- •СодержАние
- •Список Основных условных обозначений
- •Введение
- •1. Холодильные агенты
- •Озоноразрушающие cfc- и hcfc-хладагенты
- •Озонобезопасные синтетические хладагенты
- •Cмесевые озонобезопасные хладагенты
- •«Природные» хладагенты
- •2. Холодильные масла
- •2.1. Назначение и классификация
- •Технические показатели холодильных масел
- •Классы вязкости масел по iso 3448
- •Значения вязкости различных масел
- •Показатели холодильных масел
- •Температурные показатели смазочных масел
- •2.2. Растворы
- •Растворимость r717 в минеральном масле
- •2.3. Масла в низкотемпературных системах
- •Показатели масел, исследованных на пенообразование
- •Максимальные значения коэффициентов пенообразования (Kп, max) для растворов масло–хладагент
- •Совместимость хладагентов и смазочных масел
- •Влагосодержание в холодильных маслах
- •Холодильные масла и материалы
- •Значение показателей масел
- •3. Равновесные и неравновесные свойства
- •3.1. Вязкость
- •Кинематическая вязкость холодильных масел
- •Коэффициенты а1, а2 и а3 в уравнении Егера и Лефлера
- •3.2. Плотность
- •Плотность холодильных масел при температуре 20 °с
- •Коэффициенты для расчета плотности масел типов рое и nрое
- •Коэффициенты уравнения Редлиха–Кистера
- •Двойные системы
- •Характеристики смазочных масел
- •3.3. Теплоемкость
- •Значения теплоемкости холодильных масел
- •3.4. Теплопроводность
- •Значения коэффициентов а и в
- •Значения λ30 и холодильных масел
- •Теплопроводность холодильных масел
- •3.5. Поверхностное натяжение
- •Поверхностное натяжение масел σ при температуре 50 °с
- •3.6. Теплота парообразования
- •3.7. Псевдокритические параметры
- •3.8. Фазовое равновесие
- •Коэффициенты уравнения для расчета давления паров холодильных масел
- •Коэффициенты аi и bi уравнения для раствора r22 с маслом ав
- •Коэффициенты уравнения Вагнера для раствора r134а–рое
- •3.9. Кажущаяся молекулярная масса масел и растворов
- •3.10. Энтальпия
- •Приложения Приложение 1 Технологии получения масел
- •1. Нефтяные масла
- •1.2. Синтетические масла
- •1.2.1. Синтетические углеводороды
- •1.2.2. Сложные эфиры
- •Физико-химические свойства сложных эфиров
- •1.2.3. Полиалкиленгликоли
- •Физико-химические свойства паг
- •1.2.4. Олигоорганосилоксаны
- •Свойства олигоорганосилоксановых масел
- •Приложение 2 Физико-химические свойства масел
- •Характеристики масел хф 12-16, хф 22-24, хф 22с-16
- •Характеристики масел eal Arctic Mobil, Icematic sw22 Castrol
- •Характеристики холодильных масел хс-40 и хс-40м
- •Характеристика холодильного масла Planetelf pag 488
- •Характеристика холодильного масла pag 244
- •Коэффициенты поверхностного натяжения масел
- •Теплофизические свойства масел
- •Характеристики холодильного масла хс-100
- •Характеристики масла ипм-10
- •Теплофизические свойства раствора фреон 12–масло хф-12
- •Приложение 3 Методы стандартизации масел
- •Приложение 4 Теплофизические и термодинамические свойства холодильных агентов
- •Теплофизические свойства воды на линии насыщения [31]
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара на линии насыщения (по температуре) [31]
- •Термодинамические свойства воды и водяного пара на линии насыщения (по давлению) [31]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного водяного пара [31]
- •Термодинамические свойства четыреххлористого углерода (хладагент r10) на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства хладагента r11 на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства хладагента r12 на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r12 [32]
- •Термодинамические свойства хладагента r12 на линии насыщения [32]
- •Термодинамические свойства хладагента r13 на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства хладагента r13 на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства четырехфтористого углерода (хладагент r14) на линии насыщения [32]
- •Теплофизические свойства хладагента r12в1 на линии насыщения [28]
- •Теплофизические свойства хладагента r13в1 на линии насыщения [33]
- •Теплофизические свойства хладагента r20 на линии насыщения [34]
- •Термодинамические свойства хладагента r21 на линии насыщения [34]
- •Теплофизические свойства хладагента r21 на линии насыщения [34]
- •Термодинамические свойства хладагента r22 на линии насыщения [34]
- •Теплофизические свойства хладагента r22 на линии насыщения [34]
