TFE-TEGDME吸收式制冷/热泵工质热物性参数表达式

    0　引　言

    目前,在吸收式制冷工质中,以NH₃-H₂O、H2O-LiBr工质应用最为广泛.但这两种工质都有一些缺陷. NH₃-H₂O工质,因氨有刺激性气味并具有一定的毒性,且工作压力较高、安全性较差等问题,使用场合受到限制.而H₂O-LiBr工质,因水作为制冷剂,蒸发温度不能太低(一般在5℃以上),使用范围受到限制;在高温运行条件下,溴化锂水溶液对金属材料有较强的腐蚀作用,腐蚀所产生的不凝气体,不但影响传热、传质效果,而且降低了机组的使用寿命;此外,当溴化锂水溶液浓度过高时,系统运行易出现结晶问题,导致机组不能正常运转.

    作为一种新型的吸收式制冷/热泵工质,2, 2, 2-trifluoroethanol-tetraethylene glycoldimethyl ether(TFE-TEGDME,中文名:三氟乙醇-二甲醚四甘醇,其中TEGDME的商品名为E181)具有良好的热力学和物理特性.与H2O-LiBr工质相比,采用该工质的吸收式制冷/热泵系统的工作温度范围较广,该工质对常用金属无腐蚀性,也无结晶问题,热稳定性好,工作温度高达250℃也不会出现分解现象[1].与NH3-H2O工质相比,该工质具有较低的工作压力,安全性好,而且制冷剂与吸收剂之间的沸点差　　较大(200.3℃),制冷/热泵循环系统内可以不采用精馏装置,使循环系统得以简化.因此,在国外对该工质热物性以及对采用该工质的吸收式制冷/热泵循环的研究比较多,而在国内研究就很少.

    该工质的基本物理性质已在文献[2]中阐述,以下根据所得到的有关TFE-TEGDME各种热物性参数实验数据,以及已拟合出的各热物性关联式,通过整理、归纳、拟合和比较,得出可用于用该工质的吸收式制冷/热泵循环进行分析计算所需的各种热力参数值计算式.

    1　TFE-TEGDME工质p-T-x表达式

　　二元混合溶液气液平衡时的p-T-x关系实验数据最早由文献[3]给出,文献作者根据实验数据,采用NRTL(Non-Random Two Liquids)方程给出了溶液活度系数的表达式.但文献[3]所表述的实验仅在966.6 kPa一种压力下进行,因此由实验数据推算得到的TFE-TEGDME工质p-T-x关系式的计算结果与实际值有较大的误差.文献[4]提供了一个较大温度和压力范围内二元混合溶液气液平衡时的p-T-x关系实验数据,并采用NRTL方程给出了如下的TFE-TEGDME溶液活度系数的表达式:

    根据化工热力学中低压气液平衡计算方法,可以得到TFE-TEGDME工质的p-T-x关系式:

    在同温度下的TFE和TEGDME纯物质饱和压力实验数据和拟合计算式由文献[5]给出.

    TFE纯物质饱和压力与温度之间的关系式为

    TFE的临界压力(pc)和临界温度(Tc)分别为4.87×10³kPa和499.29K.系数:a=- 9.231 79;b= 3.075 41;c=- 8.420 48;d= 3.495 55.