PC-SAFT方程结合重整化群理论计算R1224yd(Z)的热力学性质

R1224yd(Z)作为一种氢氟烯烃(hydrofluoroolefin,HFO)类物质,具有环境友好、热力性能优良的特性,在制冷空调、高温热泵和有机朗肯循环等领域具有广泛应用前景。传统的平均场理论状态方程没有考虑密度的涨落,无法准确描述流体在临界点附近的热力学性质。基于PC-SAFT(Perturbed-Chain statistical associating fluid theory)状态方程,用重整化群理论修正Helmholtz自由能密度来考虑涨落的影响,计算了R1224yd(Z)在临界点附近和远离临界点区域的热力学性质,结果表明:相比于原始PC-SAFT方程,重整化修正使得饱和蒸气压的复现精度略有下降,但显著改善了临界点附近和远临界区域的气液平衡密度描述精度,对单相密度和气相音速也具有较高的预测精度。该模型也为R1224yd(Z)在制冷空调等领域的应用提供理论基础。

基于改进相变模型的重力热管传热特性数值模拟

基于改进相变模型和工质饱和蒸汽压关系式对重力热管相变传热过程进行数值模拟,通过与文献结果和该文实验数据的对比,分析了冷凝过程质量转换时间松弛因子(冷凝系数)和相变判据对模拟结果的影响。结果表明:通过对冷凝系数的优化促进了热管启动过程的热质平衡,合理控制冷凝系数的变化速率可显著降低计算域质量偏差,并提高管壁温度模拟精度;饱和温度对热管蒸发段壁面温度影响最大,对冷凝段壁面温度影响最小,同等条件下低于合理取值的饱和温度将导致更大的管壁温度模拟偏差;采用工质饱和蒸汽压关系式作为相变判据能获得合理的饱和温度,模拟结果与实验值具有良好的一致性;基于改进模型的数值模拟结果直观再现了热管内部相变传热传质过程。结果可为热管相变传热数值模型的优化改进提供指导,有助于加深对热管内部传热机理的认识。

Wagner型通用蒸汽压方程优化算法研究

针对Wagner型通用蒸汽压方程中优化算法(optimization algorithm by Setzmann and Wagner,OPTIM)存在容易早熟收敛和收敛速度慢的问题,提出一种改进优化算法,通过改变变异规则,增强原有算法跳出局部最优解的能力;采用新的控制参数,最大程度的保留遗传算法的优化结果,提高算法搜索效率。采用改进算法对R134a和新一代环保替代制冷剂R1234yf、R1336mzz(Z)的蒸汽压方程进行了优化计算,并与文献算法进行比较,结果表明:新算法在全局搜索能力、算法稳定性和计算效率方面均具有明显优势;优化得到了R1234yf和R1336mzz(Z)的Wagner型通用蒸汽压方程,通过分析发现项库中各项的重要性具有耦合关系,其中起主导作用的是第2项和第3项;5项通用方程和Wagner方程拟合2种替代工质的压力平均绝对相对偏差分别为0.1027%、0.1144%和0.0881%、0.1395%,前者较后者拟合精度分别提高了10.2%和36.8%。