- •Термодинамические свойства хладагента r23 на линии насыщения [34]
- •Теплофизические свойства хладагента r23 на линии насыщения [34]
- •Теплофизические свойства хладагента r32 на линии насыщения [33, 35]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r32 [33, 35]
- •Теплофизические свойства хладагента r113 на линии насыщения [33]
- •Термодинамические свойства хладагента r113 на линии насыщения [33]
- •Теплофизические свойства хладагента r114 на линии насыщения [33]
- •Термодинамические свойства хладагента r114 на линии насыщения [33]
- •Теплофизические свойства хладагента r115 на линии насыщения [33]
- •Термодинамические свойства хладагента r115 на линии насыщения [33]
- •Теплофизические свойства хладагента r123 на линии насыщения [36]
- •Теплофизические свойства хладагента r123а на линии насыщения [36]
- •Теплофизические свойства хладагента r124а на линии насыщения [36]
- •Термодинамические свойства хладагента r125 на линии насыщения [37]
- •Теплофизические свойства хладагента r125 на линии насыщения [37]
- •Теплофизические свойства хладагента r132b на линии насыщения [36]
- •Теплофизические свойства насыщенной жидкости хладагента r133а [ 35]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r133а [ 35]
- •Термодинамические свойства хладагента r134а на линии насыщения [38]
- •Теплофизические свойства хладагента r134a на линии насыщения [38]
- •Теплофизические свойства хладагента r142b на линии насыщения [33, 35]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r142b [33, 35]
- •Теплофизические свойства хладагента r143а на линии насыщения [36]
- •Теплофизические свойства хладагента r152а на линии насыщения [33, 35]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r152а [33, 35]
- •Теплофизические свойства хладагента rс318 на линии насыщения [33]
- •Теплофизические свойства хладагента r404а на линии насыщения [39]
- •Теплофизические свойства хладагента r407с на линии насыщения [40]
- •Теплофизические свойства хладагента r410а на линии насыщения [41]
- •Теплофизические свойства хладагента r502 на линии насыщения [28, 35]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара хладагента r502 [28, 35]
- •Теплофизические свойства хладагента r503 на линии насыщения [36]
- •Теплофизические свойства хладагента r507 на линии насыщения [42]
- •Теплофизические свойства аммиака (r717) на линии насыщения [37, 43]
- •Термодинамические свойства аммиака (r717) на линии насыщения [43]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара аммиака (r717) [37, 43]
- •Термодинамические свойства диоксида углерода (r744) на линии насыщения [31, 44]
- •Теплофизические свойства диоксида углерода (r744) на линии насыщения [31, 44]
- •Теплофизические свойства сухого насыщенного пара диоксида углерода (r744) [31, 44]
- •Термодинамические свойства пропана (r290) на линии насыщения [45]
- •Теплофизические свойства пропана (r290) на линии насыщения [45, 46]
- •Термодинамические свойства изобутана (r600а) на линии насыщения [46]
- •Теплофизические свойства изобутана (r600a) на линии насыщения [46]
- •Список литературы
- •Свойства холодильных масел и маслофреоновых растворов
3. Равновесные и неравновесные свойства
3.1. Вязкость
Для расчета вязкости масел применяют уравнение Вальтера
lglg (ν + K) = A – B lg T,
где ν – кинематическая вязкость, сСт (сантистокс); Т – абсолютная температура, К; А и В – коэффициенты, индивидуальные для каждого масла; K – универсальная константа. По данным работ [2, 5], рекомендуются значения K = 0,6–0,8. Вязкость масел зависит от температуры и в диапазоне от 20 до минус 20 °С может возрастать на порядок. У бутилового эфира поликремниевой кислоты, например, в этом диапазоне температур вязкость увеличивается до пяти раз.
Вязкость нефтяных масел с высоким содержанием парафино-вых углеводородов имеет сравнительно пологую зависимость от температуры. На вязкость масел нафтенового типа температура влияет более значительно. Вязкостно-температурные характеристики синтетических масел в большинстве случаев заметно превосходят такие же характеристики минеральных масел. Для повышения вязкости и сохранения при этом низкотемпературных свойств маловязкие минеральные масла загущают полимерными присадками. Так, маловязкое масло ХФ 22-24 получают загущением маловязкой основы виниполом (до 6 %) [2].
