izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2022-5-22-28izmertech-1571Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ МЕТРОЛОГИИ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИGENERAL PROBLEMS OF METROLOGY AND MEASUREMENT TECHNIQUESТермодинамические свойства хладагента R1233zd(E): методика построения фундаментального уравнения состояния и табулированные данныеThermodynamic properties of R1233zd(E) refrigerant: a technique for constructing the fundamental equation of state and tabulated datahttps://orcid.org/0000-0001-7488-4193КолобаевВ. А.KolobaevV. A.

Виктор Александрович Колобаев

Москва

Viktor A. Kolobaev

Moscow

kolobaev@vniims.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0428-9625РыковС. В.RykovS. V.

Сергей Владимирович Рыков

Санкт-Петербург

Sergey V. Rykov

St. Petersburg

togg1@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7718-9660КудрявцеваИ. В.KudryavtsevaI. V.

Ирина Владимировна Кудрявцева

Санкт-Петербург

Irina V. Kudryavtseva

St. Petersburg

neva0175@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8919-9797УстюжанинЕ. Е.UstyuzhaninE. E.

Евгений Евгеньевич Устюжанин

Москва

Evgeniy E. Ustyuzhanin

Moscow

evgust@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8435-4356ПоповП. П.PopovP. V.

Петр Васильевич Попов

Москва

Peter V. Popov

Moscow

p.popov@vniims.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4694-6590РыковВ. А.RykovV. A.

Владимир Алексеевич Рыков

Санкт-Петербург

Vladimir A. Rykov

St. Petersburg

rykov-vladimir@rambler.ruКозловА. Д.KozlovA. D.

Александр Дмитриевич Козлов

Москва

Aleksandr D. Kozlov

Moscow

kozlov@vniims.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологической службыРоссияAll-Russian Research Institute of Metrological ServiceRussian FederationУниверситет ИТМОРоссияUniversity ITMORussian FederationНациональный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University “MPE”Russian Federation202202052023052228Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1571

Рассмотрено использование в низкотемпературной технике экологически безопасных хладагентов, например R1233zd(E), в качестве альтернативы применяемым в настоящее время хладагентам R245fa, R134а, R123. Вещество R1233zd(E) – транс-1-хлор-3,3,3-трифтор-1-пропен – относится к фторированным углеводородным соединениям. Для расчёта равновесных характеристик (плотности, энтропии и др.) этого вещества предложено единое фундаментальное уравнение состояния, которое удовлетворяет ряду требований: учитывается асимметричный характер поведения реальной жидкости относительно критической изохоры в соответствии с современной физикой критических явлений; реализуется переход данного уравнения в вириальное уравнение состояния в области разряженного газа; в широкой окрестности критической точки согласуется с масштабным уравнением Берестова. На основе предложенного уравнения состояния в диапазонах температуры 195,15–450 К и давления 0,1–100 МПа для R1233zd(E) рассчитаны термодинамические таблицы стандартных справочных данных в однофазной области и на линии насыщения, включающие плотность, энтропию и энтальпию, скорость звука, изохорную и изобарную теплоёмкости, а также теплоту парообразования. В соответствии с ГОСТ 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008 и международной методикой, рекомендуемой для оценки неопределённости табулированных данных, оценены неопределённости значений характеристик в указанных стандартных таблицах. Выполнен сравнительный анализ характеристик R1233zd(E), рассчитанных по предложенному уравнению состояния, с экспериментальными и литературными данными.

The substance trans-1-chloro-3,3,3-trifluoro-1-propene (R1233zd(E)) refers to fl uorinated hydrocarbon compounds; it is currently being considered as an alternative, fi rstly, to the refrigerant R245fa, which works in organic Rankine cycles. Secondly, R1233zd(E) works as an alternative to the R134a and R123 refrigerants previously used in chillers. To calculate the equilibrium properties (density, entropy, etc.) of this substance, a unifi ed fundamental equation of state (UFEoS) is proposed that satisfi es a number of requirements, including: a) takes into account the asymmetric nature of the behavior of a real fl uid relative to the critical isochore in accordance with the requirements of modern physics of critical phenomena, b) implements the transition of the UFEoS into the virial equation of state in the region of a rarefi ed gas, c) in a wide vicinity of the critical point is consistent with the scaling Berestov equation. On the basis of UFEoS in the temperature range from the triple point temperature, 195.15 K to 450 K and pressures from 0.1 MPa to 100 MPa, thermodynamic tables of standard reference data in the singlephase region and on the saturation line, including density, entropy and enthalpy, speed of sound, isochoric and isobaric heat capacities and heat of vaporization are calculated. Based on GOST 34100.3-2017/ISO/IEC Guide 98-3:2008 and the international methodology recommended for assessing the uncertainty of tabulated data, the uncertainty of the properties included in these standard tables was estimated. A comparative analysis of the properties calculated by the UFEoS with the experimental and literature data on the properties of R1233zd(E) has been made.

