R600A давление: Хладагент R600a и особенности работы с ним часть 2
Фреон R600a
Фреон R600a применяется в бытовых холодильниках и холодильных шкафах импортного и отечественного производства. Агрегаты, заправленные этим хладагентом, характеризуются меньшим уровнем шума благодаря низкому давлению в рабочем контуре.
Фреон R600a может служить заменой для хладагента R12. При этом высокие энергетические свойства R600а позволяют сократить количество рабочего вещества, заправляемого в холодильный агрегат, примерно на 30%. Однако, вместе с нормой заправки сокращаются и заправочные допуски, вследствие чего заправка должна производиться особенно тщательно.
Из недостатков замены R12 на фреон R600a следует отметить необходимость установки в холодильных агрегатах компрессоров большей производительности. Это связано с тем, что удельная объёмная холодопроизводительность R600a практически в два раза уступает хладагенту R12.
Химическая формула фреона R600a – С4H10 (изобутан).
Основные характеристики фреона R600a
Фреон R600a – природный газ без цвета и запаха. Безвреден для окружающей среды – не разрушает озоновый слой, не способствует созданию парникового эффекта. Растворяется в минеральном масле и органических растворителях. Плохо растворяется в воде. Горюч, легко воспламеняется. Взрывоопасен при смешивании с воздухом при объёмной концентрации 1,3 – 8,5% (31 – 205 г. в 1 м3 воздуха).
Температура кипения при давлении 101325 Па (1,013 бара), °С -11,8
Критическая температура, °С 135
Критическое давление, МПа3,65
Озоноразрушающий потенциал (ODP) 0
Потенциал глобального потепления (GWP)0,001
Класс опасности:
– по ГОСТ 12.1.005 4
– по стандарту ASHRAE 34А3
Технические требования к фреону R600a
Объёмная доля изобутана, % не менее 99,9
Массовая доля нелетучего остатка, %не более 0,01
Массовая доля воды, %не более 0,001
Кислотность, %не более 0,0001
Рекомендуемые масла для фреона R600a
Минеральные:
- § ХФ12-16;
- § Mobil Gargoyle Arctic Oil 155 и 300;
- § Suniso 3GS и 4GS.
Упаковка, хранение и транспортировка фреона R600a
Поставки фреона R600a осуществляются в одноразовых баллонах вместимостью 6,5 кг и 0,420 кг, многооборотных баллонах вместимостью от 32 до 120 дм3 ,спецконтейнерах, изотанках и других емкостях, рассчитанных на давление 2 МПа. Коэффициент заполнения R600a – 0,5 кг продукта на 1дм3.
Морозильник холодильное оборудование R134A R600A R209 давление хладагента
Физические свойства| Молекулярный вес | 58.12 |
| Точка кипения, ºC | -11.70 |
| Критической температуры, ºC | 134.71 |
| Критическое давление, Мпа | 3.64 |
| Жидкий конкретных тепла, 30ºC, [КДЖ/(кг·ºC)] | 1, 78 |
| Поб | 0 |
| Пгп | 0, 1 |
Индекс Качества(CRAA 100-2006)
| Чистота, % | ≥99, 6 |
| Влажность в % | ≤0, 0010 |
| Кислотность, % | ≤0, 0001 |
| Испарились остатки, % | ≤0, 01 |
| Внешний вид | Цвета и четкие |
| Запах | Не имеют запаха |
Использует: Используется в поршневой компрессор; Как холодильное жидкость в промышленных, коммерческих и система кондиционирования воздуха; В качестве топлива в аэрозольной упаковке распыления лак; В обрабатывающей промышленности пожаротушения оператор 1211; Основные материалы различных фтор-с высокой молекулярной герметик.
Упаковка: Сведения о нормальной упаковки или пользовательские настройки
- Одноразовые цилиндра
- Цилиндр под давлением многоразового использования
- ISO-БАКА
- Три среза может
- Две секции может
Основная продукция:
R22, R134A, R410A, R407C, R507, R404A, R141B, фреон, хладагент
Вашей удовлетворенности, наше стремление
Часто задаваемые вопросы
Q: Если есть места для снижения цен?
A: Цены в этой области является изменяемой, так и не бесплатные обратиться за последние цены и предоставим вам самые низкие.
Q: Можно ли использовать собственный логотип и дизайн на товары?
Ответ: Конечно, индивидуальный логотип и дизайн для массового производства.
Q: Можно ли на заводе?
A: Убедиться, вы можете в любое время. Мы также можем подобрать вас в аэропорту или на железнодорожной станции.
Q: Что такое срок поставки?
A – одна неделя для выборки, 15-20 дней для массового производства.
Q: Как насчет срок оплаты?
A: TT, L/C в смотровом стекле, Paypal, Western Union и т. Д., как правило, 30% T/т , 30% TT До Отгрузки, Остаток средств На Копии B/L В течение 7 Дней.
Q: Как много скидок вы можете предложить?
A: Мы сделаем все возможное, чтобы предложить конкурентные цены, скидки обычно зависит от количества.
Q: Транспортные расходы тарифа слишком много, вы можете сделать это дешевле для нас?
A: Мы постараемся все возможное для проведения переговоров с помощью транспортной компании, мы можем спасти каждый пенни для наших клиентов, если это возможно, вы можете назначить собственные транспортные агентства.
Q: Можно ли доверять вам?
A: Абсолютно “ДА”. Мы “Сделано в Китае” проверенных поставщиков.
Criosistem
В небольших герметичных системах, коммерческих холодильных установках или морозильниках фреон R290, или пропан, может заменять другие хладагенты, опасные для окружающей среды.
Он имеет нулевой озоноразрушающий потенциал (ODP) и незначительный потенциал глобального потепления (GWP). Более того, он является частью попутного газа нефтяных скважин.
В прошлом фреон R290 широко использовался в холодильных установках и сейчас еще используется на некоторых промышленных предприятиях. В бытовых тепловых насосах и кондиционерах R290 с различным успехом применялся в Германии. Благодаря широкому распространению пропана во всем мире его считают хорошим заменителем ХФУ-хладагентов. Пропан R290 имеет хорошую энергетическую эффективность, но как горючий материал требует осторожного обращения.
Разница между R290 и R134a заключается в давлении кипения. Давление пропана R290 ближе к давлению R22 и R404A, например, при –25 °С давление кипения пропана составляет 190% от давления кипения R134a, 81% от давления кипения R404A, 350% от давления кипения R600a и почти равно давлению кипения R22. В связи с этим температура кипения пропана при нормальных условиях почти равна температуре кипения R22.
Таким образом, холодильники и кондиционеры, в которых конструкция испарителя, работающего на пропане, должна совпадать с конструкцией испарителя, работающего на R22 или R404A.
Свойства R290
Формула C3H8
Критическая температура, 96.7 °C
Молекулярная масса, 44.1 кг/моль
Темп. кипения при нормальных условиях, –42.1 °C
Давление при –25 °С, 2.03 бар (абс.)
Плотность жидкости при –25 °С, 0.56 кг/л
Плотность пара при –25/+32 °С, 3.6 кг/м³
Объемная производительность при –25/55/32 °С, 1164 кДж/м³
Теплота парообразования при –25 °С, 406 кДж/кг
Давление при +20 °С, 8.
