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混合制冷剂R134a/r1234yf(r513A)与R134a热力学性能对比及实验

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化工进展 2019年第3期38卷 1182-1189页

作者：杨梦张华秦延斌孟照峰上海理工大学制冷与低温工程研究所上海200093

r513A是由R134a/r1234yf(质量分数比为56∶44)组成的新型环保制冷剂,其全球变暖潜能(GWP)值低,不可燃。选择混合制冷剂r513A作为研究对象,在原R134a家用电冰箱中进行制冷剂的替代实验研究。实验依据标准BS EN ISO 15502—2005中规定的... 详细信息

r513A是由R134a/r1234yf(质量分数比为56∶44)组成的新型环保制冷剂,其全球变暖潜能(GWP)值低,不可燃。选择混合制冷剂r513A作为研究对象,在原R134a家用电冰箱中进行制冷剂的替代实验研究。实验依据标准BS EN ISO 15502—2005中规定的工况进行,主要从降温时间、耗电量和冷冻能力三方面对r513A在电冰箱中的性能进行评估并与R134a进行对比。实验结果表明:最佳充注量下,r513A降温时间相比R134a降低21%;24h耗电量实验中相比R134a,r513A系统耗电量降低了3.5%,系统稳定运行时r513A的启停率小于R134a;冷冻能力实验中,同一工况下M包达到相同设定温度,r513A比R134a用时少约42.3min。此外在系统稳定运行时,r513A的系统排气温度低于R134a,其他参数和R134a很接近。通过对比实验可知,在未对原冰箱系统进行任何改动的情况下,r513A可以作为R134a的替代制冷剂直接充注到系统中使用。

关键词： R134a r513A 热力学性质替代性能

水水热泵R134a替代工质循环性能实验研究及季节性能分析

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水水热泵R134a替代工质循环性能实验研究及季节性能分析

作者：刘兵天津大学

学位级别：硕士

全球变暖对全球发展和人类文明进步造成重大威胁,控制全球温室气体的排放迫在眉睫。制冷行业作为中国达成“双碳”目标的重要战场,寻找新型环境友好型制冷剂已成为制冷行业的研究热点。本文以一种新型三元混合制冷剂为研究对象,从理论... 详细信息

全球变暖对全球发展和人类文明进步造成重大威胁,控制全球温室气体的排放迫在眉睫。制冷行业作为中国达成“双碳”目标的重要战场,寻找新型环境友好型制冷剂已成为制冷行业的研究热点。本文以一种新型三元混合制冷剂为研究对象,从理论分析和实验测试两个角度验证其作为R134a在水水热泵系统中的替代品的可行性。新型环保制冷剂rGT2是一种低GWP(GWP=560)近共沸混合制冷剂。根据热物性分析,制冷剂rGT2具有与R134a相近的热物理性质。制冷剂rGT2的标准沸点和临界条件与R134a相近,且具有优异的换热性能和传输特性;同时rGT2是一种不可燃、无毒的制冷剂,并且与常用的冷冻机油具有良好互溶性。将rGT2和其余6种R134a的典型替代制冷剂进行理论循环性能分析,结果表明rGT2的综合性能优异且具有良好的制冷和制热能力。基于水水热泵系统,对R134a,r513A和rGT2这三种制冷剂的典型工况和部分负荷工况性能进行实验测试对比。结果表明,在名义和最大负荷工况,rGT2比R134a平均多提供0.1%的系统制冷量和1.8%的系统制热量,同时制冷性能系数(EEr)和制热性能系数(COP)比R134a平均低4%和1.7%。部分负荷工况条件下的rGT2的综合部分负荷性能系数(IPLV)比R134a低2.1%。针对三种制冷剂在变工况条件下的循环性能差异进行了测试和对比。结果表明,在制冷变工况(蒸发侧水温12℃,冷凝侧水温24～36℃),rGT2的系统制冷量比R134a平均高0.4%,系统EEr值比R134a平均低3.8%;在制热变工况(蒸发侧水温20/18/15℃,冷凝侧水温40～55℃),rGT2的系统制热量比R134a平均高2.1%,热泵系统的COP比R134a平均低3.5%。针对压缩机的性能监测显示,制冷剂rGT2和r513A的压缩机排气温度和压比始终低于R134a。但rGT2的管路压力要略高于R134a,需进一步加强对热泵系统的压力监测。结合天津全年气象参数数据,针对三种制冷剂的季节能效性能进行了综合性评价。根据实验所得的制冷剂循环性能数据,分别对三种制冷剂的制冷季节能效、制热季节能效和全年季节能效进行了对比。结果表明制冷剂rGT2的季节能效略低于R134a和r513A,在实际应用过程中,具有作为R134a替代制冷剂的应用前景。

