润滑油对混合制冷剂蒸发过程的影响
2013年12月05 05:48:00 来源：中国制冷网
R502与其替代品蒸发换热性能比较R502主要用于冷柜与食品速冻，目前开发的替代品都为混合制冷剂，如R507、R404a等。SMSami等对R502与它的一些替代品R507、R404a、R408a、四元混合物R32/R125/R143a/R134a（40/25/25/10wt%）进行了一系列实验研究，采用的是凹槽管，制冷剂中含油1%左右，质量流速低于110kg/m2s。他们发现，各制冷剂蒸发换热系数从高到低依次为：R408a、R502、四元混合物、R404a、R507，压降从高到低依次为：R507、R404a、R408a、R502，四元混合物的压降在R502与R507之间。最近SMSami等还对R502及替代品R404a、R408a、R507、R407b在与空气进行热交换的四排翅片管（内部亦采用微翅片强化）式换热器内蒸发过程进行实验比较18，发现在质量流速相同时，蒸发换热系数从高到低为：R502、R408a、R507及R407b，R404a在R502与R407b之间，在压降方面，R407b>R502>R404a>R408a.R507的压降在质量流速低于130kg/m2s时高于上述四种制冷剂，在质量流速高于130kg/m2s时低于R407b，但仍高于其余三种制冷剂。NKattan等对R502的两种近共沸制冷剂R404a、R402a进行了研究，得到R404a的蒸发换热系数比R502的略高，而R402a的比R502的略低。
润滑油对蒸发过程的影响实际制冷系统中，与上面提到的大多数研究不同，循环制冷剂内总含有一定比例的润滑油，润滑油的存在将使蒸发过程发生变化。润滑油可以看成是一种高沸点组分，加入到制冷剂中后，混合物的沸点将升高。根据JRThome的OZrcher等的计算，若在R134a中加入5%的润滑油，在0.293MPa（对应纯R134a蒸发压力为0℃）的压力下蒸发时，干度大于0.8后蒸发温度将显著上升，如在干度为0.93时蒸发温度将提高8.015℃。润滑油还将影响到蒸发过程的压降，因为制冷剂/润滑油混合物的粘度与单纯制冷剂不一样。
为了探明润滑油对R134a传热的影响，SJEckels等进行了一系列实验研究。采用型号为169-SUS的润滑油时，在直径为9.52mm与12.7mm的光滑管内，随着润滑油含量的增加（0～5%），换热系数先有微幅增加（0～12%），然后下降（15%～30%）；若为微翅片管，低浓度对换热没有影响，高浓度使换热系数下降的。采用型号为150-SUS的润滑油时，光滑管内的换热系数在低浓度时没什么变化，但高浓度时会下降，微翅片管内的换热系数则总是下降的。采用型号为369-SUS的润滑油时，随着润滑油含量的增加，两种管内的蒸发换热系数都会下降。压降方面，无论加入哪一种润滑油，随着含量的增加，压降都会增大，如加入4.9%的型号为169-SUS的润滑油后，光滑管内的压降会增加30%，微翅片管内的压降会增加10%。