4 бар (абс.)
Давление кипения и критическая температура пропана почти равны давлению и температуре фреона R22. Однако температура нагнетания пропана намного ниже. Это дает возможность работать при более высоких коэффициентах давления, т.е. при более низких температурах кипения или более высоких температурах всасываемого газа.
Объемная производительность пропана R290 при температуре конденсации составляет 90% от производительности R22 или 150% от производительности R134a. Благодаря этому необходимый рабочий объем цилиндров компрессора с пропаном примерно равен объему цилиндров компрессора с R22 и на 10-20% больше, чем цилиндров компрессора с R404A.
Объемная производительность пропана примерно в 2,5-3 раза выше чем хладагента R600a. Поэтому выбор между R290 и R600a связан с различием в конструкции систем охлаждения, заправленных этими хладагентами, поскольку при той же самой холодопроизводительности необходимый расход хладагентов будет сильно отличаться.
Основные проблемы, связанные с использованием хладагента R290, заключаются в его воспламеняемости. Это требует осторожного обращения с хладагентом и соблюдения необходимых мер безопасности.
Поэтому ремонт холодильников, работающих на пропане, следует производить с очень внимательно и аккуратно, в хорошо проветриваемом помещении.
(PDF) Характеристики ограниченной заправки хладагентами R600a и LPG в бытовом холодильнике, использующем хладагент R134a, в различных условиях окружающей среды
Содержание этой работы может использоваться в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution 3.0. Любое дальнейшее распространение
этой работы должно содержать указание автора(ов) и название работы, цитирование в журнале и DOI.
Опубликовано по лицензии IOP Publishing Ltd
Международная конференция по инженерии для устойчивого мира
Journal of Physics: Conference Series 1378 (2019) 022101
IOP Publishing
doi:10.
1088/1742-6596/1378/2/022101
1
Характеристики ограниченной заправки R600a и СНГ
Хладагенты в бытовом холодильнике, использующем хладагент R134a
, Olatunji S.
3 Ohunakin 1,2, DS Adelekan 1
1Группа исследований в области энергетики и окружающей среды (TEERG), факультет машиностроения, Университет Ковенант,
, штат Огун, Нигерия
2Старший научный сотрудник, Факультет инженерии и искусственной среды, Университет Йоханнесбурга , Южная Африка
Автор-корреспондент; rutholatunji65@yahoo.ком ; [email protected]
Abstract-
В этой работе слегка модифицированный бытовой холодильник на 100 г R134a был модернизирован
с ограниченной массой заправки (30 г) хладагентов R600a и LPG и испытан в
различных температурах окружающей среды. условиях (19, 21, 23 и 25 oC). Испытательная установка
была оснащена соответствующими приборами для проведения экспериментов. Характеристики производительности
, исследованные на испытательном стенде в установившемся режиме, включают температуру воздуха испарителя
, температуру нагнетания и потребляемую мощность.
Результаты показали, что
модернизированные углеводородные хладагенты в системе при окружающих условиях дали
потребляемую мощность, температуру нагнетания, давление конденсации ниже на 15 – 45
%, 16 – 30 % и 25 – 62 %, чем хладагент R134a. Кроме того, в шкафу
температура системы с углеводородными хладагентами была выше R134a
на 10 – 60 %. В заключение следует отметить, что исследованные энергетические характеристики системы
улучшились при снижении температуры окружающей среды, и все условия с добавлением углеводородных хладагентов
позволили достичь температур шкафа ниже -3 oC в
в соответствии с рекомендациями ISO 8187 для бытовых холодильников.
Ключевые слова: Температура окружающей среды, R600a, LPG, R134a
1. Введение
Достижение целей международных протоколов по охране окружающей среды (таких как Монреальский и
Киотский протоколы) и снижение растущих потребностей в энергии оправдывает потребность в альтернативе
хладагенты, способные снизить энергопотребление обычных холодильников
(Bozelin, 2013).
В настоящее время в большинстве бытовых холодильников используется хладагент R134a из-за его превосходных термодинамических и теплофизических свойств [1].Тем не менее, его потенциал глобального потепления и
энергопотребление высоки. Таким образом, неблагоприятное воздействие хладагента R134a на окружающую среду,
здоровье человека и окружающую среду оправдывает его неизбежный поэтапный отказ от него.
Многие исследователи предположили, что углеводородные хладагенты оказывают благоприятное воздействие на окружающую среду
, термодинамически эффективны, химически стабильны и подходят для замены обычных хладагентов
(таких как хлорфторуглероды, гидрохлорфторуглероды и гидрофторуглероды).
Исследования Adelekan et al., [2] Ohunakin et al., [3], Ahamed et al., [4] и Srinivas et al., [5],
подтверждают, что хладагент LPG работает лучше по сравнению с Хладагент R134a в
бытовых холодильниках. Сжиженный нефтяной газ (LPG) и другие углеводороды все еще используются
в холодильных системах, несмотря на их возгораемость.
Нулевой потенциал разрушения озонового слоя, низкое глобальное потепление
, дешевизна и доступность в оптовых количествах и безопасность, если они
в пределах заряда характеристик 150 г, были выделены причинами для этого выбора [6], [7], [8],
[9].Свойства некоторых углеводородных хладагентов, используемых в холодильных системах, по сравнению с обычными хладагентами
, такими как R12, R134a, приведены в таблице 1. Данные для фреона
Графики температуры и давления для
Температура, °С:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
дюйм
8
1
6
9
1
2
3
8
1
3
1
1
3
3
1
9
1
5
1
5
4
6
3
4
1
5При каком давлении работает R600a? – Жадный.
сетьПри каком давлении работает R600a?
Пиковое давление (нагнетание) (psig): 145 для R600a и 360 для R290 для низкого противодавления.
Что такое диаграмма PT?
Диаграмма давление-температура (PT) является ценным инструментом, который специалисты по обслуживанию используют для проверки правильной работы системы. На традиционных диаграммах PT указано давление насыщенного хладагента в фунтах на квадратный дюйм с колонкой температуры внизу слева.
Можно ли использовать R134a в компрессоре R600a?
R600a является легковоспламеняющимся газом и имеет низкий потенциал глобального потепления (GWP) и потенциал разрушения озонового слоя (ODP) по сравнению с высоким GWP R134a.можно использовать компрессор R134a вместо компрессора R600a с тем же циклом, но не следует использовать компрессор R134a с хладагентом R600a.
Можно ли использовать R290 вместо R600a?
R290 обладает очень хорошими теплофизическими свойствами, такими как более низкая вязкость и более высокая теплопроводность, что приводит к лучшему COP, чем R22, при правильном проектировании [30].
R290 также можно смешивать с R600a в качестве зеотропной смеси для замены R134a в домашних холодильниках, что было доказано многими исследователями [30][31].
Может ли R600a заменить R290?
ХладагентыR600a — изобутан и R290 — пропан являются потенциальными заменителями других хладагентов, которые сильно воздействуют на окружающую среду, в небольших герметичных системах, таких как бытовые и коммерческие холодильники и морозильники заводского изготовления.
