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理化所混合工质热物性研究取得新进展

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理化所混合工质热物性研究取得新进展

摘要:   混合工质节流制冷技术是制冷与低温工程学科的一个学习热点。而相平衡特性是混合物最为关键的基础热物性之一,是进行系统循环性能学习的前提。  围绕混合工质相平衡问题,中国科学院理化技术学习所低温与制冷工 ...

  混合工质节流制冷技术是制冷与低温工程学科的一个学习热点。而相平衡特性是混合物最为关键的基础热物性之一,是进行系统循环性能学习的前提。
  围绕混合工质相平衡问题,中国科学院理化技术学习所低温与制冷工程学习中心混合工质课题组进行了系列学习工作,在理论和实验方面取得重要突破,并得到国际同行认可。近期,理论学习工作Modeling Vapor Liquid Phase Equilibrium for CxHy + CxHyFz Using PR And PCSAFT 被Industrial  Engineering Chemistry Research 选为2017年第2期亮点工作(highlighted paper,图1)加以介绍。文章中,学习人员发现了半经验立方型状态方程PR与基于微扰理论的PCSFAT状态方程间的内在联系,建立了能量参数以及体积参数的线性关系(图2),同时发现了混合物中二元参数的变化规律(图3左),揭示了极性+非极性体系的作用特征,由此建立了简单的预测模型,可合理预测HC+HFC类体系汽液相平衡(图3右),并准确进行相关体系制冷及热泵循环性能模拟。
  此前,该课题组的实验学习工作Vapor+Liquid Equilibria of the R1234ze(E) + R600a System at Various Temperatures from (258.150 to 288.150) K 被美国化学学会期刊Journal of Chemical  Engineering Data 选为亮点工作(图6)加以介绍。课题组基于汽液循环方法,采用均温结构设计,实现±1mK/30min的高精度控温,所建立的汽液相平衡实验装置(图4),其测量不确定度可达温度5mK,压力0.5kPa,组分0.005,居国际先进水平。



  图1 理论学习工作被Industrial  Engineering Chemistry Research 选为2017年第2期亮点工作



  图2 PCSAFT方程与PR方程中能量参数与体积参数的线性关系



  图3 (左图)对HFCs+HCs体系采用PR-VDW模型和PCSAFT方程拟合的二元相互作用参数;(右图)拟合和预测的PR-VDW二元参数对最劣体系VLE复现



  图4 实验装置



  图5 实验装置



  图6 此前该课题组的实验学习工作被Journal of Chemical  Engineering Data 选为亮点工作理化所混合工质热物性研究取得新进展  |  责任编辑:虫子

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