关键词：低GWP制冷剂 R134a 热泵系统循环性能季节性能

新型制冷剂r1234yf/R134a可燃性实验研究

同方学位论文库评论

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太阳能学报 2016年第1期37卷 152-156页

作者：陈琪闫继位陈光明曾昭赟石玉琦浙江大学制冷与低温研究所杭州310027

根据美国材料试验学会标准研制可燃性实验装置,对实验装置进行性能和误差分析,并进行校验。r1234yf环境性能好,臭氧消耗潜能值为零,其三元混合物r1234yf/DME/R134a可作为一种新型空调制冷剂。测试不同体积比时二元混合工质r1234yf/r134... 详细信息

根据美国材料试验学会标准研制可燃性实验装置,对实验装置进行性能和误差分析,并进行校验。r1234yf环境性能好,臭氧消耗潜能值为零,其三元混合物r1234yf/DME/R134a可作为一种新型空调制冷剂。测试不同体积比时二元混合工质r1234yf/R134a的可燃性数据,得到其爆炸极限和临界抑爆比,并给出三元混合物r1234yf/DME/R134a的临界爆炸极限曲线图。结果表明:当R134a和r1234yf的体积比约为2时,二元混合物r1234yf/R134a达到临界抑爆点。

关键词：可燃性 r1234yf R134a 爆炸极限临界抑爆比

R134a在微肋管内流动冷凝换热计算关联式的改进

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制冷学报 2019年第2期40卷 50-55,73页

作者：李庆普陶乐仁吴生礼毛舒适张丹亭上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

本文选用表面传热系数为评价指标,对外径为6.35 mm的微肋管内R134a两相流动冷凝换热特性进行实验研究,分析了水力工况、测试管结构参数等对管内表面传热系数的影响,还选用Cavallini et al.关联式、Miyara et al.关联式和Oliver et al.... 详细信息

本文选用表面传热系数为评价指标,对外径为6.35 mm的微肋管内R134a两相流动冷凝换热特性进行实验研究,分析了水力工况、测试管结构参数等对管内表面传热系数的影响,还选用Cavallini et al.关联式、Miyara et al.关联式和Oliver et al.关联式对微肋管内表面传热系数进行预测,发现Cavallini et al.关联式对微肋管内换热性能的预测能力最好,关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-21.47%和21.94%。虽然Miyara et al.关联式预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为16.21%、30.65%,但两者之间的误差范围为-47.12%～82.32%,说明在部分工况下Miyara et al.关联式对管内换热性能的预测仍存在较大误差。三个关联式中,Oliver et al.关联式的预测能力最差,预测值与实验值之间平均误差高达-54.93%,因此,实验根据现有实验数据对Oliver et al.关联式进行了修正,修正Oliver et al.关联式对管内换热性能的预测能力大大提高,预测值与实验值的平均误差、标准误差分别为-2.37%和10.77%。

关键词：微肋管 R134a 流动冷凝换热表面传热系数压降修正关联式

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R134a在水平管外降膜蒸发的实验研究

工程热物理学报 2015年第1期36卷 179-183页

作者：赵创要冀文涛陶文铨西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室能源与动力工程学院西安710049

实验研究了不同热流密度不同液膜流量下,R134a在垂直布置的七根水平强化管外的降膜蒸发传热特性。结果表明:相同热流密度下在液膜流量较小阶段,管外传热系数随着液膜流量增加而明显增加;随着液膜流量的进一步增大,管1~3的管外传热系数... 详细信息

实验研究了不同热流密度不同液膜流量下,R134a在垂直布置的七根水平强化管外的降膜蒸发传热特性。结果表明:相同热流密度下在液膜流量较小阶段,管外传热系数随着液膜流量增加而明显增加;随着液膜流量的进一步增大,管1~3的管外传热系数保持不变,管4~7的管外传热系数先增大后减小。同时发现,液膜流量为0.159 kg·m^(-1)·s^(-1)时,随着热流密度的增大所有管的传热性能先增大后减小,并且转折点出现在较小的热流密度下;液膜流量为0.29 kg·m^(-1)·s^(-1)时,管1性能一直增强,管2~4的传热系数随热流密度增大先增大后减小,管5~7的传热系数一直减小,并且管1~4转折点出现在较大热流密度下。

关键词： R134a 降膜蒸发水平管

r161/R134a混合物液相黏度和表面张力的实验研究

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工程热物理学报 2016年第6期37卷 1163-1166页

作者：崔军卫毕胜山吴江涛西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

采用表面光散射法,对r161/R134a混合物的液相黏度和表面张力进行了实验研究,温度范围为293~368 K。将混合物的黏度和表面张力关联成组分和温度的函数,黏度实验值与拟合方程最大偏差为1.67%,平均绝对偏差为0.90%,表面张力实验值与拟合方... 详细信息

