碳氢制冷剂与R134a混合物的物性和燃烧性研究

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HCs(碳氢类物质)制冷剂作为天然物质,对臭氧没有破坏作用,温室效应的影响也非常小,是理想的新型制冷剂,其中R290和R600a已经得到一定程度的使用,但是碳氢制冷剂具有高度易燃的风险,使得在工程应用中受到阻碍。本文着眼于使用碳氢制冷剂作为替代制冷剂,以R290和R600a为主要研究对象,在碳氢制冷剂中添加抑制燃烧成分的制冷剂,研究混合物的物性变化和燃烧性变化,主要工作内容如下:通过ASPEN Properties和Refprop计算多种混合制冷剂露点温度和泡点温度在不同成分下的变化趋势,研究温度滑移对制冷循环的影响,并通过ASPEN HYSYS建立制冷循环模型,计算在相同工况,不同组分情况下,混合制冷剂的制冷性能变化。依据GB/T 21844-2008、ASHRAE34标准搭建可燃气体燃烧极限测试试验台,测试R290/R134a、R600a/R134a、R600a/R290三种混合物在不同配比下的燃烧上下限,并根据实验结果得到三种混合物的燃烧特性曲线,分析出R134a作为不可燃制冷剂对于R290和R600a两种制冷剂中的抑燃效果。发现R290/R134a、R600a/R134a两种制冷剂分别在R134a的质量分数约为50%和30%以上时表现出对燃烧的抑制作用,但是这种抑制作用表现并不显著,随着R134a含量增加到一定程度,这种抑制作用才逐渐增强。通过评价F因子,也能得出相近的结论,并能够直观分析出在混合气体R290/R134a中,当R134a质量分数大于84%时,混合物的燃烧性明显下降;在混合气体R600a/R134a中,当R134a质量分数大于88%时,混合物的燃烧性明显下降。最终得出结论R134a能够使得混合物的燃烧性下降,使得作为制冷剂使用时更为安全。
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