基于磁悬浮密度计法的HFO-1234yf气相PVT性质测量及其在汽车空调中的替代研究

发布时间：2017-11-21 18:19

  本文关键词：基于磁悬浮密度计法的HFO-1234yf气相PVT性质测量及其在汽车空调中的替代研究

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【摘要】：《蒙特利尔议定书》、《京都协议》的签订使保护大气臭氧层和控制温室气体排放问题有了明确的法律约束,欧盟出台的氟化气体(F-gas)法规进一步直接限制高全球变暖潜能(GWP)的含氟制冷剂使用,因此寻找替代制冷剂的任务迫在眉睫。在新型制冷剂的研发过程中,PVT性质是最重要的基础物性。本文首先对一套磁悬浮密度计的恒温控制系统进行了改进,将原系统通过顶部加热通过导热对下部实验本体控温的方式改为由紫铜盘管直接对实验本体控温,并在盘管和实验本体缝隙间添加导热硅胶从而大幅缩短了控温时间,提高了控温精度,实验结果表明改进后系统的温度控制标准不确定度为0.005K。在此基础上,建立了基于磁悬浮密度计的流体PVT性质测量系统。 根据磁悬浮密度计的测量原理,对系统进行了力传递误差分析,确定影响单浮子型磁悬浮密度计的力传递误差的主要因素,即磁力传递耦合系数的计算方法。利用本系统测量了271K～345K、0.8MPa～5.9MPa范围内高纯氮气的密度,根据力传递误差对测量结果修正后与NIST REFPROP9.0进行比较,结果平均相对偏差为0.072%。根据实验结果拟合了氮气维里方程,对系统进行不确定度分析,结果表明本PVT性质测量系统具有很高的精度。 利用本磁悬浮密度计系统测量HFO-1234yf在252K-345K、0.07MPa～1.91MPa范围内气相PVT性质。将力传递误差修正后的测量结果与NIST REFPROP9.0比较,密度测量的平均绝对偏差值为0.003kg·m3,平均相对偏差为0.082%。根据测量PVT数据及其他文献测量值拟合了HFO-1234yf的维里方程,并与本实验密度测量值及其他文献的测量值相比较,平均偏差为-0.0416kg·m-3。 本文最后比较了HFO-1234yf替代HFC-134a在典型工况下汽车空调中的循环性能,在改变蒸发温度、冷凝温度、过热度和过冷度的条件下,分别比较了二者的排气温度、单位质量制冷量、单位容积制冷量、COP、热力学完善度等性能参数。最后结合性能比较结果,提出了改变感温包内填充工质、调整热力膨胀阀弹簧预紧力和增加回热循环来提高HFO-1234yf系统性能的方法。 本文工作对HFO-1234yf替代HFC-134a在汽车空调中的应用提供了重要参考。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH715.2;TP274

【参考文献】

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本文编号：1211854