транс-1-хлор-333-трифтор-1-пропенравновесные характеристикиуравнение состояниякритическая точкапотенциал глобального потепленияtrans-1-chloro-333-trifluoro-1-propeneequilibrium propertiesequation of statecritical pointglobal warming potentiaReferencesNair V., Int. J. Refrig., 2021, vol. 122, pp. 156–170. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.10.039Nair V., Int. J. Refrig., 2021, vol. 122, pp. 156–170. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.10.039Mondé jar M. E., McLinden M. O., Lemmon E. W., J. Chem. Eng. Data, 2015, vol. 60, pp. 2477–2489. https://doi.org/10.1021/acs.jced.5b00348Mondé jar M. E., McLinden M. O., Lemmon E. W., J. Chem. Eng. Data, 2015, vol. 60, pp. 2477–2489. https://doi.org/10.1021/acs.jced.5b00348Di Nicola G., Fedele L., Brown J. S., Bobbo S., Coccia G., J. Chem. Eng. Data, 2017, vol. 62, pp. 2496–2500. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00916Di Nicola G., Fedele L., Brown J. S., Bobbo S., Coccia G., J. Chem. Eng. Data, 2017, vol. 62, pp. 2496–2500. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00916Hulse R. J., Basu R. S., Singh R. R., Thomas R. H. P., J. Chem. Eng. Data, 2012, vol. 57, pp. 3581–3586. https://doi.org/10.1021/je300776sHulse R. J., Basu R. S., Singh R. R., Thomas R. H. P., J. Chem. Eng. Data, 2012, vol. 57, pp. 3581–3586. https://doi.org/10.1021/je300776sTanaka K., Trans. Jpn. Soc. Refrig. Air Cond. Eng., 2016, vol. 33, pp. 105–111. https://doi.org/10.11322/tjsrae.15-48_OATanaka K., Trans. Jpn. Soc. Refrig. Air Cond. Eng., 2016, vol. 33, pp. 105–111. https://doi.org/10.11322/tjsrae.15-48_OALi Sh., Yang F., Zhang K., Duan Y., Yang Zh., J. Chem. Eng. Data, 2019, vol. 64, pp. 2947–2954. https://doi.org/10.1021/acs.jced.9b00001Li Sh., Yang F., Zhang K., Duan Y., Yang Zh., J. Chem. Eng. Data, 2019, vol. 64, pp. 2947–2954. https://doi.org/10.1021/acs.jced.9b00001Yin J., Ke J., Zhao G., Ma S., Int. J. Refrig., 2021, vol. 121, pp. 253–257. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.09.010Yin J., Ke J., Zhao G., Ma S., Int. J. Refrig., 2021, vol. 121, pp. 253–257. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.09.010Sakoda N., Higashi Y., Akasaka R., J. Chem. Eng. Data, 2020, vol. 65, pp. 4285–4289. https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c00239Sakoda N., Higashi Y., Akasaka R., J. Chem. Eng. Data, 2020, vol. 65, pp. 4285–4289. https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c00239Tanaka K., J. Chem. Eng. Data, 2016, vol. 61, pp. 3570– 3572. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00502Tanaka K., J. Chem. Eng. Data, 2016, vol. 61, pp. 3570– 3572. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00502Fedele L., Pierantozzi M., Di Nicola G., Brown J. S., Bobbo S., J. Chem. Eng. Data, 2018, vol. 63, pp. 225–232. https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00841Fedele L., Pierantozzi M., Di Nicola G., Brown J. S., Bobbo S., J. Chem. Eng. Data, 2018, vol. 63, pp. 225–232. https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00841Romeo R., Giuliano Albo P. A., Lago S., Brown J. S., Int. J. Refrig., 2017, vol. 79, pp. 176–182. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.04.003Romeo R., Giuliano Albo P. A., Lago S., Brown J. S., Int. J. Refrig., 2017, vol. 79, pp. 176–182. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.04.003Lago S., Giuliano Albo P. A., Brown J. S., Bertinetti M., J. Chem. Eng. Data, 2018, vol. 63, pp. 4039–4045. https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b00427Lago S., Giuliano Albo P. A., Brown J. S., Bertinetti M., J. Chem. Eng. Data, 2018, vol. 63, pp. 4039–4045. https://doi.org/10.1021/acs.jced.8b00427Liu Y., Zhao X., Int. J. Refrig., 2018, vol. 86, pp. 127–132. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.11.015Liu Y., Zhao X., Int. J. Refrig., 2018, vol. 86, pp. 127–132. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.11.015Berestov A. T., Equation of state in the critical region with inclusion of non-asymptotic terms, Sov. Phys. JETP, 1977, vol. 45, no. 1, pp. 184–187.Berestov A. T., Equation of state in the critical region with inclusion of non-asymptotic terms, Sov. Phys. JETP, 1977, vol. 45, no. 1, pp. 184–187.Rykov V. A., Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Sverdlov A. