Steven.liu 发表于 2021-9-15 15:26:09

制冷剂物性集合参数B值的计算方法与excel表格



点击图片下载:《翅片式换热器设计与仿真课程资料》
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/jiav3DPm4X36BiaUVcvpE7FcgXBIvHz4unMERibJARPBf17bib1wmD9GOStXM7S7Ddib0xcBYewn8B0ibcFZpRcGClzA/640?wx_fmt=jpeg
近期在我们制冷百家的高级会员群里面,​有个学员问了一个这样的问题:

“哪里可以 查询到制冷剂物性集合参数B值?R32制冷剂的物性集合参数B值从哪里可以获得?”

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXbc0KiazjIdMvaTzJtR9IxXzwUCeyGTwTnXrRsExqU3Fm1quuawsq0Ig/0?wx_fmt=png
关于“制冷剂物性集合参数B值”,目前确实很少有资料能够得到,因此我们的知道老师特地整理了一篇资料,供群里的高级会员学习,希望可以提高​各位学员制冷设计的水平。
在制冷系统换热器的设计和计算中,不管是翅片式换热器、壳管式换热器、套管式换热器的设计中,都离不开一个制冷剂物性集合参数B值的计算:

我们以​壳管式换热器计算为例子:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXCzia9MYjCa5HEeq22n2qvQQuxgsfAFtLib3R1hiaslmFFctEZxyubGaoQ/0?wx_fmt=png
来自吴业正《小型制冷装置设计指导》

关于这个物性集合参数B的数值,在《小型制冷装置设计指导》中,只能查询到一个​表格:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgX8j60GozicGvT7NHk4yOPXicpmms2qKtmc5z076fNhJhpNQhrIrQ7z6iaw/0?wx_fmt=png
表格中仅仅提供了三种制冷剂(R12、R134a、R22)在冷凝温度20℃、30℃、40℃、50℃中的一些数值,但是在我们实际的设计中,我们通常使用的制冷剂是R410A、R32、R290、R404A等各类制冷剂,在不同冷凝温度的情况,此时是没有资料能够查询到这个B值的,那对于我们换热器的设计就无法​进行下去了。
那么如何得到这些制冷剂的​物性集合参数B的数值呢?
首先要计算这个物性集合参数,我们必须要知道这个B值的计算公式,在不少的书籍中,我们都​可以找到这个B值的计算公式。

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXCXemc6d39D5qXPs0tyCrvQmUeA4G2rUdHVHzrqIYVJHWEYLDrfbOSQ/0?wx_fmt=png
以及公式:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXrnlHMkcjVoX3ypKxUppZjiaibklXnsJXo0vf1zfJ2WiaUmMic9QQramFzg/0?wx_fmt=png根据这个,我们得到公式:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXw1SyLEqKrL2eUPHkiabLwxA7yHhbRWWrgpQT1ceeUMo8ficIicVu2Ex3A/0?wx_fmt=png
根据公式,我们只需要知道制冷剂在某一温度下的密度、导热系数、粘度和制冷剂的潜热几个参数,我们就可以计算出来B值;

根据我们前面课程《excel制冷仿真技术入门到提高》的学习,我们很容易就可以在excel表格中实现制冷剂这几个参数的调用,然后直接计算出​制冷剂的物性集合参数B值。

我们先来看下R134a制冷剂的​物性参数的计算:
​根据之前的课程, 我们先建立抬头:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXVe79EpCE6gZJTicgAUqWAEtxTpwgyyF7TXEUurdNADaKiaS1RExANicVw/0?wx_fmt=png
按照制冷剂的液体温度, 我们计算20-​50℃的冷凝温度时候的B值,以下为制冷剂不同温度下对应的密度、导热系数、粘度、潜热等数值​;https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXW4XcLl68MlLsO4KMeC9sbia3gHic9Ao3QVownr621h2JAutc0s5rEFZQ/0?wx_fmt=png
直接利用excel调用相关的函数,即可得到制冷剂的​物性值;比如,我们需要得到冷凝温度40℃时,制冷剂的导热系数:表格里面输入:=TH...,会自动跳出相关的函数​:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXm2pqgOPRFS4v2bZ19hXAB8tdFWW3iaR16ic98ibwicmibKCw6CadhpBFZgQ/0?wx_fmt=png双击,输入以下​:=ThermalConductivity($B$34,$B$22,$C$23,B41);回车,就能够得到R134a制冷剂在40℃时候的导热系数了,其他的我们不一一举例。
最后通过B值的计算公式,计算出来的B值​如下:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXgHDViau3JDiaaYK1PmdWibj17aOPEmCNbKibY4zjEp4Yhq6w9HYK7yFZ8A/0?wx_fmt=png
我们对比下教科书上查表得到的数值与我们计算结果的偏差:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXKaDyUaaia1PUqatpXjBdpbV4HmGHGpNoQc9cXibfqfVYLhevibeJ6nG8g/0?wx_fmt=png
偏差<3%,​可以说偏差很小了。

我们给大家展示下R32制冷剂的​B值计算结果:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXvHvaWJU7WbcLoJkIBPFOjXplTaFxAF8suh0FTCRKFHib2kAeqH4OxoA/0?wx_fmt=png
关于非共沸制冷剂比如R410A、R404A的计算,会有点不同,在excel调用refprop的函数时候,非共沸制冷剂的调用是不同的,直接调用函数,无法得到制冷剂的导热系数、粘度、汽化潜热等​参数。

我们以R410A混合制冷剂为例子,我们都知道R410A制冷剂是由R32 50%、R125 50% 混合而成的,在计算​导热系数,粘度等参数的时候,我们需要先计算出制冷剂的液相摩尔分数​,如下:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgX3ic4khkUpBmaFlRx1rCId3gPs2VGNRpQa2C6ZsGjV2tkG29t0icFAiaAg/0?wx_fmt=png
通过计算这两个数值后,我们就可以得到混合制冷剂的这几个参数了​。其计算结果与​refprop查询到的数值是一样的:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXQGcIUwvfpTrf0HzBSaXWSb5x76tMj366ZuhQ5p6bQekdrG42fWKPlw/0?wx_fmt=pngexcel计算值

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXPiaR30XgkfqNVmmI1xDUt2a7MPSsNW2x9HH2A9yffDJb2P0svfBAWdw/0?wx_fmt=pngrefprop查询值
​有了这些参数,我们可以直接计算B值了,结果如下:

https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXEa5Zbu18JBCRicZpQs9xS1fKUhgNkKMZwh2MjLgBfJxXQ1B2Uuc65Kw/0?wx_fmt=png
我们再直接看下​R404A制冷剂的B值:
https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz_png/jiav3DPm4X36eDiaI0HicZ35f9oibYZic9pgXGuD5k5gmSicOFgF36L5yB8ZPLLa1zf7gjh0ia0P2QTEefMA8vrfvIRSg/0?wx_fmt=png
好了,关于制冷剂物性集合参数B值的计算,我们就介绍到这里,文章中部分内容我们做了隐藏处理,需要下载原版学习资料和完整excel表格的,进入我们的制冷百家网(www.zhilengbj.cn)搜关键词,下载吧​:

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