Методика построения уравнения состояния и термодинамических таблиц для хладагента нового поколения

Разработано единое фундаментальное уравнение состояния 2,3,3,3-тетрафторпропена (R1234yf) – озонобезопасного хладагента четвёртого поколения и предложен метод построения уравнения. Данное уравнение в области газа переходит в уравнение состояния вириального вида, а в окрестности критической точки удовлетворяет требованиям современной масштабной теории критических явлений и переходит в масштабное уравнение Вайдома. На основе единого фундаментального уравнения состояния в соответствии с ГОСТ Р 8.614-2018 «ГСИ. Государственная служба стандартных справочных данных. Основные положения» разработаны стандартные справочные данные ГСССД 380-2020 о плотности, энтальпии, изобарной теплоёмкости, изохорной теплоёмкости, энтропии и скорости звука R1234yf в диапазонах температур 230–420 К и давлений 0,1–20 МПа. Выполнено сопоставление расчётных значений равновесных свойств с наиболее надёжными экспериментальными данными, полученными в известных лабораториях мира, и табличными данными, полученными на основе известных фундаментальных уравнений состояния R1234yf. Оценены неопределённости табулированных данных для давления насыщенного пара, плотности, энтальпии, изобарной теплоёмкости, изохорной теплоёмкости, энтропии и скорости звука 2,3,3,3-тетрафторпропена – стандартные относительные неопределённости по типам А, В, суммарная стандартная относительная и расширенная неопределённости. Полученные в работе результаты показывают, что предложенное единое фундаментальное уравнение состояния адекватно описывает равновесные свойства R1234yf в заявленном выше диапазоне параметров состояния.

1. Montreal protocol on substances that deplete the ozone layer. 2010 report of the refrigeration, air conditioning and heat pumps technical options committee, 2010 assessment, pp. 4–14.

2. Kano Y., Kayukawa Y., Fujii K., Sato H., Int. J. Thermophys., 2010, vol. 31, pp. 2051–2058. https://doi.org/10.1007/s10765-010-0885-7

3. Di Nicola G., Polonara F., Santori G., J. Chem. Eng. Data, 2010, vol. 55, pp. 201–204. https://doi.org/10.1021/je900306v

4. Di Nicola C., Di Nicola G., Pacetti M., Polonara F., Santori G., J. Chem. Eng. Data, 2010, vol. 55, pp. 3302–3306. https://doi.org/10.1021/je100102q

5. Tanaka K., Higashi Y., Akasaka R., J. Chem. Eng. Data, 2010, vol. 55, pp. 901–903. https://doi.org/10.1021/je900515a

6. Qiu G., Meng X., Wu J., J. Chem. Thermodynamics, 2013, vol. 60, pp. 150–158. https://doi.org/10.1016/j.jct.2013.01.006

7. Fedele L., Bobbo S., Groppo F., Brown J. S., Zilio C., J. Chem. Eng. Data, 2011, vol. 56, pp. 2608–2612. https://doi.org/10.1021/je2000952

8. Gao N., Jiang Y., Wu J., He Y., Fluid Phase Equilibria, 2014, vol. 376, pp. 64–68. https://doi.org/10.1016/j.fl uid.2014.05.029

9. Richter M., McLinden M. O.; Lemmon E. W., J. Chem. Eng. Data, 2011, vol. 56, pp. 3254–3264. https://doi.org/10.1021/je200369m

10. Yang Z., Kou L., Mao W., Lu J., Zhang W., Lu J., J. Chem. Eng. Data, 2014, vol. 59. pp. 157–160. https://doi.org/10.1021/je400970y

11. Zhong Q., Dong X., Zhao Y., Wang J., Zhang H., Li H., Guo H., Shen J., Gong M., J. Chem. Thermodynamics, 2018, vol. 125, pp. 86–92. https://doi.org/10.1016/j.jct.2018.05.022

12. Yin J., Zhao G., Ma S., Int. J. Refrig., 2019, vol. 107, pp. 183–190. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2019.08.008

13. Lukawski M. Z., Ishmael M. P. E., Tester J. W., J. Chem. Eng. Data, 2018, vol. 63, pp. 463–469. https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00946

14. Lago S., Giuliano Albo P. A., Brignolo S., J. Chem. Eng. Data, 2011, vol. 56, pp. 161– 163. https://doi.org/10.1021/je100896n

15. Tanaka K., Higashi Y., Int. J. Refrig., 2010, vol. 33, pp. 474–479. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2009.10.003

16. Fedele L., Brown J. S., Colla L., Ferron A., Bobbo S., Zilio C., J. Chem. Eng. Data, 2012, vol. 57, pp. 482–489. https://doi.org/10.1021/je201030g

17. Akasaka R., Tanaka K., Higashi Y., Int. J. Refrig., 2010. vol. 33, pp. 52–60. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2009.09.004

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

19. Rykov S. V., Rykov V. A., Kudryavtseva I. V., Ustyuzhanin E. E., Sverdlov A. V., Mathematica Montisnigri, 2020, vol. 47, pp. 124–136. https://doi.org/10.20948/mathmontis-2020-47-11

20. 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

21. Benedek G. B., In polarisation matie et payonnement, livre de Jubile en l’honneur du proff esor A. Kastler, Presses Universitaires de Paris, Paris, 1968, p. 71.

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

23. Widom B., J. Chem. Phys., 1965, vol. 43, pp. 255–262. https://doi.org/10.1063/1.1696618

24. Ма Ш. Современная теория критических явлений: Пер. с англ. А. Н. Ермилова, А. М. Курбатова. М.: Мир. 1980. 298 с.

25. Рыков С. В., Кудрявцева И. В., Рыков В. А., Свердлов А. В. // Вестник Международной академии холода. 2020. № 2. С. 79–85. https://doi.org/10.17586/1606-4313-2020-19-2-79-85

26. Rykov S. V., Kudryavtseva I. V., Rykov V. A. J. Phys. Conf. Ser., 2019, vol. 1385, p. 012014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1385/1/012014

27. Mares R., Profous O., Sifner O. Int. J. Thermophys., 1999, vol. 20, pp. 933–942. https://doi.org/10.1023/A:1022647605881