R1234yf/R134a二元混合工質(zhì)的熱物理性質(zhì)

孫維棟，張 鵬，張 昌

（武漢紡織大學(xué)，湖北武漢 430200）

1 前言

雖然目前R134a能夠很好地替代之前的R12并被廣泛用于汽車空調(diào)，但歐洲在2006年通過的F-Gas法案規(guī)定，2017年出廠的新車不得使用GWP大于150的制冷劑［1］。GWP值近1430的R134a將會被逐步淘汰。R1234yf在毒性、燃燒性及安全性方面的表現(xiàn)與 R134a 相當(dāng)［2，3］，其 GWP只有4。R1234yf與R134a的熱力性質(zhì)相當(dāng)［4］，有可能在不改變設(shè)備的前提下替代R134a。但是，R1234yf與潤滑油的互溶性和與系統(tǒng)中所有材料的相容性研究較為滯后。為了在原有系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提下降低制冷劑的GWP值，改用R1234yf/R134a混合制冷劑是一種可行的方法。國內(nèi)外學(xué)者對R1234yf/R134a混合物做了大量的研究工作。Akasaka R等測量了R1234yf/R134a的臨界參數(shù)，并用Helmholtz能量方程建立了熱力學(xué)模型［5］。Kamiak T等對R1234yf/R134a的氣液相平衡特性進(jìn)行了實(shí)驗研究［6～8］。Chen Q等測量了R1234yf/R134a在氣相區(qū)的PVTx性質(zhì)［9］。Bi SS等測量了R1234yf/R134a的表面張力和液體運(yùn)動黏度［10］。Kedzierski M等對共沸物R513A（R1234yf/R134a 56/44wt%）在微肋管中的流動沸騰換熱性能進(jìn)行了研究［11］。Schultz K 及 Kasai K 等分別對R513A和D4Y（R1234yf/R134a 60/40wt%）在螺桿式冷水機(jī)組中的循環(huán)性能進(jìn)行了研究［12，13］。Lee Y等研究了不同工況，不同組分配比時R1234yf/R134a在熱泵實(shí)驗臺中的運(yùn)行性能，且其指出當(dāng)R134a的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于10%時混合物的可燃性會消失［14］。但是，目前關(guān)于R1234yf/R134a混合物焓、熵等熱力性質(zhì)方面的文獻(xiàn)報導(dǎo)較少。本文用PR方程結(jié)合vdW和HV混合法則建立R1234yf/R134a二元混合工質(zhì)的熱物性模型，分析發(fā)現(xiàn)2種方式均可以較好地描述R1234yf/R134a的VLE特性，對混合物氣相區(qū)的PVTx性質(zhì)也具有較高的計算精度。之后根據(jù)余函數(shù)法推導(dǎo)出混合物的焓、熵等熱力性質(zhì)，為R1234yf/R134a直接替代的工程研究提供計算模型。……