В стандартном диапазоне температур 40–100 °С вязкость мине-ральных масел может изменяться в 5–8 раз, синтетических – в 4–6 раз. С ростом давления вязкость масла увеличивается. Вязкостно-темпе-ратурную зависимость масел характеризует индекс вязкости (ИВ). Высокий индекс имеют масла с пологой зависимостью вязкости от температуры. Влияние давления на вязкость таких масел менее значимо, что учитывается при смазке пар трения при высоких удельных нагрузках. В табл. 3.1 приведены значения вязкости минеральных и синтетических масел.
Для расчета кинематической вязкости масел типов РОЕ и NPOE (neopentyle POE) в работе [24] использована зависимость вида
,
где ν – кинематическая вязкость, м2/с; А = 1,364·10–6 и В = 4, 229∙10–3 для масла типа РОЕ; А = 9,252∙10–11 и В = 3,985∙10–3 для масла типа NРОЕ.
Таблица 3.1
Кинематическая вязкость холодильных масел
Марка масла |
Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре, °С |
Марка масла |
Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре, °С |
||
40 |
100 |
40 |
100 |
||
ХА-30 |
45 |
6,4 |
Shell Clavus 46 |
46 |
5,8 |
ХФ 12-16 |
26 |
4,6 |
Shell Clavus 68 |
68 |
7,2 |
ХФ 22-24 |
40 |
7 |
Shell Oil 22-12 |
40 |
6,5 |
ХФ 22с-16 |
23–25 |
5,3 |
Sunico 4GS |
30 |
6 |
ХМ-35 |
51–56 |
6,5 |
KMH |
45 |
4,7 |
ФМ 5,6АП |
15–19 |
5 |
Zerice S46 |
48 |
6,5 |
ПФГОС-4 |
60–68 |
11,5 |
Zerice S68 |
68 |
7,4 |
ПМТС-5 |
41–50 |
13 |
Zerice S100 |
100 |
7,7 |
132-234 |
35–40 |
6–8 |
Сargoil Arctic SHC 226 |
65 |
10,1 |
Вязкость фреонов намного ниже вязкости масел. Например, кинематическая вязкость масла ХФ 12-16 при минус 20 °С превыша-ет 2000 мм2/с, а вязкость его раствора с R12 при 60 % масла по массе при той же температуре – чуть более 50 мм2/с. У масла ХФ 22с-16 при 40 °С вязкость равна 25 мм2/с, а в растворе с R22 (60 % по массе масла) – чуть более 3 мм2/с.
Для температур ниже 20 °С температурные зависимости вязкости маслофреоновых растворов в полулогарифмических координатах соответствуют линейной зависимости.
Динамическую вязкость раствора фреон 113–минеральное масло можно рассчитать с помощью соотношения [24]
,
где x – мольная концентрация, моль/моль; μ – динамическая вязкость.
Для растворов R134а с синтетическим маслом в работе [18] предложена зависимость
μсм = exp [ξм ln μм + (1 – ξм) ln μа],
где ξм – массовая концентрация масла, кг/кг.
Геллер и Девис в работе [25] по результатам измерений вязкости растворов РОЕ с хладагентами R32, R134a, R404A, R407C, R410А и R507 в интервалах температур от минус 20 до 120 °С и массовых концентраций масла ξм = 0,5–1 рекомендуют соотношение
log νсм = Σ (log νi)I ξi,
где ξi – массовая концентрация.
Егер и Лефлер для вязкости растворов минеральных масел с фреонами сначала рассчитывают коэффициенты а, а0 и индекс ИВ
;
а0 = а1(1 – ψм) + а2(1 – ψм)2 + а3(1 – ψм)3;
,
где ИВ – индекс вязкости; L – вязкость стандартного масла с ИВ = 0 при 37,8 °С; Н – вязкость стандартного масла с ИВ = 100 при 37,8 °С; νм – вязкость исследуемого масла при 37,8 °С; ψм – мольная концентрация масла.
Значения коэффициентов а1, а2 и а3 даны в табл. 3.2. Соотношение, связывающее а и νсм, имеет вид
а = аrсh (ln νм) – 8,7 аrсh (ln νсм),
где νм и νсм – значения вязкости масла и раствора при одинаковой температуре для заданной концентрации масла ψм. Формулу рекомендуют для систем хладагент–минеральное масло до значе-ний ψм = 0,75–0,95 [9].
Таблица 3.2