Определяет теплофизические свойства нескольких широко используемых хладагентов и смесей хладагентов. Стандарт применим к хладагентам R12, R22, R32, R123, R125, R134a, R143a, R152a, R717 (аммиак) и R744 (диоксид углерода) и к смесям хладагентов R404A, R407С, R410A и R507A. Включены следующие свойства: плотность, давление, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, теплоемкость при постоянном давлении, теплоемкость при постоянном объеме, скорость звука и коэффициент Джоуля-Томсона, как в однофазном состоянии, так и на границе насыщения жидкости/пара. Числовое обозначение хладагентов - в соответствии с ИСО 817.
Идентичен ISO 17584:2005
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Вычисление свойств хладагентов
5 Характеристики для индивидуальных хладагентов
5.1 Общие положения
5.2 R744. Диоксид углерода
5.3 R717. Аммиак
5.4 R12. Дихлордифторметан
5.5 R22. Хлородифторметан
5.6 R32. Дифторметан
5.7 R123. 2,2-Дихлор-1 ,1 ,1-трифторэтан
5.8 R125. Пентафторэтан
5.9 R134а. 1,1,1,2-Тетрафторэтан
5.10 R143а. 1,1,1-Трифторэтан
5.11 R152а. 1,1-Дифторэтан
5.12 R404А — R125/143а/134а (44/52/4)
5.13 R407С — R32/125/134а (23/25/52)
5.14 R410А — R32/125 (50/50)
5.15 R507А — R125/143а (50/50)
Приложение А (обязательное) Требования для заявления о соответствии настоящему стандарту
Приложение В (справочное) Вычисление термодинамических свойств чистых текучих сред из уравнения состояния
Приложение С (справочное) Вычисление термодинамических свойств смесей из уравнений состояния
Приложение D (справочное) Литературные ссылки на уравнения состояния и проверочные значения))
Приложение Е (справочное) Изменчивость свойств смеси из-за допустимых отклонений состава
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам)
Библиография
73 страницы
Дата введения | 01.01.2016 |
---|---|
Добавлен в базу | 12.02.2016 |
Актуализация | 01.01.2021 |
24.06.2015 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 793-ст |
---|---|---|---|
Разработан | ФГУП ВНИИ СМТ | ||
Издан | Стандартинформ | 2015 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСТ Р исо 17584—
2015
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫМ СТАНДАРТ РОССИ ЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
(IDT)
Издание официальное
Москва Стандартинформ 2015 |
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий» (ФГУП «ВНИИ СМТ») на основе собственного аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 международного стандарта
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 60 «Химия»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. № 793-ст
4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 17584:2005 «Свойства хладагентов» (ISO 17584:2005 «Refrigerant properties»).
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт Российской Федерации, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
© Стандартинформ, 2015
Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Фу,excess — hj к^к ехр( ^" j. (21)
к
Функция фу excess будет, как правило, изменяться от смеси к смеси, коэффициенты и показатели степени приведены в табличной форме в разделе 5 для смесей хладагентов, включенных в настоящий стандарт. Во всех случаях вклады чистых компонентов являются такими, как определено в разделе 5 настоящего стандарта.
Методы для вычисления термодинамических свойств из уравнения состояния приведены в приложении С.
4.4 Применение
Алгоритм соответствует настоящему стандарту, если он непосредственно применяет одно или более уравнений состояния, приведенных в разделе 4 вместе с методами вычисления термодинамических свойств, приведенными в приложении В, и также воспроизводит для применяемых жидкостей «проверочные значения», приведенные в приложении D.
4.5 Альтернативное применение
Алгоритм соответствует настоящему стандарту, если может любым способом воспроизводить значения термодинамических свойств, определенные в настоящем стандарте для текучих сред, включенных в настоящий стандарт. Заявление о соответствии алгоритма по данному разделу может быть применено к полному диапазону значений температуры, давления и плотности и к полному множеству свойств или поддиапазонов условий и/или подмножеству свойств. Допустимые отклонения между значениями свойств, определенными в настоящем стандарте, и значениями свойств, полученными при помощи альтернативного применения, отличаются в зависимости от свойства и определены в приложении А.
4.6 Подтверждение соответствия
Компьютерная программа или другое применение настоящего стандарта должно удовлетворять требованиям, определенным в приложении А, чтобы можно было заявлять о соответствии настоящему стандарту. Это требование должно быть проверено разработчиком определенного применения.
5.1 Общие положения
Следующие подразделы определяют уравнения состояния, используемые для вычисления свойств каждого хладагента, на который распространяется настоящий стандарт, а также упорядочивают в табличной форме свойства в состоянии границы жидкости и насыщенного пара. В таблицах коэффициентов и показателей степеней все неприведенные члены равны нулю.
5.2 R744. Диоскид углерода
5.2.1 Диапазон действия
Коэффициенты действуют в следующих диапазонах:
Tmin = 216,592 К, Ттах = 1100 К, ртах = 800 МПа; р = 37,24 моль/л (1639 кг/м3)
Таблица! — Коэффициенты и показатели степени для составляющей идеального газа | ||||||||||||||||||||||||||||
|
Т аблица2 — Коэффициенты и показатели степени для составляющей реального газа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Т аблицаЗ — Коэффициенты и показатели степеней в критической точке | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Г = 304,1282 К, р'= 10,6249063 моль/л, М = 44,0098 г/моль, R = 8,31451 Дж/(моль К).
Tref = 273,15 К, pref = 1,0 кПа, /?ref= 21389,328 Дж/моль, sref = 155,7414 Дж/(моль-К), f, = 5,80555135, f2 = 1555,79710.
Таблица4 — Свойства R744 на границе жидкости и насыщенного пара | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Свойство хлада гента |
Тем пера тура, °С |
Дав- пе ние, МПа |
Плот ность, кг/м3 |
Внут ренняя энер гия, кДж/кг |
Эн-тал ь-пия, кДж/кг |
Энтропия, кДж/ (кг-К) |
с,, кДж/ (кг-К) |
к/^ж/ (кг-К) |
Ско рость звука, м/с |
Коэф фи циент J-T, К/МПа |
Жидкость Пар |
20,00 |
5,7291 |
773,4 194,202 |
248,46 378,36 |
255.87 407.87 |
1,1877 1,7062 |
1,0114 1,0725 |
4,2637 4,5599 |
337,6 196,09 |
1,4973 10,88 |
Жидкость Пар |
25,00 |
6,4342 |
710,5 242,732 |
265,73 367,92 |
274,78 394,43 |
1,2485 1,6498 |
1,0704 1,1819 |
6,4674 8,2123 |
274,3 189,12 |
2,2565 9,62 |
Жидкость Пар |
30,00 |
7,2137 |
593,3 345,102 |
292,40 344,23 |
304,55 365,13 |
1,3435 1,5433 |
1,4063 1,5228 |
35,3384 55,8217 |
177,2 171,26 |
4,2789 7,39 |
Критическая точка |
30,98 |
7,3773 |
467,6 |
316,47 |
332,25 |
1,4336 |
Ь |
Ь |
Ь |
5,8665 |
а Тройная точка. ь Значения Cv ,CD и и/в критической точке не являются частью настоящего стандарта. |
Коэффициенты действуют в следующем диапазоне:
rmin = 195,495 К; Tmax = 700 К; ртах = 1000 МПа; ртах = 52915 моль/л (901 кг/м3).