Безопасен ли хладагент R600?
Безопасно ли выпускать в воздух? да. R600a не токсичен, не разрушает озоновый слой и вносит незначительный вклад в выбросы парниковых газов. Эта альтернатива углеводородам не содержит вредного фтора.
Является ли R290 таким же, как R600?
Для тех, кто еще не знаком с этими хладагентами, стоит отметить, что R600a или изобутан в основном используется в бытовых холодильниках и некоторых типах коммерческого оборудования, в то время как R290 или пропан является альтернативой, которая все чаще используется в коммерческом оборудовании.
Как правильно использовать PT?
Как работают тесты на беременность
- соберите мочу в чашку и опустите в жидкость тестовую палочку.
- соберите мочу в чашку и с помощью пипетки переместите небольшое количество жидкости в специальный контейнер.
- поместите тест-полоску в область ожидаемого потока мочи так, чтобы он поймал вашу мочу в середине потока.
Где я могу найти дополнительную информацию о R-600a?
Для получения дополнительной информации о хладагенте R-600a щелкните здесь, чтобы перейти к нашему информационному бюллетеню по хладагенту R-600a. Там у вас есть это люди. Я надеюсь, что эта статья была полезной, и если вы обнаружите, что в моей таблице что-то не так, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться ко мне.
Доступны ли хладагенты R-600a в США?
Несмотря на то, что они довольно популярны в Европе и Азии, их появление в Соединенных Штатах является лишь вопросом времени.Если вы еще не сталкивались с одной из этих систем, то это только вопрос времени.
Для получения дополнительной информации о R-600a нажмите здесь, чтобы перейти к нашему информационному бюллетеню по хладагенту R-600a.
Являются ли компрессоры Embraco R600a огнеопасными?
R600A И R290 ИДЕНТИФИКАЦИОННЫЕ И ПРЕДУПРЕЖДАЮЩИЕ СИМВОЛЫ Компрессоры Embraco для R600a и R290 имеют на заводской табличке или отдельной этикетке предупреждающий знак для легковоспламеняющихся веществ, даже если они не содержат хладагентов при доставке с заводов Embraco.
Какое нормальное давление хладагента холодильника R600a?
холодильник типы хладагента R12 0. 08 МПа, все вокруг 0. О МПа, Р600 за – 01 0. 01 о мпа и др. Температура окружающей среды,
летом или зимой, высокое давление летом, ниже зимой.
В то же время также обратите внимание на состояние охлаждения и лихорадку трахеи, чтобы всесторонне оценить
.
: холодильникявляется одним из холодильного оборудования с постоянной низкой температурой, а также является разновидностью продуктов питания или других предметов с постоянной низкой температурой и холодными гражданскими продуктами.
Корпус компрессора, льдогенератора Используются для замороженных вод шкафа или ящика, ящика для хранения с холодильной установкой. Объем бытовых холодильников обычно составляет от 20 до 500 литров.
1910 Компрессионные бытовые холодильники мирового уровня в США. В 1925 году шведская компания lido разработала бытовой абсорбционный холодильник.
1927 Американская компания GE разработала полностью закрытый холодильник.
расширить:а именно охлаждение, также известное как замороженное, температуру до объекта или поддерживать при температуре ниже, чем в естественной среде. Способ достижения охлаждения имеет два вида: охлаждение,
а – искусственное охлаждение.
Охлаждение льдом или водой из глубокой скважины охлаждает объекты, но холодопроизводительность и может достигать температуры охлаждения, часто не может удовлетворить производственные потребности.
охлаждение – это процесс теплопередачи. Охлаждение – это использование искусственного холодильного оборудования в энергетике, передача тепла от низкотемпературного объекта к высокотемпературному объекту относится к термодинамике
технологических операций.
Hangzhou E cool refrigeration Co., Ltd является крупным производителем газообразного хладагента, который является одним из самых выдающихся продуктов, произведенных у нас.
Чтобы найти идеальный вариант, пожалуйста, посетите мой сайт Arkool Refrigeration.
Чтобы справиться с коммерческими угрозами, Hangzhou E cool refrigeration Co., Ltd знает, что идея активного поиска потенциальных или надвигающихся внешних угроз против компании набирает обороты.
Если наш бренд будет успешным и последовательным, будет намного проще привлечь клиентов и побудить их покупать конденсаторы для кондиционеров в дальнейшем.
Hangzhou E cool refrigeration Co., Ltd понимает, насколько важно предлагать широкие возможности, такие как поставщики конденсаторов с газовым пуском хладагента, чтобы предоставлять клиентам высококачественную продукцию.
Экспериментальные измерения давления насыщенных паров для R1234ze(Z), R600a и R134
[1] Цао Д. С. и Ши Л., Руководство по хладагентам , Metallurgical Industry Press, Пекин, 2003, с. 8.
[2] Hodnebrog Ø., Etminan M., Fuglestvedt JS, Marston G., Myhre G., Nielsen CJ, Shine KP и Wallington TJ, «Потенциал глобального потепления и радиационная эффективность галоидоуглеводородов и родственных соединений: Всесторонний обзор», Обзоры геофизики , Vol.51, № 2, 2013. С. 300–378. doi:https://doi.org/10.1002/rog.20013 REGEEP 8755-1209
[3] Браун Дж.С., Зилио С. и Каваллини А., «Фторированный олефин R-1234ze(Z) в качестве высокоэффективного – Температура хладагента для тепловых насосов», International Journal of Refrigeration , Vol.
32, № 6, 2009 г., стр. 1412–1422. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2009.03.002 IJRFDI 0140-7007
[4] Браун Дж. С., Зилио С. и Каваллини А., «Термодинамические свойства восьми фторированных олефинов», International Journal of Refrigeration , Vol.33, № 2, 2010. С. 235–241. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2009.04.005 IJRFDI 0140-7007
[5] Феделе Л., Никола Г.Д., Браун Дж.С., Боббо С. и Зилио С., «Измерения и корреляции давления насыщения цис-1,3,3,3-тетрафторпроп-1-ена (R1234ze(Z))», International Journal of Thermophysics , Vol. 35, № 1, 2014. С. 1–12. doi: https://doi.org/10.1007/s10765-013-1553-5 IJTHDY 0195-928X
[6] Higashi Y., Hayasaka S., Shirai C.и Акасака Р., «Измерения свойств PρT, давления пара, плотности насыщения и критических параметров для R1234ze(Z) и R245fa», International Journal of Refrigeration , Vol. 52, апрель 2015 г., стр. 100–108. doi:https://doi.
org/10.1016/j.ijrefrig.2014.12.007 IJRFDI 0140-7007
[7] Кондо С. и Кояма С., «Термодинамическая оценка высокотемпературных тепловых насосов с использованием низкотемпературных Хладагенты GWP HFO для рекуперации тепла», International Journal of Refrigeration , Vol.53, май 2015 г., стр. 126–141. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2014.09.018 IJRFDI 0140-7007
[8] Кацуюки Т., «Измерения давления пара и плотности насыщенной жидкости для HFO-1234ze(E) и HFO-1234ze(Z)», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol. 61, № 4, 2016. С. 1645–1648. doi: https://doi.org/10.1021/acs.jced.5b01039
[9] Лаго С., Джулиано Альбо П.А. и Браун Дж.С., «Измерения скорости звука в сжатой жидкости для цис-1,3,3 ,3-Тетрафторпроп-1-ен (R1234ze(Z)), International Journal of Refrigeration , Vol.65, май 2016 г., стр. 55–59. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2016.02.003 IJRFDI 0140-7007
[10] Гонг М.
