PR方程结合vdW混合法则推算二元及三元HFC/HC混合工质

以PR方程结合vdW混合法则,利用建立的二元相互作用系数kij差值关联模型,对11组二元HFC/HC混合工质及5组三元HFC/HC混合工质（HFC32 / HFC125 / HFC134a,HC290 / HC600a / HFC32,HFC125 / HFC143a / HFC134a,HFC32 / HC290 / HFC227ea,HFC32 / HFC125 / HC290）气液相平衡性质进行了推算,并与文献实验数据比较,对压力计算的平均相对偏差分别为2.225%、8.317%、1.433%、0.403%、1.71%,对气相组分计算的平均绝对偏差分别为0.0086、0.0132、0.0054、0.0071、0.0089。结果表明该方法可用于推算二元及三元HFC/HC混合工质气液相平衡性质。     

CO2混合工质的气液相平衡的混合规则对比与预测研究

CO₂混合工质兼顾高效和环境友好的特点,在新一代热功转化循环中受到广泛关注。混合工质气液相平衡性质是循环分析与计算的基础。为了提高CO₂混合工质气液相平衡数据的计算精度,采用PR状态方程结合三种混合规则（vdW、MHV1、WS）,对7种CO₂+HFCs/HFOs及4种CO₂+HCs混合工质的气液相平衡性质进行了计算。结果表明,对CO₂+HCs混合工质,vdW混合规则可达较好的结果;对CO₂+HFCs/HFOs混合工质,在亚临界区三者计算精度相近,但在超临界区,WS混合规则对计算精度提升明显。最后,提出了一种差值模型预测CO₂混合工质气液相平衡性质,预测的AARD(p)值为2.03%,AAD(y)值为0.0120,预测精度较高。     

混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡分析

制冷剂的选取不仅要考虑保护臭氧层,而且也要考虑降低温室效应,开发新型的制冷剂必须要研究制冷剂的热物性。文中基于真实溶剂似导体屏蔽(COSMO-RS)模型,即依据量子化学计算信息和统计热力学理论进行物质的热物性预测。采用COSMO-RS模型研究三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)的气液相平衡性质,并将模拟结果与实验数据进行对比分析,结果表明:三元混合制冷剂(R600a+R152a+R134)气液相平衡时压力的相对误差绝对值最大为7%,组分1(R600a)的气相摩尔相对误差绝对值能够控制在12%以内。组分2(R152a)气相摩尔相对误差绝对值最大为7%。所以模拟数据与实验数据有很好的一致性,同时证明了COSMO-RS模型可用于计算三元混合制冷剂的气液相平衡性质。     

强非共沸工质R134a/R23/R14汽液相平衡和压焓图的构建及应用

基于PR状态方程,分模块模拟计算了三级自动复叠制冷系统中R134a/R23/R14三元混合工质的热物理特性参数,得到非共沸混合工质的汽液平衡数据、两相组分,并利用干度计算焓熵值,构建了典型配比下混合工质的压焓图和汽液相平衡图。二元R134a/R23和R32/R134a混合工质的泡点压力和气相组分的计算值与实验测试值的误差分别小于1.3%、1.2%和1.0%、2.4%;三元R32/R125/R134a混合工质95%的计算值与实验值的偏差在±5%之内,表明该模型能满足工程计算需要。利用理论模型,结合实验系统,对R134a/R23/R14三级自动复叠制冷系统进行详细的组分等热物性分析,并在空间压焓图上进行了详细表述。     

R32+R1234yf+R1234ze（E）混合制冷剂气液相平衡实验研究

基于液相循环法搭建的气液相平衡实验装置,在263.15~323.15 K温度范围内,实验测量了R32+R1234yf和R1234yf+R1234ze（E）二元混合物以及R32+R1234yf+R1234ze（E）三元混合物的气液相平衡数据,利用PRSV状态方程结合WS混合法则和NRTL活度系数模型进行关联拟合,获得二元混合工质的交互参数,并在其基础上预测了三元混合工质气液相平衡性质。计算结果与实验数据对比表明,二元体系R32+R1234yf和R1234yf+R1234ze（E）的压力平均绝对偏差分别为0.71%和0.20%,气相摩尔分数平均绝对偏差均约为0.0016,三元体系R32+R1234yf+R1234ze（E）的压力平均绝对偏差为0.82%,系统组分R32和R1234yf的气相摩尔分数平均绝对偏差均约为0.007。     

