методика описания калорических свойств неассоциированных веществ, построенная на принципах скейлинга. Установлены зависимости между ортохором, изинговыми значениями парахора и мольной рефракции, критическим мольным объёмом, а также критическими амплитудами для разности ортобарических плотностей, поверхностного натяжения и показателя преломления. В рамках концепции трехфазной модели парожидкостного равновесия, основанной на модельных представлениях Гуггенгейма о поверхностном слое жидкой фазы, разработана методика определения эффективного состава поверхностного слоя РХМ. Разработаны новые методы прогнозирования поверхностного натяжения и вязкости чистых, смесевых хладагентов и РХМ, а также методика определения псевдокритических параметров РХМ. Показано, что мольный объем жидкой фазы н-алканов и их галогенопроизводных в интервале от критической температуры до температуры кристаллизации, наряду с мольным объемом переохлажденной жидкости, является структурно-аддитивной величиной. Установлена аналитическая зависимость между поверхностным натяжением и давлением насыщенных паров хладагентов и РХМ. Приведены таблицы справочных данных о теплофизических свойствах исследованных компрессорных масел и РХМ, диаграммы давление-энтальпия и вязкость-давление-температура изученных реальных рабочих тел. С использованием результатов проведенных экспериментальных измерений Р-Т-х свойств смесевых хладагентов R1270/R161, R170/R717 и R600a/RI61 установлено, что эти рабочие тела IV поколения обладают значительными преимуществами перед существующими хладагентами в определенных областях практических приложений. Полученные в диссертационной работе результаты: могут быть использованы при проектировании холодильного оборудования, моделировании процессов кипения в испарителе, для разработки мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности холодильной техники; позволяют корректно разработать методику экспериментального исследования теплофизических свойств сложных термодинамических систем и интерпретировать получаемые данные; расширяют существующую базу данных о свойствах технически важных веществ; позволяют моделировать температурные и концентрационные зависимости теплофизических свойств РХМ на основе ограниченной эмпирической информации при существенном сокращении необходимого объема экспериментальных исследований.
Thesis for doctor of Science degree by specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Thermal Engineering. Thesis is dedicated to the comprehensive experimental and calculation study of the thermal properties of the actual working fluids (refrigerant/oil solutions - ROS) for the vapor compression refrigerators. The experimental data on the capillary constant, density, refractive index, viscosity, average molar mass, vapor pressure on the boiling line of nine compressor oils, thermal properties on the saturation line and surface tension of refrigerant R245fa, phase equilibrium properties, density and capillary constant of R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15A, R245fa/Planetelf ACD 100FY, R410A/Reniso Triton SEZ 32 and triethylene glycol/ dimethyl ether mixtures, caloric properties of R600a/Reniso WF 15A mixtures, viscosity R600a/XMИ Aзмол, R600a/Reniso WF 15A H R245fa/PIanetelf ACD 100FY mixtures, phase equilibrium properties of refrigerant blends R1270/R161, R170/R717, R600a/R161 are given. Experimentally investigated the selective solubility of the components of the blend refrigerants in compressor oils (the following mixtures were studied R410A/Reniso Triton SEZ 32, R723/Mobil Gargoyle Arctic 300, R723/XA-30). The basic methodological aspects of experimental studies of thermal properties of refrigerant/oil solutions are formulated. The dependencies between orthochor, Isings value of parachor and molar refraction, critical molar volume and the critical amplitudes for the density difference between coexisting liquid and vapor phase, surface tension and refractive index. Developed a method for determining the effective composition of the surface layer of refrigerant/oil mixtures on the basis of three-phase model. Developed a new method for calculating of surface tension and viscosity of pure or mixed refrigerants and refrigerant/oil solutions. An analytical dependence between the surface tension and vapor pressure of refrigerants and refrigerant/oil solutions were created. The tables of reference data on the thermal properties of the investigated compressor oils and refrigerant/oil mixtures, the pressure-enthalpy and viscosity-pressure-temperature diagram are given for studied actual working fluids.
Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. Диссертация посвящена комплексному экспериментально-расчетному изучению теплофизических свойств реальных рабочих тел (растворов хладагент/масло - РХМ) для парокомпрессорных холодильных машин. Приведены полученные экспериментальные данные о: капиллярной постоянной, плотности, показателе преломления, вязкости, средней молярной массе и давлении паров на линии кипения компрессорных масел ХМИАзмол, ХС 15, ХС 40, PlanetelfACD 100 FY, RenisoWF15A, Mogul ONF 46, LunariaFR32, Castrol Icematic SW22 и Castrol Icematic SW32; термических свойствах на линии насыщения и поверхностном натяжении хладагента R245fa; фазовых равновесиях, плотности и капиллярной постоянной растворов R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15А, R245fa/Planetelf ACD 100FY, R410A/Reniso Triton SEZ 32 и триэтиленгликоль/диметиловый эфир; калорических свойствах растворов R600a/Reniso WF 15 А; вязкости растворов R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15А и R245fa/Planetelf ACD 100FY; фазовых равновесиях смесевых хладагентов R1270/R161, R170/R717, R600a/R161. Экспериментально изучена селективная растворимость компонентов смесевых хладагентов в компрессорных маслах (исследованы системы R410A/Reniso Triton SEZ 32, R723/Mobil Gargoyle Arctic 300, R723/XA-30). Сформулированы основные методические аспекты экспериментальных исследований теплофизических свойств РХМ. Предложена новая методика описания калорических свойств неассоциированных веществ, построенная на принципах скейлинга. Установлены зависимости между ортохором, изинговыми значениями парахора и мольной рефракции, критическим мольным объёмом, а также критическими амплитудами для разности ортобарических плотностей, поверхностного натяжения и показателя преломления. В рамках концепции трехфазной модели парожидкостного равновесия, основанной на модельных представлениях Гуггенгейма о поверхностном слое жидкой фазы, разработана методика определения эффективного состава поверхностного слоя РХМ. Разработаны новые методы прогнозирования поверхностного натяжения и вязкости чистых, смесевых хладагентов и РХМ, а также методика определения псевдокритических параметров РХМ. Показано, что мольный объем жидкой фазы н-алканов и их галогенопроизводных в интервале от критической температуры до температуры кристаллизации, наряду с мольным объемом переохлажденной жидкости, является структурно-аддитивной величиной. Установлена аналитическая зависимость между поверхностным натяжением и давлением насыщенных паров хладагентов и РХМ. Приведены таблицы справочных данных о теплофизических свойствах исследованных компрессорных масел и РХМ, диаграммы давление-энтальпия и вязкость-давление-температура изученных реальных рабочих тел. С использованием результатов проведенных экспериментальных измерений Р-Т-х свойств смесевых хладагентов R1270/R161, R170/R717 и R600a/RI61 установлено, что эти рабочие тела IV поколения обладают значительными преимуществами перед существующими хладагентами в определенных областях практических приложений. Полученные в диссертационной работе результаты: могут быть использованы при проектировании холодильного оборудования, моделировании процессов кипения в испарителе, для разработки мероприятий, направленных на повышение энергетической эффективности холодильной техники; позволяют корректно разработать методику экспериментального исследования теплофизических свойств сложных термодинамических систем и интерпретировать получаемые данные; расширяют существующую базу данных о свойствах технически важных веществ; позволяют моделировать температурные и концентрационные зависимости теплофизических свойств РХМ на основе ограниченной эмпирической информации при существенном сокращении необходимого объема экспериментальных исследований.
Thesis for doctor of Science degree by specialty 05.14.06 - Technical Thermophysics and Industrial Thermal Engineering. Thesis is dedicated to the comprehensive experimental and calculation study of the thermal properties of the actual working fluids (refrigerant/oil solutions - ROS) for the vapor compression refrigerators. The experimental data on the capillary constant, density, refractive index, viscosity, average molar mass, vapor pressure on the boiling line of nine compressor oils, thermal properties on the saturation line and surface tension of refrigerant R245fa, phase equilibrium properties, density and capillary constant of R600a/XMИ Азмол, R600a/Reniso WF 15A, R245fa/Planetelf ACD 100FY, R410A/Reniso Triton SEZ 32 and triethylene glycol/ dimethyl ether mixtures, caloric properties of R600a/Reniso WF 15A mixtures, viscosity R600a/XMИ Aзмол, R600a/Reniso WF 15A H R245fa/PIanetelf ACD 100FY mixtures, phase equilibrium properties of refrigerant blends R1270/R161, R170/R717, R600a/R161 are given. Experimentally investigated the selective solubility of the components of the blend refrigerants in compressor oils (the following mixtures were studied R410A/Reniso Triton SEZ 32, R723/Mobil Gargoyle Arctic 300, R723/XA-30). The basic methodological aspects of experimental studies of thermal properties of refrigerant/oil solutions are formulated. The dependencies between orthochor, Isings value of parachor and molar refraction, critical molar volume and the critical amplitudes for the density difference between coexisting liquid and vapor phase, surface tension and refractive index. Developed a method for determining the effective composition of the surface layer of refrigerant/oil mixtures on the basis of three-phase model. Developed a new method for calculating of surface tension and viscosity of pure or mixed refrigerants and refrigerant/oil solutions. An analytical dependence between the surface tension and vapor pressure of refrigerants and refrigerant/oil solutions were created. The tables of reference data on the thermal properties of the investigated compressor oils and refrigerant/oil mixtures, the pressure-enthalpy and viscosity-pressure-temperature diagram are given for studied actual working fluids.
Опис
Семенюк, Ю. В.
Теплофізичні властивості альтернативних робочих тіл для парокомпресорних холодильних машин (Експеримент, метод розрахунку) [Текст] : автореф. дис. ... д-ра техн. наук : спец. 05.14.06 "Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика / Семенюк Юрій Володимирович ; наук. кер. В. П. Желєзний ; Одес. нац. акад. харч. технологій. – Одеса : ОНАХТ, 2013. – 37 с.
Ключові слова
холодоагент, компресорне мастило, розчин холодоагент/мастило, експеримент, теплофізичні властивості, методи розрахунків, поверхневий шар, псевдокритичні параметри, парокомпресорна холодильна машина, хладагент, компрессорное масло, раствор хладагент/масло, эксперимент, теплофизические свойства, методы расчета, поверхностный слой, псевдокритические параметры, парокомпрессорная холодильная машина, refrigerant, compressor oil, refrigerant/oil solution, experiment, thermophysical properties, calculation methods, the surface layer, pseudocritical parameters, vapor compression refrigerators