, Чжао Ю., Донг С., Го Х., Шен Дж. и У Дж., «Измерения изотермического (пар+жидкость) равновесия для системы (пропан+цис-1,3,3,3-тетрафторпропен) при температурах от (253,150 до 293,150) К», Journal of Chemical Thermodynamics , Том. 98, июль 2016 г., стр. 319–323. doi: https://doi.org/10.1016/j.jct.2016.03.018
[11] Чжо К.F., Zhao YX, Dong XQ, Gong MQ и Wu JF, «Измерение давления насыщения и корреляция цис-1,3,3,3-тетрафторпропена при температурах в диапазоне от 243,152 до 373,150 K», Китайский научный бюллетень , том . 2017. Т. 62, № 23. С. 2691–2697. doi: https://doi.org/10.1360/N972016-00615 CSBUEF 1001-6538
[12] Ромео Р., Джулиано Альбо П.А., Лаго С. и Браун Дж.С., «Экспериментальные плотности жидкости цис-1, 3,3,3-тетрафторпроп-1-ен (R1234ze(Z)) и транс-1-хлор-3,3,3-трифторпропен (R1233zd(E)), International Journal of Refrigeration , Vol.79, июль 2017 г., стр. 176–182. doi: https://doi.org/10.
1016/j.ijrefrig.2017.04.003 IJRFDI 0140-7007
[13] Кондо С., Мисима Ф., Лю Дж. Ф. и Кояма С., «Конденсация и испарение Поток R134a, R1234ze (E) и R1234ze (Z) в горизонтальных микроребристых трубах при более высокой температуре», 15-я Международная конференция по холодильному оборудованию и кондиционированию воздуха, Purdue , Ray W. Herrick Laboratories, Purdue Univ. Документ TP–01, июль 2014 г.
[14] Лонго Г.А., Зилио С., Ригетти Г. и Браун Дж. С., «Экспериментальная оценка хладагента HFO-1234ze(Z) с низким ПГП для высокотемпературных тепловых насосов», Experimental Thermal and Fluid Science , Vol. 57, сентябрь 2014 г., стр. 293–300. doi: https://doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2014.05.004 ETFSEO 0894-1777
[15] Фукуда С., Кондо С., Таката Н. и Кояма С., «Хладагенты с низким ПГП R1234ze(E) и R1234ze(Z) для высокотемпературных тепловых насосов», International Journal of Refrigeration , Vol.
40, апрель 2014 г., стр. 161–173. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.10.014 IJRFDI 0140-7007
[16] Петр П. и Раабе Г., «Оценка R-1234ze(Z) как в замене R-245fa в органических циклах Ренкина – от теплофизических свойств до характеристик цикла», Energy , Vol. 93, декабрь 2015 г., стр. 266–274. doi: https://doi.org/10.1016/j.energy.2015.09.035 ENGYD4 0149-9386
[17] Маненте Г. и Лио Л.Д., «Влияние карт эффективности осевых турбин на производительность подкритических и Системы сверхкритического органического цикла Ренкина», Energy , Vol.107, июль 2016 г., стр. 761–772. doi:https://doi.org/10.1016/j.energy.2016.04.063 ENGYD4 0149-9386
[18] Нагата Р., Кондо С. и Кояма С., «Сравнительная оценка конденсации и кипячения в бассейне». Теплопередача на горизонтальных плоских одинарных трубах для R1234ze(E), R1234ze(Z) и R1233zd(E)», International Journal of Refrigeration , Vol. 63, март 2016 г.
, стр. 157–170. doi:https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.11.002 IJRFDI 0140-7007
[19] Kondou C., Умемото С., Кояма С. и Митоока Ю., «Улучшение характеристик рассеивания тепла петлевого термосифона с использованием летучих жидкостей с низким ПГП R1234ze(Z) и R1234ze(E) с супергидрофильной поверхностью кипения», Applied Thermal Engineering , Том. 118, май 2017 г., стр. 147–158. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.02.073 ATENFT 1359-4311
[20] Guo H., Gong M., Dong X. и Wu J., «Статический аналитический Устройство для измерения давления пара и фазового равновесия (пар+жидкость) с внутренней мешалкой и смотровыми окнами», Journal of Chemical Thermodynamics , Vol.76, сентябрь 2014 г., стр. 116–123. doi:https://doi.org/10.1016/j.jct.2014.03.014
[21] Миямото Х., Такемура Дж. и Уэмацу М., «Давление паров изобутана при ) K», Journal of Chemical Thermodynamics , Vol.
36, № 10, 2004 г., стр. 919–923. doi:https://doi.org/10.1016/j.jct.2004.06.012
[22] Глос С., Клейнрам Р. и Вагнер В., «Измерение зависимости (p ρ T) пропана , пропилен-н-бутан и изобутан в диапазоне температур от (95 до 340) K при давлении до 12 МПа с использованием точного денсиметра с двумя грузилами», Journal of Chemical Thermodynamics , Vol.36, № 12, 2004 г., стр. 1037–1059. doi:https://doi.org/10.1016/j.jct.2004.07.017
[23] Ваксман М. и Галлахер Дж.С., «Термодинамические свойства изобутана при температурах от 250 до 600 К и давлениях от 0,1 до 40 МПа», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol. 28, № 2, 1983, стр. 224–241. doi: https://doi.org/10.1021/je00032a030 JCEAAX 0021-9568
[24] Стил К., Полинг Б.Е. и Мэнли Д.Б., «Давление пара для системы 1-бутена, изобутана и 1,3 -бутадиен», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol.21, № 4, 1976, стр. 399–403. doi: https://doi.
org/10.1021/je60071a006 JCEAAX 0021-9568
[25] Маэдзава Ю., Сато Х. и Ватанабэ К., «Плотности жидкости и давление паров 1,1,2,2 -Тетрафторэтан (HFC 134) и 1,1-дихлор-1-фторэтан (HCFC 141b)», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol. 36, № 2, 1991, стр. 151–155. doi: https://doi.org/10.1021/je00002a006 JCEAAX 0021-9568
[26] Тамацу Т., Сато Х. и Ватанабэ К., «Измерения свойств давление-объем-температура 1,1, 2,2-тетрафторэтан», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol.37, № 2, 1992, стр. 216–219. doi: https://doi.org/10.1021/je00006a021 JCEAAX 0021-9568
[27] Dong X., Gong M., Liu J. and Wu J., «Парожидкостные равновесия для 1,1, 2,2-тетрафторэтан (R134) + фторэтан (R161) при температуре от (263,15 до 288,15) К», Journal of Chemical and Engineering Data , Vol. 55, № 9, 2010. С. 3383–3386. doi: https://doi.org/10.1021/je100143k
[28] Dong XQ, Gong MQ, Guo H.