Таблица 5 — Коэффициенты и показатели степени составляющей идеального газа [ уравнения (3)—(5)] | ||||||||||||
|
Таблица 6 — Коэффициенты и показатели степени составляющей реального газа [уравнение (2)] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
к |
Nk |
к |
к |
«К | |
17 |
0,02281556 |
10 |
4 |
2 |
1 |
18 |
-0,006663444 |
5 |
3 |
3 |
1 |
19 |
-0,008847486 |
7,5 |
1 |
3 |
1 |
20 |
0,002272635 |
15 |
2 |
3 |
1 |
21 |
-0,0005588655 |
30 |
4 |
3 |
1 |
Т' = 405,4 К, р' = 13,21177715 моль/л, М= 17,03026 г/моль, R = 8,314471 Дж/(мольК).
Tref = 273,15 К; pref = 1,0 кПа; ftref = 25558,797 Дж/моль; sref= 147,9910 Дж/(моль-К); 7, = -24,401; f2= 1725,27155.
Таблица 7 — Свойства R717 на границе жидкости и насыщенного пара | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Свойство хладагента |
Тем- пе- ра- тура, °С |
Дав- пе ние, МПа |
Плот ность, кг/м3 |
Внут ренняя энергия, кДж/кг |
Энталь пия, кДж/кг |
Энтропия, кДж/ (кг-К) |
кДж/ (кг-К) |
5°ж/ (кг-К) |
Ско рость зву ка, м/с |
Коэф фи циент J-T, К/МПа |
Жидкость Пар |
-10,00 |
0,2907 |
652,1 2,391 |
153,56 1329,10 |
154,01 1450,70 |
0,8293 5,7569 |
2,8162 1,8446 |
4,5636 2,5419 |
1602,1 397,45 |
-0,1550 43,63 |
Жидкость Пар |
-5,00 |
0,3548 |
645,4 2,885 |
176,39 1333,70 |
176,94 1456,67 |
0,9152 5,6877 |
2,8082 1,8802 |
4,5895 2,6082 |
1566,4 399,25 |
-0,1472 40,32 |
Жидкость Пар |
0,00 |
0,4294 |
638,6 3,457 |
199,33 1338,02 |
200,00 1462,24 |
1,0000 5,6210 |
2,8003 1,9176 |
4,6165 2,6799 |
1530,5 400,82 |
-0,1388 37,33 |
Жидкость Пар |
5,00 |
0,5157 |
631,7 4,115 |
222,39 1342,05 |
223,21 1467,39 |
1,0837 5,5568 |
2,7926 1,9569 |
4,6451 2,7575 |
1494,4 402,16 |
-0,1297 34,63 |
Жидкость Пар |
10,00 |
0,6150 |
624,6 4,868 |
245,58 1345,77 |
246,57 1472,11 |
1,1664 5,4946 |
2,7851 1,9979 |
4,6757 2,8413 |
1458,1 403,24 |
-0,1198 32,19 |
Жидкость Пар |
15,00 |
0,7285 |
617,5 5,727 |
268,91 1349,17 |
270,09 1476,38 |
1,2481 5,4344 |
2,7780 2,0406 |
4,7088 2,9318 |
1421,5 404,07 |
-0,1090 29,97 |
Жидкость Пар |
20,00 |
0,8575 |
610,2 6,703 |
292,38 1352,22 |
293,78 1480,16 |
1,3289 5,3759 |
2,7711 2,0849 |
4,7448 3,0296 |
1384,5 404,63 |
-0,0971 27,96 |
Жидкость Пар |
25,00 |
1,0032 |
602,8 7,807 |
316,00 1354,92 |
317,67 1483,43 |
1,4088 5,3188 |
2,7647 2,1308 |
4,7844 3,1353 |
1347,1 404,92 |
-0,0840 26,13 |
Жидкость Пар |
30,00 |
1,1672 |
595,2 9,053 |
339,80 1357,24 |
341,76 1486,17 |
1,4881 5,2631 |
2,7587 2,1782 |
4,8282 3,2500 |
1309,3 404,92 |
-0,0695 24,45 |
Жидкость Пар |
35,00 |
1,3508 |
587,4 10,457 |
363,77 1359,16 |
366,07 1488,34 |
1,5666 5,2086 |
2,7532 2,2272 |
4,8771 3,3745 |
1271,0 404,63 |
-0,0534 22,92 |
Жидкость Пар |
40,00 |
1,5554 |
579,4 12,034 |
387,95 1360,65 |
390,64 1489,91 |
1,6446 5,1549 |
2,7484 2,2776 |
4,9318 3,5104 |
1232,1 404,03 |
-0,0353 21,52 |
Жидкость Пар |
45,00 |
1,7827 |
571,3 13,803 |
412,35 1361,68 |
415,48 1490,83 |
1,7220 5,1020 |
2,7443 2,3294 |
4,9935 3,6593 |
1192,7 403,12 |
-0,0152 20,24 |
Жидкость Пар |
50,00 |
2,0340 |
562,9 15,785 |
437,01 1362,22 |
440,62 1491,07 |
1,7990 5,0497 |
2,7411 2,3828 |
5,0635 3,8233 |
1152,6 401,88 |
0,0076 19,06 |
Жидкость Пар |
55,00 |
2,3111 |
554,2 18,006 |
461,93 1362,22 |
466,10 1490,57 |
1,8758 4,9977 |
2,7389 2,4377 |
5,1434 4,0051 |
1111,7 400,29 |
0,0333 17,98 |
Жидкость Пар |
60,00 |
2,6156 |
545,2 20,493 |
487,17 1361,63 |
491,97 1489,27 |
1,9523 4,9458 |
2,7379 2,4942 |
5,2351 4,2084 |
1070,2 398,34 |
0,0626 16,98 |
Жидкость Пар |
65,00 |
2,9491 |
536,0 23,280 |
512,76 1360,41 |
518,26 1487,09 |
2,0288 4,8939 |
2,7382 2,5525 |
5,3411 4,4376 |
1027,7 396,01 |
0,0960 16,05 |
Жидкость Пар |
70,00 |
3,3135 |
526,3 26,407 |
538,75 1358,46 |
545,04 1483,94 |
2,1054 4,8415 |
2,7402 2,6126 |
5,4648 4,6990 |
984,4 393,29 |
0,1346 15,19 |
Жидкость Пар |
75,00 |
3,7105 |
516,2 29,923 |
565,19 1355,73 |
572,37 1479,72 |
2,1823 4,7885 |
2,7441 2,6748 |
5,6103 5,0009 |
940,0 390,14 |
0,1793 14,39 |
Жидкость Пар |
80,00 |
4,1420 |
505,7 33,888 |
592,15 1352,08 |
600,34 1474,31 |
2,2596 4,7344 |
2,7503 2,7393 |
5,7837 5,3546 |
894,7 386,54 |
0,2317 13,65 |
Жидкость Пар |
85,00 |
4,6100 |
494,5 38,376 |
619,72 1347,40 |
629,04 1467,53 |
2,3377 4,6789 |
2,7594 2,8066 |
5,9930 5,7766 |
848,1 382,47 |
0,2935 12,94 |
Жидкость Пар |
90,00 |
5,1167 |
482,8 43,484 |
648,01 1341,52 |
658,61 1459,19 |
2,4168 4,6213 |
2,7719 2,8770 |
6,2501 6,2907 |
800,4 377,88 |
0,3674 12,27 |
Жидкость Пар |
95,00 |
5,6643 |
470,2 49,340 |
677,14 1334,20 |
689,19 1449,01 |
2,4973 4,5612 |
2,7886 2,9511 |
6,5731 6,9332 |
751,3 372,74 |
0,4569 11,63 |
Окончание таблицы 7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Коэффициенты действуют в следующем диапазоне:
Tmin = 116,099 К; Ттах = 525 К; ртах = 200 МПа; ртах = 15,13 моль/л (1829 кг/м3).