RE170、RE170/R227ea与矿物油的互溶性评价

随着制冷剂R22逐步淘汰, RE170、RE170/R227ea新型环保制冷剂有应用前景, 其和润滑油能否互溶直接影响制冷系统的使用效果。根据标准SH/T 0699-2000建立了一套制冷剂和润滑油的互溶性测试系统, 对RE170、RE170/R227ea和矿物油的互溶性进行了试验研究。结果表明:RE170的矿物油溶液在含油率为10%~60%时, 当温度低至-50℃时没有出现分层或絮状物, 二者互溶性非常好;混合制冷剂RE170/R227ea的矿物油溶液在含油率为14.6%±0.5%的基准情况下, 当R227ea的质量分数在35%~60%变动时RE170/R227ea和矿物油的低温两相分离温度随R227ea含量增加而上升, 当R227ea质量分数低于38%时混合制冷剂和矿物油在-50℃时仍能良好互溶, 当R227ea质量分数超过55%时混合制冷剂和矿物油在室温下已经不能互溶。最后, 结合经验公式法和溶解度参数法提出了新的评价方法来评价纯制冷剂及二元混合制冷剂和矿物油的互溶性。     

含R1234yf混合工质汽液相平衡的混合规则评估与预测研究

含R1234yf混合工质具有系统性能优良且对环境友好的特点,在当前制冷剂迭代中受到了广泛关注。汽液相平衡性质是混合工质的基础热物理性质,其理论计算至关重要。为提高含R1234yf混合工质汽液相平衡数据的计算精度,选取PR状态方程结合vdW、WS、MHV1三种混合规则和NRTL活度系数模型评估了16种含R1234yf二元混合工质的汽液相平衡性质。结果表明,WS混合规则和MHV1混合规则计算性能优于vdW混合规则;vdW混合规则对大多数混合工质计算性能较好。最后提出一种预测模型预测含R1234yf混合工质汽液相平衡性质,预测的相对压力偏差值为0.49%,气相摩尔分数绝对偏差值为0.0031,预测偏差满足工程应用。     

低温余热驱动的ORC-VCR系统性能分析

建立低温余热驱动的有机朗肯循环耦合蒸汽压缩制冷循环系统(ORC-VCR)模型,为获取最高总系统制冷系数,在固定冷凝器露点温度及发生器和蒸发器泡点温度的条件下,对6种纯工质(R245fa,R227ea,R600,R600a,R1234yf,R134a)及2种非共沸混合工质(R227ea/R600a,R245fa/R600)的热力循环特性进行分析;同时分析了发生温度、冷凝温度及蒸发温度对子系统工质质量流量比及总系统制冷系数的影响。结果表明:在相同操作条件下,非共沸混合工质的总系统制冷系数优于纯工质。非共沸混合工质在某一组成下,滑移温度和总系统制冷系数均达到最高。在其他温度条件不变时,纯工质及非共沸混合工质的子系统工质质量流量比及总系统制冷系数均会随着发生温度及蒸发温度的升高而增大,随着冷凝温度的升高而减小。     

含HFO二元混合工质汽液相平衡性质研究

为了提高环保替代混合制冷工质相平衡数据的计算精度,文中收集了公开发表的7种HFOs/HFCs及6种HFOs/HCs 2类二元混合工质的气液相平衡性质实验数据,分别采用PR方程+VDW混合法则、PR方程+MHV1混合法则+Wilson模型对2类混合工质的气液相平衡性质进行了非线性优化,结果表明:对于HFOs/HFCs,PR+MHV1+Wilson模型计算值与实验结果的压力平均相对偏差为0. 28%,汽相组分的平均绝对偏差为0. 003 5,PR+VDW模型的结果分别为0. 30%和0. 003 6;对于HFOs/HCs,PR+MHV1+Wilson模型计算值与实验结果的压力平均相对偏差为0. 25%,汽相组分的平均绝对偏差为0. 003 7,PR+VDW模型的结果分别为0. 55%和0. 004 8。可见:相比于PR+VDW模型,PR+MHV1+Wilson模型对HFOs/HFCs混合工质的汽液相平衡性质计算精度提升有限,对HFOs/HCs类工质则可显著提升计算精度。     

吸收式工质对R152a+DMETrEG的汽液相平衡特性

R152a（ODP=0,GWP=124）对环境友好,热力性能完善,而吸收剂三乙二醇二甲醚（DMETrEG）沸点较高,毒性较弱,对较多制冷剂都有很好的溶解能力。因此,R152a与DMETrEG的二元混合物是一种具有潜在应用价值的吸收制冷工质对。采用气液双循环法,实验研究了R152a+DMETrEG在293.15~353.15 K温度范围内的汽液相平衡特性;分别采用NRTL模型和Wilson模型对测得的汽液相平衡（VLE）数据关联对比。实验结果与关联结果具有良好的一致性,NRTL模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.80%,而Wilson模型拟合计算结果与实验结果的平均相对偏差为1.83%。当混合溶液中R152a摩尔分数大于0.8时,R152a活度系数接近1,混合溶液可近似视为理想溶液。     