и Wu JF, «Экспериментальное измерение давления насыщенного пара 1,1,2,2- Тетрафторэтан (R134)», Journal of Engineering Thermophysics , Vol.33, № 6, 2012. С. 934–936.
[29] Dong XQ, Gong MQ и Wu JF, «Фазовое равновесие для бинарной азеотропной смеси трифторйодметана (R13I1) + 1,1,2,2-тетрафторэтан (R134) при температуре от 258,150 до 283,150 K, Равновесия в жидкой фазе , Vol. 315, февраль 2012 г., стр. 35–39. doi: https://doi.org/10.1016/j.fluid.2011.11.013 FPEQDT 0378-3812
[30] Dong X., Guo H., Gong M., Yang Z. and Wu J., «Измерения данных изотермического (пар+жидкость) равновесия для {1,1,2,2-тетрафторэтана (R134)+транс-1,3,3,3-тетрафторпропена (R1234ze(E))} при T=(258.от 150 до 288,150) K», Journal of Chemical Thermodynamics , Vol. 60, май 2013 г., стр. 25–28. doi: https://doi.org/10.1016/j.jct.2012.12.026
[31] Леммон Э.В., Хубер М.Л. и Маклинден М.О., «Стандартная справочная база данных NIST 23, Справочные термодинамические и транспортные свойства жидкости (REFPROP) ), Программный пакет, вер.
9.1», Национальный институт им. of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2013.
[32] Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. and Reid R.C., The Properties of Gases and Liquids , 5-е изд., McGraw-Hill, Нью-Йорк, 2001, с. А.6.
[33] Guo H., «Осыпание и парожидкостные фазовые равновесия рабочих жидкостей для докритических основных органических циклов Ренкина», докторская диссертация, Univ. Китайской академии наук, Пекин, май 2014 г.
[34] Акасака Р., Хигаси Ю., Мияра А. и Кояма С., «Фундаментальное уравнение состояния для цис-1,3,3, 3-тетрафторпропен (R-1234ze(Z)), International Journal of Refrigeration , Vol.44, август 2014 г., стр. 168–176. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.12.018 IJRFDI 0140-7007
[35] Бюкер Д. и Вагнер В., «Справочные уравнения состояния для термодинамических свойств жидкой фазы». н-бутан и изобутан», Journal of Physical and Chemical Reference Data , Vol.
35, № 2, 2006 г., стр. 929–1019. doi: https://doi.org/10.1063/1.1
R600a изобутан R600A состав продукта: свойство хлорида: молекулярная масса 58.12 Температура кипения, °С c Критическая температура, °С 134,71 Критическое давление, МПа 3,64 Удельная теплоемкость жидкости, 25°С, [кДж/(кг• °С)] 2,38 ОРП 0 ПГП 0,1 Критическая плотность,
R600a
изобутан R600A
содержание продукта:
Свойство хлорида:
Молекулярный вес 58,12
Температура кипения, °C c
Критическая температура, °C 134,71
Критическое давление, МПа 3,64
Удельная теплоемкость жидкости, 25°C, [кДж/(кг•) °C) ] 2,38
ODP 0
GWP 0,1
Критическая плотность, (г/см3) 0.221
Упаковка Одноразовый цилиндр 14,3 фунта/ 6,5 кг; Перерабатываемый цилиндр
100 л, 926 л; ISO-танк.
Стандарт качества:
Чистота, % e99,5
Влажность, м.д. d10
Кислотность, м.д. d1
Остаточный пар, м.д.
изобутан R600A
содержание продукта:
Свойство хлорида:
Молекулярный вес 58,12
Температура кипения, °C c
Критическая температура, °C 134.
71
Критическое давление, МПа 3,64
Удельная теплоемкость жидкости, 25°C, [кДж/(кг• °C)] 2,38
ODP 0
GWP 0,1
Критическая плотность, (г/см3) 0,221
Упаковка Одноразовый цилиндр 14,3lb / 6,5 кг; Перерабатываемый цилиндр
100 л, 926 л; ISO-танк.
Стандарт качества:
Чистота, % e99,5
Влажность, м.д. d10
Кислотность, м.д. d1
Остаточный пар, м.д.
Изобутан R600a Состав продукта R600A: Свойство хлорида: Молекулярный вес 58.12 Температура кипения, °С c Критическая температура, °С 134,71 Критическое давление, МПа 3,64 Удельная теплоемкость жидкости, 25 °С, [ кДж/(кг• °С)] 2,38 ОРП 0 ПГП 0,1 Критическая плотность, изображения |
Ханчжоу Дымящая холодильная компания, ООО
Наша компания профессионально занимается исследованиями и разработками хладагентов,
производство
и распространение.
основные продукты охватывают традиционные
хладагенты, такие как R22, R134A, R32, R125, R142B и R600a, и
хладагенты для защиты окружающей среды.
Возможности теплопередачи при кипении потока заменителей R134a с низким ПГП внутри горизонтальной гладкой трубы с внутренним диаметром 4 мм: R600a и R152a
Экспериментальная кампания, представленная в этой работе, была направлена на сбор новых данных о среднем коэффициенте теплопередачи и падении давления на трение при кипении потока двух хладагентов: R600a и R152a внутри одной и той же гладкой трубки диаметром 4 мм.
93 новые экспериментальные точки были собраны с использованием R600a и 102 с использованием R152a. Для каждого хладагента были исследованы три температуры насыщения, четыре массовые скорости и четыре тепловых потока.
Подробно исследовали R600a при температуре насыщения 20, 10 и 5 °C. При каждой температуре учитывались удельные массовые расходы 100, 150, 200 и 300 кг м -2 с -1 .
Они были испытаны при постоянном тепловом потоке 20 кВт·м −2 .
Затем удельный массовый расход G = 200 кг·м −2 с −1 поддерживали постоянным и исследовали четыре тепловых потока 15, 20, 25 и 30 кВт·м −2 .
Аналогичная кампания испытаний была также проведена с R152a в качестве хладагента. Поскольку его теплофизические свойства отличаются от свойств R600a, было решено исследовать его при других условиях эксплуатации.
В любом случае изучались три температуры насыщения: 20, 15 и 10 °C.
Для каждой температуры учитывались четыре удельных массовых расхода (G = 150, 200, 300 и 400 кг·м −2 с −1 ), а тепловой поток устанавливался равным 20 кВт·м − 2 . Наконец, при G = 300 кг·м −2 · с −1 были введены те же тепловые потоки ( q = 15, 20, 25 и 30 кВт·м −2 ).
Таким образом, можно было отдельно проанализировать влияние температуры насыщения, теплового потока и массового расхода на теплопередачу потока при кипении.
В таблице 3 перечислены наборы экспериментальных данных, разделенные по хладагенту и температуре насыщения. Он также выделяет максимальные и минимальные значения, достигнутые в каждом наборе: температуры насыщения, давления насыщения, удельного массового расхода, теплового потока и среднего качества пара, оцениваемого как среднее значение между качеством пара на входе и выходе. Наборы данных были собраны по различному качеству пара.