Таблица 8 — Коэффициенты и показатели степени составляющей идеального газа [уравнения (3) — (5)]
| ||||||||||||||||||||||||
Таблица 9 — Коэффициенты и показатели степени составляющей реального газа |
к |
"к |
к |
dk |
к |
ак |
1 |
0,2075343402-101 |
0,5 |
1 |
0 |
0 |
2 |
-0,2962525996-101 |
1 |
1 |
0 |
0 |
3 |
0,1001589616-Ю-1 |
2 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0,1781347612-10-1 |
2,5 |
2 |
0 |
0 |
5 |
0,2556929157-10"1 |
-0,5 |
4 |
0 |
0 |
6 |
0,2352142637-10-2 |
0 |
6 |
0 |
0 |
7 |
-0,8495553314-10"4 |
0 |
8 |
0 |
0 |
к |
"к |
к |
dk |
1к |
ик |
8 |
-0,1535945599-10-1 |
-0,5 |
1 |
1 |
1 |
9 |
-0,2108816776 |
1,5 |
1 |
1 |
1 |
10 |
-0,1654228806-10-1 |
2,5 |
5 |
1 |
1 |
11 |
-0,1181316130-Ю-1 |
-0,5 |
7 |
1 |
1 |
12 |
-0,4160295830 -Ю"4 |
0 |
12 |
1 |
1 |
13 |
0,2784861664-10-4 |
0,5 |
12 |
1 |
1 |
14 |
0,1618686433-10“5 |
-0,5 |
14 |
1 |
1 |
15 |
-0,1064614686 |
4 |
1 |
2 |
1 |
16 |
0,9369665207-10-3 |
4 |
9 |
2 |
1 |
17 |
0,2590095447-10-1 |
2 |
1 |
3 |
1 |
18 |
-0,4347025025 -10-1 |
4 |
1 |
3 |
1 |
19 |
0,1012308449 |
12 |
3 |
3 |
1 |
20 |
-0,1100003438 |
14 |
3 |
3 |
1 |
21 |
-0,3361012009-10-1 |
0 |
5 |
3 |
1 |
22 |
0,3789190008-10-1 |
14 |
9 |
4 |
1 |
5.4.2 Приведенные параметры, молярная масса и газовая постоянная
Т' = 385,12 К, р' = 4,672781 моль/л, М = 120,913 г/моль, R = 8,314471 Дж/(моль К).
5.4.3 Справочные параметры состояния
Tref = 273,15 К; pref = 1,0 кПа; /?ref = 43261,068 Дж/моль; sref = 237,7532 Дж/(моль К); f, = 1,62269755; f2 = 3621,28429.
Таблица 10 — Свойства R12 на границе жидкости и насыщенного пара | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Свойство хладагента |
Темпе ратура, °С |
Давле ние, МПа |
Плот ность, кг/м3 |
Внут ренняя энер гия, кДж/кг |
Эн таль пия, кДж/кг |
Энтропия, кДж/ (кг-К) |
кДж/ (кг К) |
к^ж/ (кг-К) |
Ско рость звука, м/с |
Коэф фи циент J-T, К/МПа |
Жидкость Пар |
-115,00 |
0,000250 |
1718,4 0,02297 |
101,08 288,72 |
101,08 299,59 |
0,5338 1,7890 |
0,5266 0,3559 |
0,8145 0,4248 |
1104,5 113,89 |
-0,5428 155,54 |
Жидкость Пар |
-110,00 |
0,000436 |
1705,3 0,03887 |
105,15 290,51 |
105,15 301,72 |
0,5591 1,7640 |
0,5263 0,3640 |
0,8152 0,4330 |
1081,1 115,45 |
-0,5395 138,34 |
Жидкость Пар |
-105,00 |
0,000732 |
1692,2 0,06339 |
109,23 292,34 |
109,23 303,89 |
0,5838 1,7414 |
0,5265 0,3719 |
0,8166 0,4410 |
1058,0 116,99 |
-0,5355 123,68 |
Жидкость Пар |
-100,00 |
0,00119 |
1679,1 0,1000 |
113,32 294,20 |
113,32 306,09 |
0,6077 1,7210 |
0,5272 0,3798 |
0,8186 0,4491 |
1035,0 118,49 |
-0,5308 111,11 |
Жидкость Пар |
-95,00 |
0,00187 |
1666,0 0,1529 |
117,42 296,10 |
117,42 308,32 |
0,6310 1,7026 |
0,5283 0,3876 |
0,8211 0,4571 |
1012,2 119,96 |
-0,5254 100,28 |
Жидкость Пар |
-90,00 |
0,00286 |
1652,8 0,2275 |
121,53 298,03 |
121,53 310,59 |
0,6538 1,6861 |
0,5298 0,3953 |
0,8241 0,4650 |
989,7 121,39 |
-0,5194 90,92 |
Жидкость Пар |
-85,00 |
0,00426 |
1639,6 0,3302 |
125,66 299,98 |
125,66 312,87 |
0,6761 1,6711 |
0,5316 0,4030 |
0,8275 0,4730 |
967,3 122,79 |
-0,5128 82,78 |
Жидкость Пар |
-80,00 |
0,00619 |
1626,3 0,4683 |
129,80 301,97 |
129,81 315,19 |
0,6978 1,6576 |
0,5337 0,4105 |
0,8313 0,4810 |
945,2 124,14 |
-0,5055 75,69 |
Жидкость Пар |
-75,00 |
0,00881 |
1612,9 0,6503 |
133.97 303.98 |
133,98 317,52 |
0,7191 1,6454 |
0,5361 0,4181 |
0,8355 0,4890 |
923,3 125,45 |
-0,4977 69,49 |
Жидкость Пар |
-70,00 |
0,0123 |
1599,5 0,886 |
138,16 306,01 |
138,17 319,87 |
0,7400 1,6344 |
0,5386 0,4255 |
0,8400 0,4971 |
901,5 126,71 |
-0,4892 64,05 |
Жидкость Пар |
-65,00 |
0,0168 |
1586,0 1,186 |
142,37 308,07 |
142,38 322,24 |
0,7604 1,6245 |
0,5413 0,4330 |
0,8448 0,5052 |
879,9 127,91 |
-0,4801 59,26 |
Жидкость Пар |
-60,00 |
0,0226 |
1572,3 1,563 |
146,60 310,14 |
146,62 324,61 |
0,7806 1,6156 |
0,5442 0,4403 |
0,8499 0,5134 |
858.5 129.06 |
-0,4703 55,03 |
Жидкость Пар |
-55,00 |
0,0300 |
1558,6 2,029 |
150,87 312,23 |
150,88 327,00 |
0,8003 1,6076 |
0,5472 0,4477 |
0,8553 0,5218 |
837,3 130,15 |
-0,4598 51,29 |
Жидкость Пар |
-50,00 |
0,0391 |
1544,7 2,598 |
155,15 314,34 |
155,18 329,39 |
0,8197 1,6004 |
0,5503 0,4550 |
0,8609 0,5302 |
816,2 131,17 |
-0,4486 47,97 |
Жидкость Пар |
-45,00 |
0,0504 |
1530,7 3,286 |
159,47 316,45 |
159,50 331,79 |
0,8389 1,5940 |
0,5535 0,4624 |
0,8668 0,5389 |
795,3 132,11 |
-0,4366 45,01 |
Жидкость Пар |
^0,00 |
0,0641 |
1516,5 4,108 |
163,81 318,58 |
163,86 334,18 |
0,8577 1,5882 |
0,5568 0,4697 |
0,8730 0,5477 |
774,5 132,99 |
-0,4237 42,38 |
Жидкость Пар |
-35,00 |
0,0806 |
1502,2 5,083 |
168,19 320,71 |
168,24 336,56 |
0,8763 1,5831 |
0,5602 0,4770 |
0,8795 0,5568 |
753,8 133,78 |
-0,4099 40,02 |
Жидкость Пар |
-30,00 |
0,1003 |
1487,7 6,228 |
172,60 322,84 |
172,67 338,94 |
0,8946 1,5784 |
0,5636 0,4843 |
0,8863 0,5661 |
733,3 134,49 |
-0,3951 37,90 |
Жидкость Пар |
-29,75ь |
0,1013 |
1487,0 6,289 |
172,82 322,95 |
172,89 339,06 |
0,8955 1,5782 |
0,5637 0,4847 |
0,8866 0,5666 |
732,3 134,52 |
-0,3943 37,81 |
Жидкость Пар |
-25,00 |
0,1235 |
1473,0 7,563 |
177,04 324,98 |
177,12 341,30 |
0,9127 1,5743 |
0,5670 0,4917 |
0,8934 0,5757 |
712.9 135.10 |
-0,3792 36,00 |
Жидкость Пар |
-20,00 |
0,1507 |
1458,1 9,109 |
181,51 327,11 |
181,62 343,65 |
0,9305 1,5706 |
0,5705 0,4990 |
0,9007 0,5857 |
692,5 135,63 |
-0,3620 34,29 |
Жидкость Пар |
-15,00 |
0,1823 |
1443,0 10,889 |
