R407C组分质量误差对压缩机性能测试-流量计法的影响

　　1 引言

　　随着企业竞争日益激烈,家电行业提出“零缺陷生产”,主导产品之一的空调,其性能测试手段、可靠性、自动化程度都得到了显著提高。压缩机内气体流动十分复杂,目前不能单纯用理论计算方法准确地计算压缩机性能及各种损失。因此用实验方法进行压缩机性能测试显的尤为重要。由于空调压缩机应用量大,测试误差所引起的压缩机性能误差是不容忽视的。

　　国内外已有多家单位进行了压缩机测试系统的研究。除了研究设计相关的测试系统或实验台外,研究人员在压缩机测试的稳定性、含油量对压缩机制冷量测量精度的影响方面也做了仔细的研究。一般测试系统误差只涉及到了测量压力、温度、电加热功率等参数的仪表精度对压缩机制冷量测试精度的影响。但多元混合制冷剂的各组分浓度误差对压缩机制冷量测试的影响尚未涉及。

　　R407C是具有滑移温度7°C的非共沸混合工质,它的泡露点压强线与R22相当,是R22的理想灌注式替代物。对于混合工质R407C,其组分HFC-32/HFC-125/HFC-134a浓度难以严格达到23%/25%/52%。在压缩机性能测试中,组分微小浓度误差对测试结果的影响仍是个未知数。本文针对上述问题,讨论组分质量浓度误差小于等于5%时对压缩机性能测试-流量计法的影响。

　　2 HFC-32/HFC-125/HFC-134a混合工质的热力性质计算

　　从已有的文献来看,状态方程非常多,有R-K方程、RKS方程、CSD方程、M-H方程以及Helmholtz自由能状态方程等。本文选用表达较为简洁而稳定性较高的PRSV方程来计算三元非共沸混合工质HFC-32/HFC-125/HFC-134a的热力性质。

　　2.1PRSV状态方程^[1]

　　2.2PRSV状态方程液相区的修正

　　由于方程没有考虑到液相分子间吸引力,所以计算液相比容存在较大误差是方程固有的特性,要使状态方程法描述流体气液相平衡(尤其是液相比容)具有相当精确,只有开发出不仅适用于气相,而且适用于液相的新的状态方程,或者另外采用描述液相的模型。本文采用VT-PRSV法^[2]。在方程中引入一个温度函数的系数e(t),用v*+e(t)代替原方程中v的,使求出的比容得到修正,修正后的液相区的方程形式如下:

　　用最小二乘法分别对R32、R125、R134a在液相区进行二次拟合,可得出:

　　使用修正后的PRSV方程重新计算R32、R125、R134a的液相比容,结果与文献数据(REFPROP提供的数据)基本一致,误差小于0.05%。可以进一步进行混合工质的计算。

　　2.3混合法则^[3]

　　式中:TC,m—混合物的临界温度, K。根据KAY法则,可取TC,m=rxiTci;xi为混合工质各组分的摩尔成分;Aij,lij,kij,c)互交系数