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2017, vol. 891, 012334. https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012334Rykov V. A., Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Sverdlov A. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2017, vol. 891, 012334. https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012334Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1385, 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1385/1/012009Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1385, 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1385/1/012009Колобаев В. А., Рыков С. В., Кудрявцева И. В., Устюжанин Е. Е., Попов П. В., Рыков В. А., Свердлов А. В. Методика построения уравнения состояния и термодинамических таблиц для хладагента нового поколения // Измерительная техника. 2021. № 2. С. 9–15. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2021-2-9-15Kolobaev V. A., Rykov S. V., Kudryavtseva, I. V. et al., Measurement Techniques, 2021, vol. 64, no. 2, pp. 86–93. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01901-9Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2057, 012112. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2057/1/012112Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2057, 012112. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2057/1/012112Kozlov A. D., Lysenkov V. F., Popov P. V., Rykov V. A., J. Eng. Phys. Thermophys., 1992, vol. 62, no 6, pp. 611–617. https://doi.org/10.1007/BF00851887Kozlov A. D., Lysenkov V. F., Popov P. V., Rykov V. A., J. Eng. Phys. Thermophys., 1992, vol. 62, no 6, pp. 611–617. https://doi.org/10.1007/BF00851887Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., Ustyuzhanin E. E., J. Phys.: Conf. Ser., 2018, vol. 946, 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/946/1/012118Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., Ustyuzhanin E. E., J. Phys.: Conf. Ser., 2018, vol. 946, 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/946/1/012118Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., J. Phys.: Conf. Ser., 2020, vol. 1565, 012038. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1565/1/012038Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., J. Phys.: Conf. Ser., 2020, vol. 1565, 012038. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1565/1/012038Ma Sh., Modern Theory of Critical Phenomena, AddisonWesley, 1976, 561 p.Ma Sh., Modern Theory of Critical Phenomena, AddisonWesley, 1976, 561 p.Benedek G. B., Polarisation Matiere et Rayonnement – Volume Jubilaire en l’Honneur d’Alfred Kastler, Presses Universitaires de Paris, Paris, 1968, p. 71.Benedek G. B., Polarisation Matiere et Rayonnement – Volume Jubilaire en l’Honneur d’Alfred Kastler, Presses Universitaires de Paris, Paris, 1968, p. 71.Rykov S. V., The fundamental equation of state considering asymmetry of fluid, Scientific and Technical Volga region Bulletin, 2014, no. 1, pp. 33–36. (In Russ.)Rykov S. V., The fundamental equation of state considering asymmetry of fl uid, Scientifi c and Technical Volga region Bulletin, 2014, no. 1, pp. 33–36. (In Russ.)Agayan V. A., Anisimov M. A., Sengers J. V., Phys. Rev. E, 2001, vol. 64, 026125. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.026125Agayan V. A., Anisimov M. A., Sengers J. V., Phys. Rev. E, 2001, vol. 64, 026125. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.026125Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Ustyuzhanin E. E., Ochkov V. F., J. Phys. Conf. Ser., 2019, vol. 1147, 012017. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1147/1/012017Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Ustyuzhanin E. E., Ochkov V. F., J. Phys. Conf. Ser., 2019, vol. 1147, 012017. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1147/1/012017Mares R., Profous O., and Sifner O., Int. J. Thermophys., 1999, vol. 20, no. 3, pp. 933–942. https://doi.org/10.1023/A:1022647605881Mares R., Profous O., and Sifner O., Int. J. Thermophys., 1999, vol. 20, no. 3, pp. 933–942. https://doi.org/10.1023/A:1022647605881

The authors declare that there are no conflicts of interest present.