Таблица 3 Условия тестирования экспериментальной кампанииКаждый набор начинался с низких значений качества пара.Впоследствии среднее качество пара было увеличено до точки, при которой наблюдалось явление высыхания. Это явление чрезвычайно резкое и включает в себя резкое снижение HTC . Его предвосхищает сильная нестабильность температур стенок, закрытых на выходе из измерительной части.
В этой статье мы хотим сосредоточиться на анализе среднего значения HTC до явления высыхания, поэтому последняя экспериментальная точка каждой серии была записана непосредственно перед тем, как возникла нестабильность температуры стенок.
Кроме того, были проведены тесты на воспроизводимость. В этих тестах порядок набора данных был обратным. Данные были сгенерированы, начиная с максимального качества пара до минимального качества пара. Явлений гистерезиса не наблюдалось. Все повторные условия дали перекрывающиеся результаты в пределах ±2%.
НОВЫЙ R600a ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
На рис. 2 представлен график зависимости среднего значения HTC от среднего качества паров при различных массовых расходах ( G = 100, 150, 200 и 300 кг·м 5 7 −2 9393 ) и при том же тепловом потоке 20 кВт·м −2 .Рис. 2 = 20 кВт·м −2 . Температура насыщения 20 °C (слева), 10 °C (в центре) и 5 °C (справа)
На трех диаграммах представлены данные, относящиеся к трем различным температурам насыщения: 20 °C, 10 °C и 5 °C. При G = 100 кг м -2 с -1 HTC остается почти постоянным в зависимости от среднего качества пара со значениями около 4000 Вт м -2 K
В этих условиях конвективными эффектами можно пренебречь, фактически HTC не подвержен влиянию изменения качества пара. С другой стороны, в случае больших массовых расходов ГТК значительно возрастает (до 2,5 раз, когда G = 300 кг·м −2 с −1 исследуется) в зависимости от качества паров. . В этих условиях весьма вероятно, что на теплообмен больше влияют конвективные механизмы по сравнению с пузырьковым кипением.Они становятся более интенсивными при высоких скоростях потока, высоком качестве пара и низком давлении насыщения (Ким и Мудавар [19]). Полученные экспериментальные данные точно отражают то, что утверждает теория. По этим причинам при низком качестве пара HTC очень мало изменяется при переходе от одного массового расхода к другому. Вместо этого при высоком качестве пара HTC значительно увеличивается с увеличением массового расхода (до +160% от G = 100 кг·м −2 с −1 до G = 300 кг·м −2 с −1 при x = 0.
75).
На рис. 3 показано среднее значение HTC , построенное в зависимости от среднего качества пара при различных тепловых потоках ( q = 10, 15, 20 и 30 кВт·м −2 ) и при одном и том же массовом расходе 300 кг м −2 с −1 .
Рис. 3Среднее значение HTC в сравнении со средним качеством пара при кипении потока R600a при q = 15, 20, 25 и 30 кВт·м −2 и G = 8 м293 3 кгс −1 . Температура насыщения 20 °C (слева), 10 °C (в центре) и 5 °C (справа)
Опять же, на трех диаграммах представлены данные, относящиеся к трем различным температурам насыщения: 20 °C, 10 °C и 5 °C. С.
В отличие от того, что наблюдалось при изменении потока массы (см. рис. 2), при изменении потока тепла (рис. 3) при том же качестве пара наблюдается пониженное изменение ГТК (до +20% , а в среднем + 15%). Затем HTC имеет тенденцию к росту с увеличением качества пара (до +320% при q = 15 кВт·м −2 и t sat = 5 °C).
Это увеличение является более значительным при низких температурах насыщения (увеличение более чем на 200% при t насыщ. = 5 °C, а при t насыщ.Фактически, низкое давление усиливает конвективные механизмы, которые приводят к увеличению теплопередачи. Кроме того, можно отметить, что чувствительность HTC к увеличению качества пара более заметна при низком тепловом потоке, так как при этих условиях работы конвективное кипение сильнее. Это поведение также наблюдалось и теоретизировалось Кимом и Мудаваром [19] в их всестороннем обзоре основных механизмов теплопередачи во время кипения в потоке.
На рис. 4 представлены три графика, по одному для каждой температуры насыщения (20, 10 и 5 °C), где потери давления на трение нанесены в зависимости от среднего качества пара при различных массовых расходах ( G = 100, 150, 200 , и 300 кг м -2 с -1 ).Рис. 4 Температура насыщения 20 °C (слева), 10 °C (в центре) и 5 °C (справа)
Как и ожидалось, падение давления на трение увеличивается по мере увеличения массового расхода.
Кроме того, они также увеличиваются с увеличением качества пара. При очень высоких качествах пара они начинают уменьшаться, так как приближаются к значению, которое они имели бы в случае потока только пара.
На измерения падения давления на трение не влияет изменение теплового потока. По этой причине здесь приведены соответствующие графики.
НОВЫЙ R152a ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
В этом параграфе представлены экспериментальные результаты , полученные с R152a. На рисунке 5 показаны средние значения HTC в зависимости от среднего качества паров при различных массовых расходах (в данном случае G = 150, 200, 300 и 400 кг·м −2 с −1 ) и при тот же тепловой поток 20 кВт·м −2 .Рис. 5 20 кВт·м −2 . Температура насыщения 20 °C (слева), 15 °C (в центре) и 10 °C (справа)
При изучении R152a исследовались три разные температуры насыщения: 20 °C, 15 °C и 10 °C. Эти три диаграммы связаны с этими температурами.
На первый взгляд, в текущем диапазоне рабочих условий динамика графиков, полученных с R152a, очень похожа на динамику, наблюдаемую с R600a.Опять же, можно заметить увеличение HTC по мере увеличения массового расхода (+130%). Кроме того, HTC остается почти постоянной в зависимости от качества паров при низких массовых расходах ( HTC увеличивается до +15% при G = 150 кг·м −2 ‹ −1 ). С другой стороны, когда исследуемый массовый расход высок, HTC сильно зависит от качества пара ( HTC увеличивается до +140% при G = 400 кг м –2 с –1 ).Эти данные подтверждают, что два конкурирующих механизма теплопередачи: пузырьковое кипение и кипение в конвективном потоке, по-видимому, ведут себя так, как ожидалось и наблюдалось для R152a.
На рис. 6 представлена та же информация, что и на рис. 3, но в этом случае данные относятся к R152a. Среднее значение HTC построено в зависимости от среднего качества пара при постоянном массовом расходе 300 кг·м –2 с –1 и при четырех тепловых потоках (15, 20, 25 и 30 кВт·м –2).
).
Среднее значение HTC в сравнении со средним качеством пара при кипении потока R152a при q = 15, 20, 25 и 30 кВт·м −2 и G = 8 м 293 308 −1 . Температура насыщения 20 °C (слева), 15 °C (в центре) и 10 °C (справа)
Опять же, HTC имеет тенденцию к небольшому увеличению в зависимости от теплового потока (до +70% при паровые качества ниже, но в среднем + 18%). Кроме того, оно увеличивается при повышении качества пара, особенно в наборах данных, полученных при более низком тепловом потоке (+150% при q = 15 кВт·м −2 и t sat = 10 °C).Наконец, на рис. 7 показаны потери давления на трение, демонстрируемые R152a, текущим по трубе длиной 1300 мм. Падение давления на трение нанесено на график в зависимости от среднего качества пара при различных массовых расходах ( G = 150, 200, 300 и 400 кг·м -2 с -1 ).