186,02 329,24 |
186,15 345,98 |
0,9482 1,5673 |
0,5741 0,5064 |
0,9085 0,5960 |
672,3 136,05 |
-0,3434 32,75 |
Жидкость Пар |
-10,00 |
0,2188 |
1427,6 12,925 |
190,57 331,36 |
190,72 348,29 |
0,9656 1,5644 |
0,5776 0,5139 |
0,9166 0,6068 |
652,1 136,38 |
-0,3233 31,35 |
Свойство хладагента |
Темпе ратура, °С |
Давле ние, МПа |
Плот ность, кг/м3 |
Внут ренняя энер гия, кДж/кг |
Эн таль пия, кДж/кг |
Энтропия, кДж/ (кг-К) |
кДж/ (кг К) |
5°ж/ (кг-К) |
Ско рость звука, м/с |
Коэф фи циент J-T, К/МПа |
Жидкость Пар |
-5,00 |
0,2606 |
1412,0 15,244 |
195,15 333,47 |
195,34 350,56 |
0,9829 1,5618 |
0,5812 0,5213 |
0,9251 0,6180 |
632,0 136,59 |
-0,3015 30,09 |
Жидкость Пар |
0,00 |
0,3081 |
1396,1 17,873 |
199,78 335,56 |
200,00 352,81 |
1,0000 1,5594 |
0,5849 0,5289 |
0,9341 0,6298 |
611,9 136,69 |
-0,2777 28,94 |
Жидкость Пар |
5,00 |
0,3620 |
1379,8 20,842 |
204,45 337,64 |
204,71 355,01 |
1,0169 1,5573 |
0,5885 0,5365 |
0,9436 0,6423 |
591,9 136,68 |
-0,2516 27,91 |
Жидкость Пар |
10,00 |
0,4227 |
1363,2 24,184 |
209,15 339,70 |
209,46 357,18 |
1,0337 1,5554 |
0,5922 0,5441 |
0,9537 0,6555 |
571,8 136,54 |
-0,2230 26,97 |
Жидкость Пар |
15,00 |
0,4906 |
1346,3 27,935 |
213,91 341,73 |
214,27 359,30 |
1,0504 1,5537 |
0,5960 0,5519 |
0,9645 0,6696 |
551,8 136,28 |
-0,1915 26,11 |
Жидкость Пар |
20,00 |
0,5664 |
1328,9 32,135 |
218,71 343,73 |
219,14 361,36 |
1,0669 1,5521 |
0,5997 0,5597 |
0,9761 0,6846 |
531,7 135,88 |
-0,1565 25,34 |
Жидкость Пар |
25,00 |
0,6506 |
1311,0 36,828 |
223,56 345,70 |
224,06 363,37 |
1,0834 1,5506 |
0,6036 0,5676 |
0,9885 0,7008 |
511,5 135,34 |
-0,1176 24,65 |
Жидкость Пар |
30,00 |
0,7437 |
1292,7 42,066 |
228,47 347,63 |
229,04 365,31 |
1,0997 1,5492 |
0,6075 0,5757 |
1,0021 0,7184 |
491,3 134,65 |
-0,0740 24,02 |
Жидкость Пар |
35,00 |
0,8462 |
1273,8 47,906 |
233,43 349,51 |
234,10 367,18 |
1,1160 1,5478 |
0,6114 0,5838 |
1,0169 0,7377 |
471,0 133,82 |
-0,0248 23,46 |
Жидкость Пар |
40,00 |
0,9588 |
1254,3 54,416 |
238,46 351,34 |
239,22 368,96 |
1,1322 1,5465 |
0,6155 0,5921 |
1,0332 0,7589 |
450,5 132,82 |
0,0311 22,96 |
Жидкость Пар |
45,00 |
1,0821 |
1234,0 61,673 |
243,55 353,11 |
244,42 370,66 |
1,1484 1,5451 |
0,6197 0,6006 |
1,0514 0,7827 |
429,7 131,65 |
0,0950 22,52 |
Жидкость Пар |
50,00 |
1,2166 |
1213,0 69,771 |
248,71 354,81 |
249,71 372,24 |
1,1645 1,5437 |
0,6242 0,6093 |
1,0719 0,8095 |
408,8 130,30 |
0,1688 22,14 |
Жидкость Пар |
55,00 |
1,3630 |
1191,1 78,823 |
253,95 356,42 |
255,10 373,72 |
1,1807 1,5421 |
0,6288 0,6182 |
1,0953 0,8404 |
387,5 128,76 |
0,2549 21,81 |
Жидкость Пар |
60,00 |
1,5219 |
1168,1 88,966 |
259,28 357,94 |
260,58 375,05 |
1,1969 1,5404 |
0,6338 0,6274 |
1,1225 0,8763 |
365,9 127,02 |
0,3565 21,54 |
Жидкость Пар |
65,00 |
1,6941 |
1144,0 100,375 |
264,71 359,35 |
266,19 376,23 |
1,2131 1,5385 |
0,6391 0,6370 |
1,1545 0,9191 |
343,9 125,07 |
0,4783 21,31 |
Жидкость Пар |
70,00 |
1,8802 |
1118,3 113,272 |
270,26 360,62 |
271,94 377,22 |
1,2295 1,5363 |
0,6450 0,6471 |
1,1931 0,9714 |
321,3 122,88 |
0,6264 21,14 |
Жидкость Пар |
75,00 |
2,0811 |
1090,9 127,952 |
275,94 361,72 |
277,84 377,99 |
1,2461 1,5337 |
0,6517 0,6578 |
1,2410 1,0370 |
298,1 120,44 |
0,8103 21,01 |
Жидкость Пар |
80,00 |
2,2975 |
1061,4 144,822 |
281,78 362,62 |
283,94 378,48 |
1,2629 1,5306 |
0,6594 0,6693 |
1,3024 1,1225 |
274,1 117,73 |
1,0439 20,92 |
Жидкость Пар |
85,00 |
2,5304 |
1029,1 164,464 |
287,82 363,26 |
290,27 378,64 |
1,2801 1,5268 |
0,6684 0,6819 |
1,3844 1,2394 |
249,4 114,73 |
1,3495 20,85 |
Жидкость Пар |
90,00 |
2,7808 |
993,2 187,766 |
294,11 363,54 |
296,91 378,35 |
1,2978 1,5220 |
0,6795 0,6961 |
1,5006 1,4101 |
223,6 111,41 |
1,7636 20,79 |
Жидкость Пар |
95,00 |
3,0501 |
952,2 216,208 |
300,75 363,34 |
303,95 377,45 |
1,3163 1,5159 |
0,6936 0,7127 |
1,6794 1,6835 |
196,9 107,75 |
2,3518 20,68 |
Жидкость Пар |
100,00 |
3,3399 |
903,8 252,577 |
307,89 362,38 |
311,58 375,60 |
1,3360 1,5076 |
0,7122 0,7332 |
1,9963 2,1924 |
169,0 103,73 |
3,2470 20,41 |
Жидкость Пар |
105,00 |
3,6525 |
842,2 303,473 |
315,90 360,05 |
320,24 372,08 |
1,3581 1,4952 |
0,7387 0,7610 |
2,7539 3,4579 |
139,3 99,28 |
4,7872 19,71 |
1 Область применения....................................................................................................................................1
2 Нормативные ссылки....................................................................................................................................1
3 Термины и определения...............................................................................................................................1
4 Вычисление свойств хладагентов...............................................................................................................2
5 Характеристики для индивидуальных хладагентов...................................................................................6
5.1 Общие положения.......................................................................................................................................6
5.2 R744. Диоксид углерода..............................................................................................................................6
5.3 R717. Аммиак...............................................................................................................................................9