采用表面光散射法,对r161/R134a混合物的液相黏度和表面张力进行了实验研究,温度范围为293~368 K。将混合物的黏度和表面张力关联成组分和温度的函数,黏度实验值与拟合方程最大偏差为1.67%,平均绝对偏差为0.90%,表面张力实验值与拟合方程最大偏差为0.25 mN·m^(-1),平均绝对偏差为0.08 mN·m^(-1)。本文工作为r161/R134a混合制冷剂的研究提供可靠的热物性数据。

关键词： r161 R134a 黏度表面张力表面光散射

采用R134a工质的相变喷雾冷却性能实验研究

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西安交通大学学报 2015年第1期49卷 97-101页

作者：钱洋刘炅辉李玫刘秀芳侯予西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

为了研究大热流密度相变喷雾的冷却特性,搭建了以R134a为冷却工质的闭式循环喷雾实验台,开展了采用R134a工质的相变喷雾冷却性能实验。实验工况为：喷雾高度13mm,喷雾腔压力0.2MPa,喷嘴入口温度0℃,喷雾流量范围为0.210 7-0.355 8L/min... 详细信息

为了研究大热流密度相变喷雾的冷却特性,搭建了以R134a为冷却工质的闭式循环喷雾实验台,开展了采用R134a工质的相变喷雾冷却性能实验。实验工况为：喷雾高度13mm,喷雾腔压力0.2MPa,喷嘴入口温度0℃,喷雾流量范围为0.210 7-0.355 8L/min。实验结果表明：当喷雾流量保持不变时,增大加热功率,热流密度增大,表面换热系数先快速升高最后有所下降;随着喷雾流量从0.210 7L/min增加到0.355 8L/min,临界热流密度呈现上升趋势;当流量为0.355 8L/min时,获得最高的临界热流密度（CHF）为94.75 W/cm^2,此时冷却表面的壁面温度为35.42℃。这说明使用环保工质R134a作为冷却剂的喷雾冷却系统能同时满足高热流密度和低换热表面温度的要求,具有良好、稳定的换热冷却能力。

关键词：喷雾冷却相变换热 R134a 临界热流密度实验研究

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R134a管内沸腾传热关系式的评价分析

工程热物理学报 2013年第12期34卷 2299-2304页

作者：方贤德周展如施蓉蓉田莉莉许玉南京航空航天大学航空宇航学院人机与环境工程系江苏南京210016

R134a管内流动沸腾传热计算有广泛的应用需求.关于管内流动沸腾传热关系式对于R134a的适应性,已有的评价分析涉及的关系式数量和实验数据很局限,造成了评价结果的很大差别和相互矛盾,使用者很难判断哪些关系式比较合适.本文从19篇论文... 详细信息

R134a管内流动沸腾传热计算有广泛的应用需求.关于管内流动沸腾传热关系式对于R134a的适应性,已有的评价分析涉及的关系式数量和实验数据很局限,造成了评价结果的很大差别和相互矛盾,使用者很难判断哪些关系式比较合适.本文从19篇论文中收集了2286组R134a沸腾传热实验数据,包括细微通道和常规尺寸通道.用这些数据对20个管内流动沸腾传热关系式进行了评价,结果表明,最好公式的平均绝对误差为34.9%,不能适应工程需要.对影响公式准确度的因素进行了分析,获得了有使用价值的结论,为R134a流动沸腾传热关系式的进一步研究提供了参考.

关键词：两相流 R134a 流动沸腾传热关系式

以R134a为工质的乏燃料池非能动冷却热管实验研究

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原子能科学技术 2014年第12期48卷 2230-2235页

作者：王明路熊珍琴顾汉洋叶成程旭上海交通大学核科学与工程学院上海200240

随着分离式热管不断被提出用于核电站非能动余热排出方案中,开展针对大尺度分离式热管的换热性能的实验研究变得日益迫切。为此,本文开展了以R134a为工质的304不锈钢材质的分离式热管传热特性实验研究,获得了热管整体换热性能、蒸发段... 详细信息

随着分离式热管不断被提出用于核电站非能动余热排出方案中,开展针对大尺度分离式热管的换热性能的实验研究变得日益迫切。为此,本文开展了以R134a为工质的304不锈钢材质的分离式热管传热特性实验研究,获得了热管整体换热性能、蒸发段内部温度分布特性,以及热源温度和冷凝段外风速对热管工作温度、换热量、换热系数和循环流量的影响。热管蒸发段内R134a经历过冷、两相和过热状态,其中两相区域较长,达6.6m,因而具有较好的换热能力,在所研究的工况下换热量最高达21kW。参数敏感性分析表明,热源入口温度和冷凝段风速的增大能促进热管的换热性能,特别是热源入口温度的影响更显著。冷凝段风速较小时,其对换热量的影响较为显著,然而随空气速度的增加,影响降低。此外,依据试验数据拟合得到了换热量与冷热源温差的经验关系式,能在工程应用中快速预测热管的性能。

关键词：非能动余热排出分离式热管换热特性实验研究 R134a