Опять же, исследуются температуры насыщения 20, 15 и 10 °C.
Падение давления на трение в зависимости от среднего качества пара при кипении потока R152a при G = 150, 200, 300 и 400 кг·м −2 с −1 .Температура насыщения 20 °C (слева), 15 °C (в центре) и 10 °C (справа)
В этом случае полученный экспериментальный тренд также соответствует ожидаемому. Падение давления на трение увеличивается с увеличением массового расхода и среднего качества пара.
Оценка моделей
Для подтверждения качества полученных экспериментальных данных было выбрано сравнение значений HTC и падения давления на трение с несколькими корреляциями, представленными в открытой литературе.Исследуемая трубка имеет диаметр 4 мм, следовательно, ее можно считать «маленькой» или «компактной» трубкой, так как ее диаметр небольшой для стандартной трубки, но большой для мини-канала. экспериментальные данные собраны в каналах, имеющих такой гидравлический диаметр.
По этой причине довольно сложно найти корреляции, разработанные с банком данных, содержащим много данных о диаметре 4 мм. Он был выбран для рассмотрения классических соотношений, общепризнанных надежными для оценки коэффициента теплопередачи при кипении потока внутри трубы.Среди них корреляция, предложенная Гангором и Винтертоном [19], которая была разработана на 3693 данных, в основном для воды и других хладагентов, используемых в то время, таких как R11 и R12, в трубах диаметром от 2,95 мм до 32 мм. В любом случае основная часть данных была собрана в трубках диаметром от 15 до 20 мм. Также учитывалась корреляция Лю и Уинтертона [20]. Он основан на базе данных 4202 данных, полученных при проточном кипении в трубах диаметром от 3 до 32 мм.Опять же, данные получены при кипении потока воды и наличии множества хладагентов, таких как R12 и R22. Впоследствии корреляция Zhang et al. [21]. Основное внимание уделяется данным, собранным с помощью трубок малого диаметра, от 0,7 мм до 3,1 мм. В очередной раз появились данные о постепенном отказе от использования воды и хладагентов, таких как R11, R12 и R113.
Более поздняя модель Saitoh et al. [22], которая предлагает модифицированную корреляцию типа Чена, основанную на банке данных, содержащем также данные, собранные с R134a и 3.трубки диаметром 1 мм.
Модель Sun and Mishima [23] использовала базу данных из 2505 данных, полученных в трубках диаметром от 0,21 мм до 6,5 мм, среди которых есть данные по R134a.
Данные о кипении потока R134a также присутствуют в корреляции О и Сона [24], в данном случае внутри трубы диаметром 3,36 мм.
Еще более поздней является корреляция, предложенная Кимом и Мудаваром [25]. Он основан на очень большой базе данных экспериментальных испытаний, проведенных в каналах диаметром от 0.3 мм и 6 мм. В этом случае есть также 45 данных о R152a, который течет в трубке диаметром 1 мм, согласно Hamdar et al. [7].
Наконец, корреляция Sempertegui Tapia и Ribatski [6] содержит 1315 данных R600a в базе данных из 3409 данных, использованных для ее создания. Эти данные были собраны теми же авторами в трубке малого диаметра (1,1 мм) при относительно высоких температурах насыщения (31 °C и 41 °C).
Наконец, модель Fang et al. [26]. Это уравнение установлено в очень большой базе данных, включая данные R600a Yang et al.[4] и данные по R152a Hamdar et al. [7]. Fang и его группа в своем обзоре [1] протестировали несколько моделей и обнаружили, что Fang et al. [26] уравнение, использованное для R134a, R600a и R152a, превзошло любое другое рассмотренное ими уравнение. Следует подчеркнуть, что в их число вошли, в том числе, все модели, рассматриваемые в настоящей статье, за исключением моделей Семпертеги Тапиа и Рибатски [6] и О и Сона [25].
В таблице 4 приведены среднее относительное отклонение и среднее абсолютное отклонение между результатами, рассчитанными с помощью приведенных выше корреляций в хронологическом порядке, и экспериментальными данными HTC , представленными в этой статье.
Таблица 4 Относительные и абсолютные отклонения между корреляциями и экспериментальными данными HTC Модели с более низким абсолютным отклонением представлены Fang et al.
[26], Лю и Винтертон [20] и Ким и Мудавар [25].
Все три модели были созданы на основе очень большой базы данных, как с точки зрения количества данных, исследованных гидравлических диаметров, так и используемых хладагентов.
Вместо этого модель Sempertegui Tapia and Ribastki [6], которая содержит много данных R600a, оценивает текущие данные R600a как 29.8% (абсолютное отклонение). Однако следует подчеркнуть, что модель была предложена для труб меньшего диаметра, чем исследуемый в настоящей работе.
На рис. 8 показаны два графика, отображающие HTC , рассчитанные с использованием корреляций Fang et al. [26], Ким и Мудавар [25] и Лю и Винтертон [20] (три наилучшие корреляции) и экспериментальные данные. Корреляция Fang et al. [26] хорошо предсказывает как тренд, так и значения экспериментальных данных.
Рис. 8Расчетное среднее значение по сравнению с экспериментальным HTC Получено с R152a и R600a
Что касается падения давления, количество наборов данных, доступных в литературе для R600a и R152a, довольно ограничено, как представлено в Таблице 1.
Копетти и др. [3] заметили, что измерения падения давления на трение, проведенные с R600a, показали довольно большие отклонения от результатов, полученных с помощью обычных корреляций. Цю и др. [5] заметили, что модель Grönnerud [27] была уникальным методом, позволяющим правильно зафиксировать их измерения перепада давления изобутана, в то время как классические модели, такие как Friedel [28] и Műller Steinhagen and Heck [29], не работали приемлемо.В отличие от Yang et al. [4] нашли приемлемую согласованность своих данных с данными Мюллера Штейнхагена и Хека [29]. Подобные результаты были получены Хамдаром и соавторами [7] для их измерений R152a. Sempertegui Tapia и Ribatski [30] заметили, что Del Col et al. Модель [31] превзошла как модель Мюллера Штайнхагена и Хека [29], так и модель Фриделя [28] в оценке их измерений падения давления R600a.
По этой причине в настоящем исследовании было принято решение использовать шесть корреляций.
Вариант, предложенный Кимом и Мудаваром [32], является самым последним и основан на очень обширном банке данных из 2378 данных, в основном полученных с использованием R134a, протекающего по трубам с гидравлическим диаметром от 0,3 до 5,3 мм.
Также корреляции Sun и Mishima [23] и Wang et al. [33] были разработаны с некоторыми данными по R134a. Первый содержит данные в трубке диаметром от 0,2 мм до 6,5 мм, а второй R134a протекал в круглой трубке диаметром 6,5 мм.