5.4 R12. Дихпордифторметан.........................................................................................................................12
5.5 R22. Хлородифторметан...........................................................................................................................16
5.6 R32.Дифтopмeтaн......................................................................................................................................20
5.7 R123. 2,2-Дихпор-1,1,1-трифторэтан.......................................................................................................23
5.8 R125. Пентафторэтан................................................................................................................................27
5.9 R134а. 1,1,1,2-Тетрафторэтан..................................................................................................................30
5.10R143a. 1,1,1-Трифторэтан.......................................................................................................................33
5.11 R152a. 1,1-Дифторэтан............................................................................................................................36
5.12 R404A — R125/143а/134а (44/52/4)........................................................................................................40
5.13 R407C — R32/125/134а (23/25/52).........................................................................................................43
5.14 R410A — R32/125 (50/50)........................................................................................................................46
5.15 R507A — R125/143а (50/50)....................................................................................................................49
Приложение А (обязательное) Требования для заявления о соответствии настоящему стандарту........52
Приложение В (справочное) Вычисление термодинамических свойств чистых текучих сред
из уравнения состояния...........................................................................................................54
Приложение С (справочное) Вычисление термодинамических свойств смесей
из уравнений состояния...........................................................................................................56
Приложение D (справочное) Литературные ссылки на уравнения состояния
и «проверочные значения»................................................................................................58
Приложение Е (справочное) Изменчивость свойств смеси из-за допустимых
отклонений состава.................................................................................................................63
Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации
(и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам)...........................65
Библиография................................................................................................................................................66
Окончание таблицы 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Коэффициенты действуют в следующем диапазоне:
Tmin = 115,73 К; Ттах = 550 К; ртах = 60 МПа; ртах =19,91 моль/л (1722 кг/м3).
Т аблицаИ — Коэффициенты и показатели степени составляющей идеального газа [уравнения (3) — (5)]
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 12 — Коэффициенты и показатели степени составляющей реального газа |
к |
Nk |
к |
dk |
к |
«* |
1 |
0,695645445236-10"1 |
-1 |
1 |
0 |
0 |
2 |
0,252275419999-102 |
1,75 |
1 |
0 |
0 |
3 |
-0,202351148311-103 |
2,25 |
1 |
0 |
0 |
4 |
0,350063090302-103 |
2,5 |
1 |
0 |
0 |
5 |
-0,223134648863-103 |
2,75 |
1 |
0 |
0 |
6 |
0,488345904592-102 |
3 |
1 |
0 |
0 |
7 |
0,108874958556-10"1 |
5,5 |
1 |
0 |
0 |
8 |
0,590315073614 |
1,5 |
2 |
0 |
0 |
9 |
-0,689043767432 |
1,75 |
2 |
0 |
0 |
10 |
0,284224445844 |
3,5 |
2 |
0 |
0 |
11 |
0,125436457897 |
1 |
3 |
0 |
0 |
Настоящий стандарт, подготовленный Рабочей группой 7 Подкомитета 8 Международного технического комитета ИСО ТК 86 (ISO/ТС 86/SC 8/WG 7), является новым международным стандартом. Он связан с международным стандартом ИСО 817 и дополняет его. Целью настоящего стандарта является рассмотрение различий при оценке производительности (работы), обусловленных использованием разных свойств хладагентов, что создает сложности, особенно в международной торговле. В настоящий стандарт включены те текучие среды и их свойства, по которым доступно достаточное количество данных высокого качества. В то время как рабочая группа определила целесообразность включения дополнительных текучих сред, таких как углеводороды, и включения переносных свойств, таких как вязкость и теплопроводность, модели данных для них, как было определено, недостаточны в настоящее время, чтобы они были включены в международный стандарт. По этой причине рабочая группа решила подготовить настоящий стандарт не таким полным, каким он должен быть, но своевременным, а не задерживать издание стандарта в ожидании дополнительных данных. Рабочая группа продолжает работу по включению дополнительных текучих сред и дополнительных свойств в настоящий стандарт. Предусмотрено, что настоящий стандарт будет подвергаться регулярной проверке и пересмотру.