用变阱宽方阱链流体状态方程模拟离子液体相行为

An equation of state (EOS) for square-well chain fluids with variable range (SWCF-VR) developed based on statistical mechanics for chemical association was employed for the calculations of pressure-volume-temperature (pVT) and phase equilibrium of pure ionic liquids (ILs) and their mixtures. The new molecular parameters for 23 ILs were obtained by fitting their experimental density data over a wide temperature and pressure ranges. The molecular parameters of ILs composed of homologous organic cation and an identical anion such as [Cxmim][NTf2] are good linear with respect to their molecular weight, indicating that the molecular pa-rameters of homologous substances, subsequently pVT and vapor-liquid equilibria vapor-liquid equilibria (VLE) can be predicted using the generalized parameter when no experimental data were available. The new set of parameters were satisfactorily used for calculations of the property of solvent and ILs mixture and the solubility of gas in various ILs at low pressure only using one tem-perature-independent binary interaction parameter.     

Phase equilibrium in acetone-water-mesityl oxide-diacetone alcohol four-component system

The liquid-vapor equilibrium is measured for acetone-mesityl oxide, acetone-diacetone alcohol, and mesityl oxide-diacetone alcohol binary systems and for three ternary systems. Activity coefficients for these systems are found. The binary interaction parameters of the NRTL equation for the components of a given reaction mixture are calculated from experimental data using the PRO/II SimSci software package. The vapor-liquid equilibrium is modeled and an analysis of the phase diagram is presented.     

DMF的力场构建及乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡模拟

采用量子化学和Gibbs系综Monte Carlo模拟相结合的方法,对TraPPE-UA力场中缺失的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）力场参数进行了补充,为含DMF多元体系的汽液相平衡模拟奠定了基础。采用新构建的力场参数,在NVT-Gibbs系综中计算了DMF的汽液相平衡性质,结果表明该力场能准确计算出DMF的饱和液相密度、蒸气压、沸点、临界值和蒸发焓。在NPT-Gibbs系综中,采用TraPPE-UA力场分别计算了乙腈-甲醇、DMF-甲醇、DMF-乙腈二元混合物的汽液相平衡性质,并与实验值进行了比较。模拟结果与实验值较为吻合,验证了力场模型的可靠性。最后在NPT-Gibbs系综中采用TraPPE-UA力场对乙腈-甲醇-DMF三元体系的汽液相平衡数据进行了预测,为设计和优化乙腈和甲醇的萃取分离过程提供了基础数据。     

A multi-fluid nonrandom lattice fluid model: Mixtures

A multi-fluid nonrandom lattice fluid model with no temperature dependence of close packed volumes of a mer, segment numbers and energy parameters of pure systems and its consistent method for phase equilibrium calculation were presented in the previous paper. In this work, the model was extended to mixtures by using consistent method for phase equilibrium calculation with fugacity coefficients derived from the present equation of state and it was applied to vapor-liquid equilibrium. We consistently tested the present model on 17 phase equilibrium data sets of vapor-liquid equilibria and compared it with the MF-NLF model and the SAFT model. The present model (3 pure parameters for pure component and one binary interaction parameter) showed better results for most systems than the MF-NLF model (6 adjustable pure parameters and one binary interaction parameter) and the SAFT model (3 pure parameters and one binary interaction parameter).     

用于描述三元水醇系统汽液平衡的活度系数模型

In this study, three semipredictive activity coefficient models: Wilson, non-random-two liquid model (NRTL), and universal quasi-chemical model (UNIQUAC), have been used for modeling vapor-liquid equilibrium properties of ternary mixtures that include substances found in alcoholic distillation processes of wine and musts. In particular, vapor-liquid equilibrium in ternary mixtures containing water + ethanol + congener has been modeled using parameters obtained from binary and ternary mixture data. The congeners are substances that although present in very low concentrations, of the order of part per million, are important enological parameters. The results given by these different models have been compared with literature data and conclusions about the accuracy of the models studied are drawn, recommending the best models for correlating and predicting phase equilibrium properties of this type of mixtures.     

非共沸混合工质R32/R134a在水平微翅管内流动沸腾特性

对非共沸混合工质R32/R134a在5种水平微翅管内的流动沸腾特性进行了实验研究,获得了传热系数随质量流量、热通量及干度的变化关系,并对各种工况下的换热机理进行了分析和讨论.同时,对R22和R32/R134a在微翅管与光管内水平流动沸腾传热系数进行了比较.     

CO2/R170混合物作为复叠式制冷系统低温环路制冷剂的性能

针对CO2/R170混合物在复叠式制冷系统低温环路使用的工况，建立了固液平衡和汽液平衡的数学模型，决定了保证混合物在较低温度下不结晶的配比。在一定的配比范围内对混合物进行了循环性能和可燃性分析。研究了混合物配比对循环性能参数和可燃性的影响，以及中间温度在高温环路使用R290、低温环路使用CO2/R170混合物时，复叠式制冷系统整体制冷系数（COP）的变化趋势。研究表明，这种混合物适宜作为复叠式制冷系统低温环路的制冷剂。