制冷剂比定压热容的推算理论研究

为了探索比定压热容具有良好精度的统一的理论预测模型,把比定压热容看成导出热力性质,采用余函数法,分别基于通用性好、精确度高的Peng-Robinson状态方程(P-R)和改进型的M-H方程(M-H81)推导了比定压热容的计算公式并编写了程序。对于M-H81方程,比定压热容数值的获得需基于最佳化的方程常数,在广泛的温度范围内算得了10种制冷剂的M-H81方程各常数。针对具体的制冷剂研究对象,利用该比定压热容的推算理论就可以进行推算和进一步的验证了。     

混合制冷剂比定压热容的理论推算

利用状态方程,采用余函数法对混合制冷剂的比定压热容进行了推算。根据热力学普遍关系式推导了用通用性好、精度高的Peng-Robinson状态方程推算实际流体比定压热容的计算公式。以混合制冷剂HFC152a/HCFC22、HFC152a/HFC32和HFC134a/HFC152a为例,计算了其比定压热容,并与实验数据进行了比较。结果表明:液态HFC152a/HCFC22在温度区间303.15—353.15 K总平均偏差为12.90%;液态HFC152a/HFC32在温度区间313.15—353.15 K的总平均偏差为17.91%;气态HFC134a/HFC152a在温度区间298.15—423.15 K总平均偏差为2.93%。该法可以用于混合工质的比定压热容的理论推算。     

含硼溶液黏/密度及比定压热容实验研究

采用振动管法、毛细管法以及流动型量热法分别测量了温度在10-90℃内、压力为0.1 MPa时,含硼质量浓度分别为5000 mg/L和1300 mg/L时含硼溶液的液相密度、黏度、比定压热容,获得了高精度的实验数据.经过分析,密度、黏度和比定压热容的测量扩展不确定度分别小于1.5％,3％和3％(k=2).实验结果表明:随...     

高压肉豆蔻酸甲酯比定压热容的实验测量

采用流动型量热法实验系统测量了肉豆蔻酸甲酯的比定压热容,温度测量范围为323.20~393.26 K,压力测量范围为0.11~25.12 MPa。实验系统的温度和压力扩展不确定度分别为0.02 K和5 kPa,比定压热容的相对扩展不确定度为1.45%。基于实验数据,建立了一个可用于高压肉豆蔻酸甲酯比定压热容的计算关联式,其计算值与实验值的相对偏差绝对平均值为0.13%,最大偏差为0.38%。     

CFD方法修正流体液相比定压热容测量精度研究

为了提升一类快捷、高效准稳态低沸点流体液相比定压热容测量方法精度,发展了其数学物理修正模型。基于数学物理修正模型,应用计算流体动力学(CFD)方法对反式?1,3,3,3-四氟丙烯(R1234ze(E))在压力1.56～4.53 MPa及温度310.15～365.15 K范围内34个点和1,1,1,2,3,3-六氟丙烷(R236fa)在压力1.48～5.41 MPa及温度315.15～365.15 K范围内32个点的液相比定压热容值进行修正。修正后R1234ze(E)比定压热容值与工程方程求解器(EES)软件计算值之间平均绝对偏差(AAD)从0.91%降至0.75%,最大绝对偏差(MAD)从3.55%减至3.22%;R236fa的AAD从3.04%降至2.66%,MAD从6.08%减至5.81%。结果表明,应用CFD方法可以有效地减小测量过程对流现象对准稳态低沸点流体液相比定压热容测量精度影响。     

亚临界和超临界压力下液态正癸烷比定压热容实验研究

为了准确测量液态正癸烷的比定压热容,采用流动型绝热量热法,搭建了一套适用于亚临界和超临界压力下的流体比定压热容测量系统。对温度为311~570 K、压力为0.12~6.02 MPa的正癸烷比定压热容进行测量,结果表明比定压热容随温度的升高而增加,但压力对正癸烷的比定压热容影响较小,并将实验值与文献值进行对比,结果表明两者的最大相对偏差在5.0%以内,平均相对偏差在1.39%以内。将实验值与Guseinov模型和Garg模型两种经验模型进行对比,并在两种经验模型的基础上,提出改进后的比定压热容模型。改进后的模型精度较高,其最大绝对偏差为1.32%,平均相对偏差为0.53%,可为其他碳氢燃料的比定压热容的推算提供基础和参考依据。     

ZnCl2/CaCl2混合盐液体除湿剂比定压热容测定

针对亟需新型氯化锌(ZnCl₂)与氯化钙(CaCl₂)混合盐液体除湿剂的高精度比定压热容数据,在ZnCl₂与CaCl₂不同摩尔比(n(ZnCl₂):n(CaCl₂)=1:2、1:1和2:1)、温度范围为308.15～348.15K、溶质的质量分数为10%～40%条件下,测定了混合盐液体除湿剂的比定压热容,得到了精度较高的ZnCl₂/CaCl₂混合盐液体除湿剂比定压热容经验关联式。该经验关联式与实验数据之间的平均绝对偏差为0.50%,与文献中的计算通用关联式相比,其最大绝对偏差(MAD)由9.71%降为1.79%。结果表明,该经验关联式能更好地满足工程应用上对高精度比定压热容计算的需求。     