Для такого применения, как оценка производительности охлаждающего оборудования, согласование значений всех свойств между всеми сторонами является более важным, чем абсолютная точность, но проще всего можно достигнуть консенсуса, когда доступна информация высокого качества о свойствах.
Принимая это во внимание, рабочая группа взяла в качестве начальной точки результаты приложения 18 программы Международного агентства энергетики «Теплофизические свойства хладагентов обратных тепловых машин, приемлемых для окружающей среды» [7]. Данное приложение содержит всесторонние оценки доступных уравнений состояния и их рекомендуемые представления для рядов хладагентов R123, R134a, R32, R125 и R143a. К участию в данном процессе было приглашено большое количество участников, каждый мог представить для оценки уравнение состояния. Представления для R123, R134a, R32 и R143a, принятые в настоящем стандарте, такие же, как и представления, рекомендуемые приложением 18 (современное уравнение состояния для R125, принятое в настоящем стандарте, как было показано, является более точным, чем прежние представления, рекомендованные приложением 18).
Простое сравнение моделей смесей, описанных в приложении 18, облегчает распространение и принятие подхода моделирования новой смеси. Эта модель основывается на энергии Гельмгольца для каждого из компонентов смеси, этот же подход используют в базе данных свойств хладагентов NIST REFPROP [5] и в расширенной таблице свойств, опубликованной Японским обществом инженеров по охлаждению и кондиционированию воздуха [12]. Модель Леммона и Якобсена (примененная в базе данных REFPROP) проще чем модель Тильнера-Рота и др [12], в том, что она избегает тройных условий взаимодействий, требуемых в модели Тильнера-Рота, обеспечивая практически такое же воспроизведение экспериментальных данных. По этой причине, так же как и по причине широкого применения REFPROP, для свойств смесей, определенных в настоящем стандарте, была принята за основу модель Леммона и Якобсена.
Одним существенным недостатком представлений, принятых здесь, является их сложность. Учитывая это, настоящий стандарт позволяет «альтернативное применение». Под «альтернативным применением» подразумевают возможность использования упрощенных уравнений состояния, которые могут быть применимы в ограниченном интервале диапазонов условий, или применение простой корреляции отдельных свойств (например, выражения для давления паров или энтальпии насыщенного пара). Настоящий стандарт не ограничивает форму такого альтернативного применения, но он предъявляет требования в виде приемлемых допусков (отклонений от значений, указанных в стандарте), приведенные в приложении А, которым должно соответствовать альтернативное применение.
Вопрос приемлемых отклонений для альтернативного применения вызвал больше всего дискуссий в рабочей группе. Некоторые представители рабочей группы считали, что отклонения должны быть достаточно большими, чтобы охватить как можно больше применяемых представлений. Другие представители считали, что это не соответствует цели настоящего стандарта, которая заключается в гармонизации значений свойств, применяемых в промышленности. Концепция альтернативного применения с установленными приемлемыми отклонениями не должна стать одобрением использования «неправильных» данных, а должна допустить возможность для простых, специфичных для различных применений уравнений, которые согласовывались бы со свойствами, определенными в настоящем IV
стандарте. В итоге были выбраны достаточно строгие отклонения. Опыт и рекомендации Европейской ассоциации производителей холодильного компрессионного оборудования (ASERCOM) имели значительное влияние. Они имели опыт с упрощенными уравнениями свойств, которые соответствовали и хорошо согласовывались с подобными уравнениями, рекомендованными в настоящем стандарте. Они рекомендовали строгие отклонения.
Данные отклонения не обязательно обуславливают отсутствие необходимости исходных экспериментальных данных или уравнений состояния для соответствия данным. Приемлемые отклонения, определенные в приложении А, были выбраны, чтобы в итоге давать «разумные» количественные отличия в расчетах, выполненных исходя из данных свойств, например для цикла эффективности или для степени компрессии. Например, допустимые отклонения, определенные в приложении А, приводят к общему отклонению примерно 2,5 % в эффективности для работы идеального цикла охлаждения между температурой испарения минус 15 °С и температурой конденсации плюс 30 °С. Для сравнения международный стандарт ИСО 817 определяет, что первичный баланс энергии для испытаний компрессора согласуется с данными потока с точностью 4 %.
Отклонения являются относительными (т. е. плюс или минус 1 %) для некоторых свойств и абсолютными для других свойств (например, плюс или минус постоянное значение энтальпии). Свойства, такие как энтальпия и энтропия, которые могут быть отрицательными, требуют абсолютных допустимых отклонений; любое приемлемое изменение в процентах будет слишком строгим при значениях, близких к нулю. Приемлемые отклонения для энтальпии и энтропии масштабированы при помощи энтальпии и энтропии испарения для каждого хладагента. Масштабирование возникает из анализа цикла, который выявил, что постоянные допуски являются причиной большого отличия в чувствительности эффективности цикла, зависящей от энтальпии и энтропии испарения. При помощи масштабирования приемлемых отклонений значений испарения разрешают большие отклонения для текучих сред с высокой теплотой испарения, таких как аммиак.
Отклонения применяют к индивидуальным термодинамическим состояниям. При анализе цикла и оборудования важны отличия в энтальпии и/или энтропии между двумя состояниями. Однако не представляется возможным простым путем определить приемлемые отклонения, основанные на паре состояний, из-за большого количества интересующих нас возможных пар.
Значения Cv и Ср (значения теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении соответственно) приближаются к бесконечности в критической точке, но действительные значения, которые могут быть получены при помощи уравнения состояний, являются большими числами и могут варьироваться от компьютера к компьютеру из-за ошибок округления в расчетах. В соответствии с теорией критической области скорость звука в критической точке равна нулю; все традиционные уравнения состояния (включая уравнения состояния в настоящем стандарте), однако, не воспроизводят это поведение. Вместо того чтобы перечислить значения, которые не сходятся с теорией или с определенными уравнениями состояния, данные точки не включены в настоящий стандарт.
