Термодинамічні властивості озононеруйнівних холодоагентів та їх розчинів з мастилами

Однак дорогий і тривалий процес експериментального дослідження, при безперервно збільшуваній номенклатурі холодоаґентів і компресорних мастил, у ряді випадків є малоефективним. Тому в дисертації розроблено нові методи прогнозування термодинамічних властивостей холодоаґентів і розчинів холодоаґент/мастило (див. розділ 5).

Аналізуючи ситуацію, що склалася на сьогоднішній день у холодильному машинобудуванні як суперечливу, автор дійшов до висновку, що основними стримуючими технологічний прогрес факторами є спроби вирішити нові екологічні проблеми з використанням традиційних методів дослідження. З метою усунення цієї суперечності в дисертації пропонується методика еколого-термоекономічного аналізу ефективності холодильного обладнання (див. розділ 8).

Четвертий розділ дисертації присвячено опису розроблених автором експериментальних установок для дослідження густини, фазових рівноваг, критичних параметрів, поверхневого натягу чистих холодоаґентів та їх сумішей, а також термічних властивостей РХМ та ізохорної теплоємності. Коротко викладено методики проведення експериментів, виконано аналіз похибки одержаних даних і наведено результати експериментальних досліджень.

Дослідження густини, фазових рівноваг і критичних параметрів холодоаґентів виконано на експериментальній установці, що реалізує метод змінного об’єму. На даній установці було одержано нові дані щодо критичних параметрів і термічних властивостей холодоаґенту R134a у паровій та рідкій фазах в інтервалі параметрів 262Т345 К і тисків 0. 3 Р 4. 5 МПа, а також з термічних властивостей холодоаґенту R125 на чотирьох ізотермах у діапазоні температур 259Т332 К і тисків 0. 4Р 5. 0 МПа. Дослідження фазових рівноваг суміші R218-R134а виконано на 14 складах у діапазоні температур 270. 53Т331. 78 К. Встановлено, що у вивченому інтервалі параметрів стану система R218-R134а утворює додатний азеотроп постійного складу Х=0. 405 моль/моль. Вимірювання термічних властивостей суміші азеотропного складу проведено в температурному інтервалі 270. 53Т331. 78 К на п’яти ізотермах і в інтервалі тисків 0. 3339Р5. 5812 МПа. Значну увагу приділено дослідженню розмитих фазових переходів в околі лінії конденсації і запропоновані рекомендації, що сприяють усуненню методичних похибок.

Дослідження фазових рівноваг суміші R152а-R134а було виконано на восьми складах у діапазоні температур 270. 53Т353. 12 К. Характерною особливістю суміші R152а-R134а є її квазіазеотропність у досліджених інтервалах параметрів. Вимірювання термічних властивостей суміші R152а-R134а проведено на двох складах Х=0. 353 та Х=0. 594 моль/моль в температурному інтервалі 270. 53Т363. 95 К на восьми ізотермах і в інтервалі тисків 0. 3908Р5. 5842 МПа. Вимірювання критичних температур ТС, критичних тисків РС та критичних густин С було проведено на трьох складах кожної з досліджуваних сумішей. Для суміші R218-R134a визначено параметри подвійної критичної точки (ТС=343. 10 К; РС= 2. 8312 МПа; С=610 кг/м3).

Дослідження термічних властивостей суміші R23-R116 проведено для семи складів: 0. 1015; 0. 2234; 0. 3600: 0. 4736; 0. 7010; 0. 8767 в інтервалі температур 240Т304 К і тисків 0. 64Р6. 3 МПа. Встановлено, що суміш R23-R116 утворює додатний азеотроп з практично постійним складом Х=0. 36 моль/моль. Критичні параметри суміші R23-R116 були виміряні для дев’яти складів.

Термічні властивості суміші холодоаґентів R22-R142b (0. 55/0. 45 моль/моль) виміряно на трьох ізотермах 304. 61 К, 323. 75 та 336. 78 К в інтервалі тисків до 1. 9 МПа в рідкій фазі та до 0. 59 – у перегрітій парі.

Проведені в дисертації дослідження дозволили розширити існуючу базу експериментальних даних з термічних властивостей і фазових рівноваг сумішей R125-R32 та R143а-R125, а саме:

 методом п’єзометра змінного об’єму для суміші R125-R32 проведено Р--Т-Х вимірювання при температурах 280Т380 К і тисках 0. 7Р3. 8 МПа на трьох концентраціях (0. 2588, 0. 6539, 0. 7492) ; для суміші R143а-R125 при температурах 280Т340 К і тисках 0. 6Р2. 7 МПа на двох концентраціях (0. 2405, 0. 7786) ;

 одержана інформація про фазові рівноваги рідина-пара: для суміші R125-R32 при температурах 280T330 К і тисках 0. 9Р3. 7 МПа на трьох концентраціях (0. 2588, 0. 6539, 0. 7492) та при температурах 210T240 К і тисках 0. 05Р0. 2 МПа також для трьох концентрацій (0. 2590, 0. 5005, 0. 7175) ; для суміші R143a-R125 на двох концентраціях (0. 2405, 0. 7786) при температурах 280T330 К і тисках 0. 8Р2. 9 МПа і для трьох концентрацій (0. 1626, 0. 3577, 0. 5668) в інтервалі температур 215T240 К і тисків 0. 05Р0. 2 МПа. Для концентрацій (0. 6539, 0. 7492) суміші R125-R32 та концентрацій (0. 2405, 0. 7786) суміші R143a-R125 були виміряні критичні параметри.

Виконаний аналіз показує, що похибка вимірювання термічних властивостей холодоаґентів складає: T=0. 015 К, P 0. 9010-3 МПа (для МП-6), P0. 3510-2 МПа (для МП-60), X=0. 910-3. Максимальна похибка визначення густин  в рідкій і газовій фазах досліджених речовин складає 3. 2 кг/м3 та 0. 09 кг/м3 відповідно.