In the present work the constant-entropy reversible compression of the refrigerant HFC-134a in the superheated vapour state is analysed. The gas compressibility effects are taken into account by the use of the Martin-Hou equation of state. In a simple vapour compression cycle, in fact, the isentropic compression process is so close to the saturation vapour line and at conditions lower than critical that the covolume of the gas particles is not negligible, and the van der Waals forces among them cannot be ignored. Therefore, two thermodynamic relations in an exact closed-form are derived. They allow the discharge refrigerant temperature of the isentropic compression to be calculated as well as the corresponding work transferred as functions of the pressure ratio. A comparison with the well-known software REFPROP indicates a very high quality of prediction of the proposed formulation, that can be integrated in a computer code for the performance analysis of reverse vapour compression plants.

Nel presente articolo si analizza la compressione adiabatica reversibile del fluido HFC-134a, nello stato di vapore surriscaldato, tenendo conto degli effetti del gas reale mediante l’uso dell’equazione di stato di Martin-Hou. In un ciclo inverso a compressione di vapore, infatti, il processo adiabatico di compressione del fluido nella regione dei vapori surriscaldati è così vicino alla curva del vapore saturo secco e sufficientemente al di sotto delle sue condizioni critiche, che non è affatto possibile trascurare né il covolume delle particelle di gas, né le forze di van der Waals tra le stesse. Si perviene, pertanto, a due espressioni algebriche in forma chiusa che consentono di stimare sia la temperatura di mandata del fluido durante il processo di compressione che il corrispondente lavoro scambiato, in funzione del rapporto di compressione. Un confronto con il ben noto software REFPROP indica l’elevata accuratezza del metodo proposto, che può così essere integrato in un codice di calcolo completo per la simulazione delle prestazioni di macchine a ciclo inverso a compressione di vapore.

Analisi della compressione isoentropica del fluido frigorigeno HFC-134a

DE MONTE, FILIPPO;MARCOTULLIO, Fulvio
2001

Abstract

Nel presente articolo si analizza la compressione adiabatica reversibile del fluido HFC-134a, nello stato di vapore surriscaldato, tenendo conto degli effetti del gas reale mediante l’uso dell’equazione di stato di Martin-Hou. In un ciclo inverso a compressione di vapore, infatti, il processo adiabatico di compressione del fluido nella regione dei vapori surriscaldati è così vicino alla curva del vapore saturo secco e sufficientemente al di sotto delle sue condizioni critiche, che non è affatto possibile trascurare né il covolume delle particelle di gas, né le forze di van der Waals tra le stesse. Si perviene, pertanto, a due espressioni algebriche in forma chiusa che consentono di stimare sia la temperatura di mandata del fluido durante il processo di compressione che il corrispondente lavoro scambiato, in funzione del rapporto di compressione. Un confronto con il ben noto software REFPROP indica l’elevata accuratezza del metodo proposto, che può così essere integrato in un codice di calcolo completo per la simulazione delle prestazioni di macchine a ciclo inverso a compressione di vapore.
In the present work the constant-entropy reversible compression of the refrigerant HFC-134a in the superheated vapour state is analysed. The gas compressibility effects are taken into account by the use of the Martin-Hou equation of state. In a simple vapour compression cycle, in fact, the isentropic compression process is so close to the saturation vapour line and at conditions lower than critical that the covolume of the gas particles is not negligible, and the van der Waals forces among them cannot be ignored. Therefore, two thermodynamic relations in an exact closed-form are derived. They allow the discharge refrigerant temperature of the isentropic compression to be calculated as well as the corresponding work transferred as functions of the pressure ratio. A comparison with the well-known software REFPROP indicates a very high quality of prediction of the proposed formulation, that can be integrated in a computer code for the performance analysis of reverse vapour compression plants.
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