Значение газовой постоянной R варьируется в зависимости от конкретной текучей среды. Таким же образом варьируется и количество значащих цифр, представленных для молекулярных масс М. Значения для R и М взяты из изначального уравнения состояния в соответствии с научными источниками. Эти значения были взяты, чтобы обеспечить соответствие с оригинальными источниками. Различные значения R отличаются меньше чем на 5x10'6 (равнозначно части на миллион, пренебрежимо малое значение) от принятого в настоящее время значения 8,314472 Дж/моль-К и приводят к таким же малым различиям в свойствах. Составы смесей хладагентов (ряды R400 и R500) установлены в единицах массы, но уравнения состояния даны на основе молей. Массовый состав был переведен в эквивалентный молярный и приведен в разделе 5; большое количество значащих цифр приведено для соответствия с таблицами «проверочных значений», приведенными в приложении D.
Международный стандарт будет подвергаться регулярной проверке и будет проверяться каждые пять лет (см. раздел 5). Любая сторона, заинтересованная в том, чтобы включить в настоящий стандарт дополнительный хладагент или пересмотреть хладагенты, рассматриваемые в настоящем стандарте, должна отправить запрос в секретариат технического комитета ИСО ТК 86.
V
Refrigerant properties
Настоящий стандарт определяет теплофизические свойства нескольких широко используемых хладагентов и смесей хладагентов.
Настоящий стандарт применим к хладагентам R12, R22, R32, R123, R125, R134a, R143a, R152a, R717 (аммиак) и R744 (диоксид углерода) и смесям хладагентов R404A, R407C, R410An R507A. Включены следующие свойства: плотность, давление, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, теплоемкость при постоянном давлении, теплоемкость при постоянном объеме, скорость звука и коэффициент Джоуля-Томсона как в однофазном состоянии, так и на границе насыщения жидкости/пара. Числовое обозначение хладагентов — в соответствии с ИСО 817.
В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий международный стандарт*:
ИСО 817 Хладагенты. Обозначение и классификация по безопасности (ISO 817, Refrigerants -Designation and safety classification)
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 алгоритм (algorithm): Процедура вычисления свойств хладагента.
Примечание —Алгоритм наиболее часто представляет собой компьютерную программу. Алгоритм может также состоять из одной или более корреляций одного свойства, как допускается в 4.4.
3.2 смесь (blend): Смесь двух или более химических соединений.
3.3 критическая точка (critical point): Состояние, при котором свойства насыщенной жидкости и свойства насыщенного пара становятся эквивалентными.
Примечание — По раздельности жидкость и пар не существуют выше температуры критической точки для чистой жидкости. Правильнее использовать термин «критическая точка для газа-жидкости», чем термин «критическая точка».
3.4 уравнение состояния (equation of state): Математическое уравнение, которое является полным и термодинамически согласованным представлением термодинамических свойств текучей среды .
* Для датированных ссылок используют только указанное издание стандарта. В случае недатированных ссылок — последнее издание стандарта, включая все изменения и поправки.
Издание официальное
Примечание — Уравнение состояния наиболее часто представлено как зависимость давления или энергии Гельмгольца от температуры, плотности и (для смеси) состава. Другие термодинамические свойства получены через интегрирование или дифференцирование уравнений состояния.
3.5 текучая среда, хладагент (fluid, refrigerant): Вещество, существующее в жидкой и/или газообразной стадиях, используемое для переноса теплоты в холодильных системах.
Примечание — Текучая среда поглощает теплоту при низкой температуре и низком давлении, затем высвобождает теплоту при более высокой температуре и более высоком давлении, как правило, с переходом в другое фазовое состояние.
3.6 состояние насыщения жидкости-пара (liquid-vapour saturation): Состояние, при котором жидкая и газообразная фазы текучей среды находятся в термодинамическом равновесии друг с другом при общих температуре и давлении.
Примечание — Такие состояния существуют от тройной точки до критической точки.
3.7 переносные свойства (transport properties): Вязкость, теплопроводность и коэффициент диффузии.
3.8 термодинамические свойства (thermodynamic properties): Плотность, давление, летучесть, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса и энергия Гельмгольца, теплоемкость, скорость звука и коэффициент Джоуля-Томпсона как в однофазном состоянии, так и на границе насыщения жидкости-пара.
3.9 теплофизические свойства (thermophysical properties): Все термодинамические, переносные и другие различные свойства.
3.10 тройная точка (triple point): Состояние, при котором твердая, жидкая и газообразная фазы вещества находятся в термодинамическом равновесии.
4.1 Общие положения
Настоящий стандарт определяет свойства хладагентов, перечисленных в разделе 1. Значения данных свойств являются результатом экспериментальных измерений. Однако не всегда возможно непосредственно применять экспериментальные данные; они могут быть не известны для необходимых условий, и некоторые свойства, такие как энтропия, не могут быть измерены непосредственно. Тем не менее обычное оформление данных в виде таблиц, даже для свойств, которые измеряются непосредственно, неудобно для современного инженерного применения. Таким образом, чтобы предоставить возможность вычисления значений свойств при определенном термодинамическом состоянии, необходимы методы корреляции данных.
Значения свойств, приведенные в настоящем стандарте, рассчитаны из определенных уравнений состояния, хотя допускают и альтернативные алгоритмы. Основной частью настоящего стандарта являются свойства сами по себе, а уравнения состояния являются удобным способом представлять и воспроизводить значения свойств. Значения, приведенные в таблицах настоящего стандарта, таким образом, представляют только ряд значений, определенных в настоящем стандарте; полный диапазон условий дан для каждого хладагента в разделе 5. Уравнение состояния — это математическое уравнение, которое является полным и термодинамически согласованным представлением термодинамических свойств текучих сред. Данные уравнения были выбраны на основе следующих критериев:
a) точность воспроизведения доступных экспериментальных данных;
b) применимость в широком диапазоне температур, давлений и плотностей;
c) правильное поведение при экстраполяции за пределы экспериментальных данных;
d) предпочтение полностью задокументированным и опубликованным представлениям.
4.2 Уравнения состояния для однокомпонентных хладагентов
Уравнения состояния для однокомпонентных хладагентов могут выражать приведенную молярную энергию Гельмгольца А как функцию от температуры и плотности. Уравнение состоит из отдельных составляющих, вытекающих из поведения идеального газа (нижний индекс id) и вклада «остатка» или «реальной текучей среды» (нижний индекс г), как приведено в следующей формуле
где R — газовая постоянная.
Уравнения такой формы могут быть записаны в молярных единицах или в единицах массы. Для последовательного представления в настоящем стандарте уравнения состояния изначально были опубликованы в единицах массы и затем переведены в молярные единицы. Вклад «остатка» или «реальной текучей среды» описан в уравнении
Фг = х Nk^k 8<4 ехР [-«/с (5 - Ч )'к ] ехР [-р* (* - У/С fk ] , (2)
где Nk — числовые коэффициенты, введенные с целью соответствия экспериментальным данным;
т — безразмерная температурная переменная ТЧТ, где Т — приведенный параметр, который часто эквивалентен критическому параметру;
5 — безразмерная переменная плотности р/р', где р' — приведенный параметр, который часто эквивалентен критическому параметру;
ак, р^, и ук — параметры оптимизации для конкретной текучей среды или групп текучих сред при помощи алгоритма, начинающего с большого количества параметров, или при помощи процесса нелинейной подгонки; tk, dk, 1к и mk — показатели степени для оптимизации для конкретной текучей среды или групп текучих сред при помощи алгоритма, начинающего с большого количества параметров, или при помощи процесса нелинейной подгонки.