Кроме того, были проверены более классические корреляции, такие как Мисима и Хибики [34], Фридель [28] и Мюллер-Штайнхаген и Хек [29]. Последние два уравнения были реализованы и проверены на очень больших базах данных, однако они были разработаны для других групп хладагентов, которые существовали в то время, а сейчас их производство постепенно прекращается. Мисима и Хибики [34] окончательно разработали двухфазный поток вода-воздух в вертикальной небольшой трубке.
В таблице 5 показано среднее относительное отклонение и среднее абсолютное отклонение между этими корреляциями падения давления на трение, перечисленными в хронологическом порядке, и экспериментальными данными.
Таблица 5 Относительные и абсолютные отклонения между корреляциями и экспериментальными данными о падении давления на трение [33] (15,9% и 14,9% для данных R600a и R152a соответственно), за которыми следуют Ким и Мудавар [32], Мюллер Штайнхаген и Хек [29] и Фридель [28].
Кроме того, чтобы дать прямую и четкую информацию о четырех наилучших корреляциях, оценочные значения нанесены на график в зависимости от экспериментальных потерь давления на трение R600a и R152a на рис.9.
Рис. 9Расчетные и экспериментальные потери давления на трение, полученные для R152a и R600a
Сравнение хладагентов хладагенты, которые могут использоваться для замены R134a.
На самом деле вопрос поэтапного отказа от R134a по-прежнему актуален. R134a, вероятно, является одним из самых распространенных хладагентов за последние двадцать лет.Он использовался в самых разных областях холодоснабжения: бытовом охлаждении, автомобилестроении, больших чиллерах, кондиционерах. По этой причине важно найти экологически чистые альтернативы, которые могут заменить его. В таблице 6 перечислены основные теплофизические свойства R134a, R600a и R152a, оцененные с помощью Refprop v.10 [17] при температуре насыщения 20 °C.
Таблица 6 Основные теплофизические свойства R134a, R600a и R152a, оцененные с помощью Refprop v.
10 [17] при температуре насыщения 20 °C один.R134a имеет самое высокое пониженное давление. R152a имеет приведенное давление на 20% ниже, а R600a примерно на 40% ниже, чем R134a.
R134a также имеет самую высокую плотность жидкости и пара, тогда как R600a имеет самую низкую (-55% для жидкости и - 72% для пара).
Другим свойством, отличающимся у трех хладагентов, является скрытая теплота. В этом случае у R600a самый высокий показатель, почти в два раза выше, чем у R134a. R152a имеет скрытую теплоту на 50% больше, чем у R134a.
С другой стороны, теплопроводность у всех трех хладагентов одинакова.R152a имеет теплопроводность жидкости на 20% больше, чем у R134a, а у R600a примерно на 10% больше, чем у R134a.
Различные теплофизические свойства приводят к разным характеристикам теплопередачи. Можно использовать несколько теоретических или полуэмпирических подходов, как описано, например, в Longo et al. [35], чтобы правильно ранжировать характеристики теплопередачи жидкостей, связав их коэффициент теплопередачи с их падением температуры насыщения, которое связано с их падением давления.
Этот комплексный подход выходит за рамки настоящей статьи. Здесь мы предпочитаем сравнивать исходные экспериментальные точки, представленные ранее, с некоторыми экспериментальными измерениями, полученными с R134a на той же установке и уже представленными в [14].
На рис. 10 представлено сравнение между R134a, R600a и R152a HTC при одинаковых рабочих условиях. Это: тепловой поток q = 20 кВт·м −2 , G = 300 и 200 кг·м −2 с −1 , температуры насыщения 20 и 10°C.
Рис. 10Сравнение между R134a, R600A и R152A Коэффициенты теплообмена в тех же рабочих условиях
Первый граф Выставки G = 300 кг м -2 и -2 и T насыщ. = 20 °C.
При низком качестве паров все три хладагента имеют одинаковые характеристики. Однако HTC из R600a в большей степени зависит от конвективного вклада, и он более значительно увеличивается с увеличением качества пара (переходя от минимального к максимальному качеству пара, R600a HTC увеличивается примерно на +110%, в то время как R134a один из примерно +20%).
По этой причине при высоких качествах пара R600a превосходит другие хладагенты ( HTC примерно на 45% выше, чем R134a).
Конвективный механизм усиливается более низким приведенным давлением R600a, а также более низкой плотностью паров.
Вместо этого, когда хладагенты сравниваются при более низкой массовой скорости (см. второй график, где G = 200 кг·м −2 с −1 ), конвективный механизм менее важен и дает меньший вклад в увеличение HTC .По этой причине характеристики трех хладагентов эквивалентны.
Снижение температуры насыщения усиливает вклад конвективного теплообмена. Третий и четвертый графики на рис. 10 получены при температуре насыщения 10 °C.
R600a — это жидкость, на которую больше всего влияет снижение температуры насыщения из-за ее более низкого давления насыщения и пониженного давления. По этой причине на него в основном влияет увеличение конвективного вклада, и он превосходит другие хладагенты по высоким качествам пара (+75% по сравнению с R134a).
По той же причине R134a является хладагентом с самым низким HTC среди трех исследованных.
Пониженное давление также оказывает большое влияние на падение давления. На рис. 11 представлены потери давления на трение при тех же рабочих условиях, что и на рис. 10.
Рис. 11Сравнение падений давления на трение между R134a, R600a и R152a при одинаковых рабочих условиях
В этом случае более высокое пониженное давление приводит к меньшим перепадам давления.И по этой причине R134a имеет самые низкие потери давления среди хладагентов во всех условиях (до 3-х раз ниже при высоких качествах пара и больших массовых скоростях).
Поскольку для замены R134a в холодильных системах предлагаются два альтернативных хладагента, может быть интересно сравнить три жидкости, имеющие в качестве цели «одинаковую холодопроизводительность», которая определяется как произведение скрытой теплоты и массового расхода. Следовательно, чтобы иметь одинаковую холодопроизводительность при заданном изменении качества пара и сохранении в качестве эталона необходимого массового расхода R134a, массовый расход R600a должен быть почти вдвое меньше, а R152a должен быть примерно на 40% ниже тот самый R134a.
Таким образом, учитывая всю скрытую теплоту (т. е. изменение качества пара на 1), можно провести обоснованное сравнение между тремя хладагентами.
На рис. 12 представлено сравнение хладагентов с одинаковой холодопроизводительностью при двух температурах насыщения: 20 °C и 10 °C в отношении HTC и падения давления на трение.
Рис. 12Сравнение коэффициентов теплопередачи R134a, R600a и R152a и падения давления на трение при одинаковой холодопроизводительности
В этом случае характеристики трех хладагентов очень похожи друг на друга.R134a немного превосходит две другие жидкости при температуре насыщения 20 °C, но при 10 °C характеристики накладываются друг на друга. Те же выводы можно сделать, анализируя соответствующие потери давления на трение.
Как показали экспериментальные испытания, представленные в этой статье, в процессе кипячения в потоке в круглом рубле можно сказать, что и R600a, и R152a являются потенциально хорошими заменителями R134a.