Термодинамические свойства хладагента R1233zd(E): методика построения фундаментального уравнения состояния и табулированные данные

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.

1. Nair V., Int. J. Refrig., 2021, vol. 122, pp. 156–170. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.10.039

2. Mondé 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.5b00348

3. Di 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.6b00916

4. Hulse 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/je300776s

5. Tanaka K., Trans. Jpn. Soc. Refrig. Air Cond. Eng., 2016, vol. 33, pp. 105–111. https://doi.org/10.11322/tjsrae.15-48_OA

6. Li 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.9b00001

7. Yin J., Ke J., Zhao G., Ma S., Int. J. Refrig., 2021, vol. 121, pp. 253–257. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.09.010

8. Sakoda N., Higashi Y., Akasaka R., J. Chem. Eng. Data, 2020, vol. 65, pp. 4285–4289. https://doi.org/10.1021/acs.jced.0c00239

9. Tanaka K., J. Chem. Eng. Data, 2016, vol. 61, pp. 3570– 3572. https://doi.org/10.1021/acs.jced.6b00502

10. Fedele 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.7b00841

11. Romeo 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.2017.04.003

12. Lago 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.8b00427

13. Liu Y., Zhao X., Int. J. Refrig., 2018, vol. 86, pp. 127–132. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2017.11.015

14. 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.

15. Rykov V. A., Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Sverdlov A. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2017, vol. 891, 012334. https://doi.org/10.1088/1742-6596/891/1/012334

16. Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2019, vol. 1385, 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1385/1/012009

17. Колобаев 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.2021-2-9-15

18. Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 2057, 012112. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2057/1/012112

19. Kozlov 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/BF00851887

20. Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., Rykov S. V., Ustyuzhanin E. E., J. Phys.: Conf. Ser., 2018, vol. 946, 012118. https://doi.org/10.1088/1742-6596/946/1/012118

21. Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A., J. Phys.: Conf. Ser., 2020, vol. 1565, 012038. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1565/1/012038

22. Ma Sh., Modern Theory of Critical Phenomena, AddisonWesley, 1976, 561 p.

23. Benedek G. B., Polarisation Matiere et Rayonnement – Volume Jubilaire en l’Honneur d’Alfred Kastler, Presses Universitaires de Paris, Paris, 1968, p. 71.

24. 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.)

25. Agayan V. A., Anisimov M. A., Sengers J. V., Phys. Rev. E, 2001, vol. 64, 026125. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.026125

26. Rykov 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/10.1088/1742-6596/1147/1/012017

27. Mares R., Profous O., and Sifner O., Int. J. Thermophys., 1999, vol. 20, no. 3, pp. 933–942. https://doi.org/10.1023/A:1022647605881