МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
УНИВЕРСИТЕТ ИТМО
О.Б. Цветков, Ю.А. Лаптев, А.А. Баранцов
РАСЧЕТ СВОЙСТВ ХОЛОДИЛЬНЫХ АГЕНТОВ
Учебно-методическое пособие
Санкт-Петербург
2016
УДК 553.1
Цветков О.Б., Лаптев Ю.А., Баранцов А.А. Расчет свойств холодильных агентов: Учеб.-метод. пособие.
СПб.: Университет ИТМО, 2016. 72 с.
Представлены сведения о соответственном состоянии веществ, приведенных переменных, расчетные зависимости, конкретные примеры расчетов термодинамических свойств и кинетических коэффициентов. Рассмотрены возможности методов прогнозирования теплофизических свойств нормальных жидкостей и газов на примере хладагента. В приложении даны таблицы теплофизических свойств.
Предназначено для бакалавров направлений: 14.03.01 – по дисциплине «Термодинамика»; 15.03.04, 16.03.03, 23.03.03 – «Основы термодинамики и теплопередачи»; 19.03.02, 19.03.03 – «Теоретические основы тепло- и хладотехники»; 18.03.02 – «Основы тепло- и хладотехники»; 19.03.01 – «Биотехнология»; 15.03.02 – «Термодинамика и тепломассообмен» всех форм обучения.
Рецензент: канд. техн. наук, проф. А.А. Малышев
Рекомендовано к печати Советом факультета холодильной, криогенной техники и кондиционирования, протокол № 2 от 30.10.2015 г.
Университет ИТМО – ведущий вуз России в области информационных и фотонных технологий, один из немногих российских вузов, получивших
в 2009 году |
статус национального исследовательского университета. |
С 2013 года |
Университет ИТМО – участник программы повышения |
конкурентоспособности российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров, известной как проект «5 – 100». Цель Университета ИТМО – становление исследовательского университета мирового уровня, предпринимательского по типу, ориентированного на интернационализацию всех направлений деятельности.
© Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2016
© Цветков О.Б., Лаптев Ю.А., Баранцов А.А., 2016
2
ПРЕДИСЛОВИЕ
Учебно-методическое пособие знакомит обучающихся с методами расчета термодинамических и теплофизических свойств рабочих веществ техники низких температур, используемых при конструировании теплообменных аппаратов, расчетах процессов теплоотдачи при движении в каналах, при внешнем омывании труб и трубных пучков, при изменении агрегатного состояния. Материалы учебно-методического пособия будут актуальны не только в процессе учебы, но и в дальнейшей работе выпускников в промышленности, а также в научной деятельности.
Авторы не делали специального акцента на теоретических представлениях, ограничившись напоминанием фундаментальных проблем физики и термодинамики. Приведены соотношения, обобщающие результаты экспериментальных и теоретических исследований реальных систем различной физической природы.
Объект особого внимания – холодильные агенты, рабочие вещества индустрии холода, интерес к свойствам которых стал особенно приоритетным после принятия судьбоносных Монреальского, Киотского и, особенно, Парижского (2015 г.) протоколов в рамках ООН.
Авторы сочли полезным привести в приложении таблицы теплофизических свойств известных в мировой практике галогенопроизводных предельных углеводородов.
Авторы выражают искреннюю признательность коллективу кафедры теоретических основ тепло- и хладотехники Университета ИТМО, отмечающей свой 70-летний юбилей, за ценные замечания и советы по улучшению настоящего издания.
3
|
|
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ |
|
– |
давление, Па |
|
– |
приведенное давление |
|
– |
абсолютная температура, К |
|
– |
температура, ºC |
|
– |
приведенная температура |
|
– |
плотность, кг/м3 |
|
– |
приведенная плотность |
v |
– |
удельный объем, м3/кг |
|
– |
объем, |
|
– |
приведенный объем |
|
– |
фактор сжимаемости |
M |
– |
молярная масса, кг/кмоль |
Ri |
– |
удельная газовая постоянная, кДж/(кг · К) |
cv |
– |
удельная теплоемкость при постоянном объеме, |
|
|
кДж/(кг · К) |
cp |
– |
удельная теплоемкость при постоянном давлении, |
|
|
кДж/(кг · К) |
|
– |
конфигурационная теплоемкость при постоянном |
|
|
давлении, кДж/(кг · К) |
|
|
конфигурационная теплоемкость при постоянном |
|
|
объеме, кДж/(кг · К) |
s– удельная и молярная энтропия, кДж/(кг · К), кДж/(моль · К), соответственно
– поверхностное натяжение, 

– динамическая вязкость, 


– кинематическая вязкость, 

– теплопроводность, 



– массовые доли компонентов смеси, %
– число атомов в молекуле
– фактор ацентричности
– дипольный момент, в единицах Дебая
– число столкновений для вращательной релаксации
– параметры межмолекулярного взаимодействия, м; К соответственно
w – скорость звука, м/с
4
Gu |
– |
критерий Гульдберга |
Ri |
– |
критерий Риделя |
Ар |
– |
критерий Питцера |
А– критерий Филиппова
Индексы
– кипящая жидкость
"– насыщенный пар
|
– |
критический |
|
– |
состояние насыщения |
|
– |
аддитивная величина |
|
– |
масло |
|
– |
хладагент |
|
– |
идеальный газ |
|
– |
компонент смеси |
s |
– |
нормальная температура кипения |
Т– при атмосферном давлении
5