三氟碘甲烷作为冰箱制冷剂的理论循环分析

1、三氟碘甲烷作为冰箱制冷剂的理论循环分析         06-08-18 10:53:00     作者：王怀信 张宇 郑臣明    编辑：凌月仙仙王怀信 张宇 郑臣明 马利敏摘要：通过对环保工质三氟碘甲烷(3)的饱和蒸汽压曲线、冰箱名义工况和变工况下循环性能等三方面的理论分析,发现3和3的摩尔组成在50%-65%范围的3/290混合工质,理论循环性能与12接近,具有作为冰箱中12灌注式替代物的潜力。 关键词：工程热物理 冰箱制冷剂 理

2、论循环分析 3 3/290 1引言冰箱制冷剂12的现有替代物主要有134、600和152/22,它们分别在加工工艺、可燃性、环保和热工性能方面存在缺陷1,2,寻求新型环保节能的冰箱工质仍是人们研究的方向。三氟碘甲烷(3)是作为哈龙替代物而开发的新型灭火剂,其臭氧层破坏势()为0,20年的全球变暖势()低于5,不燃,油溶性和材料相容性很好3,饱和蒸汽压曲线与12相近,具备了作为冰箱制冷剂的前提条件(至于毒性目前还没有定论3,4)。关于3的热物性,只有文献3进行了较为系统的研究,目前还缺乏适用于汽液两相区的状态方程;3在冰箱工况下的循环性能,还没有被系统地分析。根据文献3的实验数据,确定同时适用于

3、3汽液两相的方程;并在此基础上,对3在冰箱工况下的循环性能进行系统地理论分析,旨在考察其作为冰箱制冷剂的可能性。2理论循环分析的工具2.1 状态方程两参数、的求解状态方程5的具体形式为:               (1)                   (2)&#

4、160;                   (3)                      (4)         

5、             (5)                        (6)              (7)

6、而是方程(8) 的最小正根。              (8)式中,为工质的通用气体常数,=/。确定状态方程需要具体物质的四个参数:临界压力、临界温度、虚拟压缩因子、斜率。对于3,文献3给出其=3.953,=396.443。、的求解方法如下:(1)选取个饱和液相数据点(、)(=1,);(2)假设一个初值;(3)由式(6)、(7)、(8)求出、,代入式(4)、(5)求得、;(4)由汽液平衡条件=,输入某数据点的(、),由式(1)、(2)求出;(5)由个数据点的(,)用

7、最小二乘法拟合式(3),求出;(6)由和已求出的,根据方程(1) (2)和汽液平衡条件计算各点的与的相对误差，以及个数据点的平均相对误差；(7)以一定的步长改变,重复步骤(3)-(6)。选取最小所对应的、作为方程的参数。文献3给出了3在301-范围内的25个饱和液相密度点,其中3个数据点是为了确定临界点而测的;把这3个数据点当作一个临界点对待,选取其余22个数据点按照上面的步骤求解得到3的=0.6514、=0.3105。     03-04-01 10:10:00     作者：本站会员  &#

8、160; 编辑：丢oO丢oO4 改进节点设计的途径 41 将塑性铰的位置外移234 在北岭地震之前，美国UBC和NEHRP两本法规对节点设计的规定，都是根据在柱 面产生塑性铰的假定提出的。由于在北岭地震中发现梁在柱面并没有产生塑性变性，却出现了裂缝。切口处的破坏是由三轴应力引起的，从而导致了脆性破坏。过去采用的焊接钢 框架节点标准构造，不能提供可靠的非弹性变形。试验表明，其节点转动能力不超过 O005rad，大大小于SAC建议的最小塑性转动能力003rad。另一方面，从受力情况看， 塑性铰出现在柱面附近的梁上，还可能在柱翼缘的材料中引起很大的厚度方向应变，并对 焊缝金属及其周围的热影

9、响区提出较高的塑性变形要求，这些情况也可能导致脆性破坏。 因此，为了取得可靠的性能，最好还是将梁柱连接在构造上使塑性铰外移。将塑性 位置从柱面外移有两种方法，一种是将节点部位局部加强，一种是在离开柱面一定距离处将梁截面局部削弱。钢梁中的塑性铰典型长度约为梁高的一半，当对节点局部加强时，可取塑性铰位置为距加强部分的边缘处梁高的13。节点局部加强固然也可使塑性铰外移， 但应十分注意不要因此出现弱柱，有背强柱弱梁的原则。 也有一部分专业技术人员认为，在构造上采取某些措施仍可使塑性铰出现在柱面附近， 这些措施包括限制构件的截面，控制梁柱钢材的有关强度，使母材和焊缝金属有足够的冲击韧性，在节点构件上消除

10、缺口效应等。但是由于没有足够的研究来肯定这些建议，使得这种建议在美国迟迟未能落实。而将塑性铰自柱面外移的建议，试验已表明是可行的和行之有效的。目前，美国对节点局部加强及梁截面减弱，都已提出了若干构造方案。实际上，将梁截面减弱使塑性铰外移的方法，早在北岭地震以前即有学者提 出过，北岭地震后又作了研究，在技术上己较成熟4 ，从近期在美国盐湖城建造的25层办公 楼中采用的犬骨式(dog-bone)连接，就可以看到它的构造细节。目前，美国虽未提出 今后在抗震框架中推荐采用何种节点形式，但从实际情况看，上述犬骨式连接已成为主导形式3 。因它制作方便、省工，由美国公司设计的我国天津国贸大厦钢框架中也已采用

11、了 这种节点形式。 日本阪神地震后，没有象美国采用将塑性铰外移的方案。日本1996年发表的钢结 构工程技术指针和1997年发表的钢结构技术指针JASS6等，仅提出了钢框架梁柱连接节点的构造改进形式，对节点构造特别是扇形切角工艺孔作了不少规定，目的也是消除可能出现的裂缝，保证结构的非弹性变形。也就是说，日本与美国分别采用了不同的避免脆性破坏的途径。 4.2 梁冀缘焊缝衬板缺口效应的处理116 在北岭地震前，美国钢框架节点施工中，通常将衬板和引弧板焊接后留在原处，这种做法，如前所述存在缺口效应，会导致开裂，现在则在焊后将下翼缘的衬板和引弧板割除，同时对焊缝进行检查11 。正如前面曾指出的，在下翼缘的焊缝中部由于焊条通过切角困难，焊接和探伤操作都要被迫中断，通常存在缺陷，割除衬板后可以目视观察，从而减少在此部位不易查看到的裂纹。衬板和引弧板可用气刨割除后再清根补焊，但费用较高，操作不慎还可能伤及母材。研究表明，衬板也可不去除，而将衬板底面边缘与柱焊接，缺点是无法象去除衬板后能对焊缝进行仔细检查。 由于上翼缘焊缝处衬板的缺口效应不严重，而且它对焊接和超探也没有妨碍，出于费用考虑，割除上翼缘衬板可能不合算，如果将上翼缘衬板边缘用焊缝封闭，试验表明并无 利影响，因此美