Вклад идеального газа может быть представлен одним из нескольких способов. Одно из представлений, основанное на теплоемкости идеального газа, представлено в уравнении
М_1 + |п R |
RT р Pref
\
+
Р.Т>Т,
p,id
dr
1 г т С
R4e
р, id
(3)
где Pref — произвольное исходное значение энтальпии для идеального газа в исходном состоянии, определенном rref;
sref— произвольное исходное значение энтропии для идеального газа в исходном состоянии, определенном rref и pref.
В настоящем стандарте href и sref выбраны для выведения исходного состояния при энтальпии, равной 200 кДж/кг, и энтропии, равной 1 кДж/(кг-К), для насыщенной текучей среды при 0°С. Такие значения Pref и заслужат только для справки; допустимы различные значения, отвечающие различным условиям исходного состояния.
Теплоемкость в состоянии идеального газа Ср id может быть представлена как функция от температуры в общей форме, состоящей из отдельных слагаемых полиномиального (эмпирического) и экспоненциального (теоретического) членов, как приведено в уравнении
Cp.id
~R~
c0 + lckTtk +Ха/с
к к
и%ехр(ик)
[expiUk)-'!]2
(4)
где '
ск, ак, Ьк и tk— числовые коэффициенты и показатели степени, соответствующие экспериментальным данным или полученные при помощи теоретических расчетов.
Второе представление вклада идеального газа дано непосредственно из уравнения для свободной энергии Гельмгольца, как показано в уравнении
ф|С| =<У1 +d2T + ln8 + c/3 Inx + ^c^T^ +^a/fln[1-exp(-xA,/f)]i (6)
к к
где с/1 и с/2 — подобраны, чтобы давать желаемые значения исходного состояния для энтальпии и энтропии;
с/3, dk, ак, Хк и tk — другие эмпирические и теоретические параметры.
з
Уравнение (6) функционально эквивалентно уравнениям (3) — (5), и вклад идеального газа в форму уравнения (6) может быть преобразован к форме теплоемкости, как показано в уравнении
С» = 4,+i-X<WVАт? + г'"‘вХР<Ч ■ R к к [ехр(^)-1]2 |
(7) |
и к = ■ где Т |
(8) |
Уравнение состояния для определенной текучей среды может также включать специальные члены, необходимые для представления поведения вблизи критической точки. Такие члены выражают в форме уравнения | |
ФсП(=1А/,5АЬ^ к |
(9) |
где А = 02 + Вк [(8-l)2J |
(10) |
где 0 = (1-'t) + Ac[(8-1) J ; |
(11) |
¥ = exp^-Cfc (5-1)2 -Dk(z-1)2 J . |
(12) |
Уравнение (9) добавляют к обычным членам в уравнении (1). Nk, Ак, Вк, С^ Dk, ак и являются параметрами для подгонки к данным. В настоящем стандарте только уравнение состояния для R744 (диоксид углерода) включает данный член критической области.
В других случаях уравнение состояния может выражать давление как явную функцию от температуры и молярной плотности. Одна из таких форм — это модифицированное уравнение состояния Бенедикта-Вебба-Рубина (MBWR), приведенное к уравнению
9 15
Р = X akPk + ехр(-р2 / p2rit) £ akp2k17 , (13)
к=1 к=10
где ак является функцией от температуры, получаемой из 32 подстраиваемых параметров, подгоняемых к экспериментальным данным. Для полного описания термодинамических свойств уравнение MBWR комбинируется с выражением теплоемкости для идеального газа, таким как уравнения (4) и (5).
В настоящем стандарте для последовательного представления уравнения состояния, выраженные через давление, такие как уравнение (13), трансформируют в форму энергии Гельмгольца. Давление связано с энергией Гельмгольца с помощью термодинамического тождества
Р = - |
(14)
Таким образом, энергия Гельмгольца может быть оценена через давление интегрированием по объему с использованием следующего уравнения
А(7»
RT
Р
RT
dV.
(15)
Уравнение (15) затем комбинируется с вкладом идеального газа, представленным уравнениями (3) и (5), чтобы получить полное описание термодинамических свойств. В таком виде уравнение состояния в настоящем стандарте представлено для R123 и R152a.
4
Уравнение состояния теплоемкости для идеального газа может быть также выражено в других формах, но формы, представленные уравнениями от (1) до (15) охватывают все, на что распространяется настоящий стандарт.
Методы для вычисления термодинамических свойств чистых хладагентов из уравнения состояния приведены в приложении В.
4.3 Уравнение состояния для смесей
Термодинамические свойства смесей вычисляют с применением правил смешивания энергий Гельмгольца компонентов смеси и отдельной функции смеси. Приведенная энергия Гельмгольца смеси является суммой вкладов составляющей идеального газа и остаточных вкладов, как приведено в уравнении
Фт1х — ^j ~ Фгшхус) — Фгшх.г 0 ®)
Составляющая идеального газа представлена уравнением
п
Фгтх,1с1 = X0A,ld + xi X/] + % I ~Г 1 (17)
/=1
где Xj — мольная доля /-го компонента в смеси из п компонентов;
Xj In Xj — член, полученный из энтропии смешивания идеальных газов.
Параметры f3 и f4 используют для перемещения термодинамической плоскости так, чтобы ее исходное состояние для энтальпии, равной 200 кДж/кг, и энтропии, равной 1 кДж/(кг-К), при насыщении хладагента при температуре 0 ° С, было схожим с исходным состоянием для чистого хладагента. Равенство нулю параметров f3 и f4 отвечает исходному состоянию, основанному только на компонентах хладагента.
Оставшаяся часть представляется уравнением
п п-1 п
Фггнх.г = Х*/Ф/,г + X X •х/-ху'Ф/у,excess . (18)
/=1 /=1 у'=/'+1
Г |
Первая сумма в данном уравнении отвечает за составляющую идеального раствора; она состоит из члена реальной текучей среды для каждого компонента с множителем в соответствии с их составом. Двойное суммирование учитывает «избыток» энергии Гельмгольца или «отклонение» от идеального раствора. Функции ф/г, §jjexcess в уравнении (18) оценивают не при температуре Ттк и плотности pmi)( смеси, а при приведённой температуре т и плотности р. Значения приведенных параметров даны в уравнениях:
(19)
п п-1 п
где 7' = Хх,7-; + Х I Х/ХуС/у
/=1 /=1 у'=/'+1
И
(20)
g _ Pmix Р'
1
где — Р
п у, п-1 п
Xd"+ X X xixj^ij ’
i=1 Р / /=1 y'=/+1
где Су и Су — «параметры взаимодействия»;
Tj' и р|' — приведенные параметры чистых текучих сред. Функция фу excess является общей формой уравнения
5