制冷剂与润滑油的混合物性及可燃性研究

论文摘要

随着科技的发展和人们对环境保护认识的加深，制冷行业中对环境有危害的制冷剂将逐步被淘汰，研发新型环保制冷剂成为当前全球制冷行业的大势所趋。然而在这些新型替代制冷剂的使用过程中，由于和传统润滑油不能良好的兼容，从而造成制冷系统的压缩机磨损、传热恶化和回油困难等一系列问题；另一方面，由于制冷剂溶解于润滑油中，使得可燃性制冷剂发生泄漏时不可避免的会携带一定量的润滑油，而且使用的润滑油产品本身通常都具有一定的可燃性和助燃性，在其作用下，必然会使可燃制冷剂的燃烧特性有很大的变化。因此，对制冷剂，尤其是新型制冷剂与润滑油的混合物性和可燃性方面的研究，为其在使用中的推广具有十分重要的意义。本文首先对制冷剂与润滑油互溶性的理论研究方法进行了阐述，并采用RKS状态方程法，通过Matlab软件编程，分别对制冷剂CO2和PAG润滑油以及R134a和POE润滑油的相平衡进行计算，与已有的试验对比吻合较好，验证了计算的准确性，然后分析溶解度与压力和温度的关系。阐述燃烧爆炸反应的理论，分析得出可燃制冷剂气体种类、温度、压力、点火源、反应容器等是影响可燃制冷剂燃爆极限的主要因素，分析可燃制冷剂燃爆下限对实际机组安装和高效运行的指导意义。利用改进的试验台，在常压、15℃左右的条件下进行了纯质制冷剂R1150、R600a、R152a和R161爆炸下限的测试，在相同试验条件下分别对含有PAG润滑油的R152a和R161制冷剂进行了燃烧爆炸的测试，试验发现润滑油的存在未改变制冷剂的燃爆下限，但是和纯质的火焰传播等燃烧特性现象有很大的不同，通过试验数据和现象对其进行分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 制冷系统中的制冷剂工质介绍
• 1.2.1 制冷剂概述
• 1.2.2 制冷剂的发展历程
• 1.3 制冷系统中的润滑油
• 1.3.1 润滑油概述
• 1.3.2 润滑油的作用及影响
• 1.4 制冷剂与润滑油混合物性的研究进展
• 1.5 制冷剂与润滑油可燃性的研究
• 1.6 本文研究的主要内容
• 1.7 本章小结
• 第二章 制冷剂与润滑油互溶性的理论研究
• 2.1 制冷剂与润滑油的相溶性
• 2.2 制冷剂气体溶解度的分子聚集模型和状态方程法计算
• 2.3 制冷剂液体活度系数法的理论计算
• 2.4 制冷剂与润滑油的半经验关系式法
• 2.5 制冷剂与润滑油相平衡的编程计算
• 2.6 本章小结
• 第三章 制冷剂燃爆特性理论的研究
• 3.1 燃烧爆炸的概念
• 3.1.1 发生燃爆反应的条件分析
• 3.1.2 燃烧爆炸的链式反应机理
• 3.2 制冷剂可燃极限的研究
• 3.2.1 制冷剂可燃极限的定义和测试方法
• 3.2.2 制冷剂可燃极限的影响因素分析
• 3.2.3 研究制冷剂燃烧下限的意义
• 3.3 本章小结
• 第四章 制冷剂与润滑油燃爆特性的试验研究
• 4.1 本文制冷剂/润滑油的燃爆试验系统介绍
• 4.1.1 试验装置介绍
• 4.1.2 试验配气原理
• 4.2 试验系统的标定和误差分析
• 4.2.1 试验系统的标定
• 4.2.2 试验系统的误差分析
• 4.2.3 减小或消除误差的方法分析
• 4.3 试验结果分析
• 4.3.1 可燃制冷剂纯质的爆炸试验
• 4.3.2 试验方法对制冷剂可燃极限的影响
• 4.3.3 制冷剂与润滑油共存时的燃烧反应试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 参加科研情况说明
• 致谢