RKS状态方程用于制冷剂热力性质的计算

本文探讨了RKS状态方程在确定工质热力特性参数(m,n)计算中的应用,导出了数学(?)型,并为14种制冷剂确定了m,n值。计算结果表明:RKS状态方程所需原始数据少,节省机时,与ASHRAE图表数据能较好地吻合。     

多羟基二苯并呋喃稳定性和摩尔定压热容研究

选取密度泛函理论(DFT)中的B3LYP计算方法,采用6-311G**基组,运用Gaussian 03程序对多羟基二苯并呋喃(PHODFs)羟基不同取向产生的不同构象的分子结构进行了全优化计算,得到了标准状态下各分子的热力学数据。通过对总能量ET的比较发现:在PHODFs中存在3类氢键,并采用电子密度拓扑分析验证了氢键的存在。在此基础上计算了135个分子对应的最稳定构象的分子结构,计算了从200—1 000 K的摩尔定压热容(C,p m),并用最小二乘法求得Cp,m与温度(T,T-1,T-2)之间的相关方程,相关系数R2均为1.000,所建模型可以用来预测相应参数。     

一种比定容热容测量装置

比定容热容是基础状态方程建立和工程计算的基础热数据。基于绝热量热法研制了一种比定容热容测量装置,使用混合工质节流制冷机实现大温跨制冷并提供稳定的冷量;通过设置双层被动式控温防辐射屏并自主设计PID控温程序,在整个测量过程中样品容器与防辐射内屏的温差小于0.2 K,有效减小了辐射漏热;温度计内置于样品容器,减小了温度梯度,测温更加准确。通过测量异丁烷在279.10～323.68 K温区的压缩液体比定容热容对实验装置的可靠性进行验证。异丁烷的实验数据与文献数据具有较好的一致性,且与REFPROP 9.1的计算值对比最大绝对偏差为1.63%,平均绝对偏差为0.88%。     

R22及其替代制冷剂的回热循环性能

对R22及其7种替代制冷剂的回热循环性能开展了研究。结果显示:R134a、R290、R407C和R507这4种替代制冷剂的回热总是对制冷循环性能有利的;制冷剂R717回热对制冷循环的性能总是有负面影响;随着冷凝温度的升高,回热对制冷剂R22和R410A的单位容积制冷量由不利逐渐变为有利。此外,还进一步讨论了制冷剂R22的7种替代工质采用回热器后性能提高幅度的大小,为在不同场合下选择R22合适的替代工质提供了依据。     

超临界二氧化碳和醇类体系的相平衡计算

应用Peng-Robinson(P-R)状态方程对超临界CO2系统进行了相平衡模拟。对超临界CO2和醇类二元系统进行了汽液相平衡计算,结果表明,P-R状态方程模拟高压下CO2系统的相平衡具有较高的精度。     

用准稳态法测定橡胶及橡胶基复合材料的导热系数和比热容

介绍了用准稳态法测定胎胎材料导热系和比热容的基本原理,试验装置和步聚,对9．00－2016PR外胎,内胎,垫带,胶囊材料进行测试,利用计算机实现数据自动处理,为轮胎热学性能的进一步研究准备了基础数据。     

萘普生比热容和燃烧焓的测定

用XRY-1C氧弹式量热计测定了萘普生的标准摩尔燃烧焓,其值为-7 026.5 kJ/mol,并用萘作标准物检测了仪器的可靠性,标准摩尔燃烧焓测定值与文献值的绝对误差为4.53 kJ/mol,相对误差为0.088%。结合热力学原理,计算出萘普生的标准摩尔生成焓为-483.5 kJ/mol。用DSC-60差示扫描量热仪测定了萘普生和苯甲酸在不同温度范围内的比定压热容,并建立起比定压热容随温度的变化关系,为萘普生的工艺开发、工程设计以及工业化生产提供了热力学基础数据。     

不同制冷剂喷射制冷性能计算分析

引入制冷剂的实际物性,建立了喷射器热力学模型;比较了沸点相近工质在喷射器内的压力和速度变化趋势及喷射系数,探讨了引起喷射器性能差异的主要物性因素;比较了几组具有相近沸点制冷剂的喷射制冷性能。结果表明:对沸点相近的工质来说,一般工作蒸气的比焓值越高,喷射系数越高;沸点相近的工质对中,R717的性能优于R290,R152a优于R134a,R141b优于R123,R142b优于R600a;在研究的所有制冷剂中,R717的制冷性能最好,R152a次之,两者的COP(性能系数)值差随发生温度的升高而增大。