ГОСТ Р ИСО 17584-2015 Свойства хладагентов

     
ГОСТ Р ИСО 17584-2015

     
     
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

СВОЙСТВА ХЛАДАГЕНТОВ

Refrigerant properties

ОКС 71.100.45

Дата введения 2016-01-01

     
     
Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык, указанного в пункте 4 международного стандарта

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 60 "Химия"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 июня 2015 г. N 793-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 17584:2005* "Свойства хладагентов" (ISO 17584:2005 "Refrigerant properties").

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочного международного стандарта соответствующий ему национальный стандарт Российской Федерации, сведения о котором приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт, подготовленный Рабочей группой 7 Подкомитета 8 Международного технического комитета ИСО ТК 86 (ISO/TC 86/SC 8/WG 7), является новым международным стандартом. Он связан с международным стандартом ИСО 817 и дополняет его. Целью настоящего стандарта является рассмотрение различий при оценке производительности (работы), обусловленных использованием разных свойств хладагентов, что создает сложности, особенно в международной торговле. В настоящий стандарт включены те текучие среды и их свойства, по которым доступно достаточное количество данных высокого качества. В то время как рабочая группа определила целесообразность включения дополнительных текучих сред, таких как углеводороды, и включения переносных свойств, таких как вязкость и теплопроводность, модели данных для них, как было определено, недостаточны в настоящее время, чтобы они были включены в международный стандарт. По этой причине рабочая группа решила подготовить настоящий стандарт не таким полным, каким он должен быть, но своевременным, а не задерживать издание стандарта в ожидании дополнительных данных. Рабочая группа продолжает работу по включению дополнительных текучих сред и дополнительных свойств в настоящий стандарт. Предусмотрено, что настоящий стандарт будет подвергаться регулярной проверке и пересмотру.

Для такого применения, как оценка производительности охлаждающего оборудования, согласование значений всех свойств между всеми сторонами является более важным, чем абсолютная точность, но проще всего можно достигнуть консенсуса, когда доступна информация высокого качества о свойствах.

Принимая это во внимание, рабочая группа взяла в качестве начальной точки результаты приложения 18 программы Международного агентства энергетики "Теплофизические свойства хладагентов обратных тепловых машин, приемлемых для окружающей среды" [7]. Данное приложение содержит всесторонние оценки доступных уравнений состояния и их рекомендуемые представления для рядов хладагентов R123, R134a, R32, R125 и R143a. К участию в данном процессе было приглашено большое количество участников, каждый мог представить для оценки уравнение состояния. Представления для R123, R134a, R32 и R143a, принятые в настоящем стандарте, такие же, как и представления, рекомендуемые приложением 18 (современное уравнение состояния для R125, принятое в настоящем стандарте, как было показано, является более точным, чем прежние представления, рекомендованные приложением 18).

Простое сравнение моделей смесей, описанных в приложении 18, облегчает распространение и принятие подхода моделирования новой смеси. Эта модель основывается на энергии Гельмгольца для каждого из компонентов смеси, этот же подход используют в базе данных свойств хладагентов NIST REFPROP [5] и в расширенной таблице свойств, опубликованной Японским обществом инженеров по охлаждению и кондиционированию воздуха [12]. Модель Леммона и Якобсена (примененная в базе данных REFPROP) проще чем модель Тильнера-Рота и др. [12], в том, что она избегает тройных условий взаимодействий, требуемых в модели Тильнера-Рота, обеспечивая практически такое же воспроизведение экспериментальных данных. По этой причине, так же как и по причине широкого применения REFPROP, для свойств смесей, определенных в настоящем стандарте, была принята за основу модель Леммона и Якобсена.

Одним существенным недостатком представлений, принятых здесь, является их сложность. Учитывая это, настоящий стандарт позволяет "альтернативное применение". Под "альтернативным применением" подразумевают возможность использования упрощенных уравнений состояния, которые могут быть применимы в ограниченном интервале диапазонов условий, или применение простой корреляции отдельных свойств (например, выражения для давления паров или энтальпии насыщенного пара). Настоящий стандарт не ограничивает форму такого альтернативного применения, но он предъявляет требования в виде приемлемых допусков (отклонений от значений, указанных в стандарте), приведенные в приложении А, которым должно соответствовать альтернативное применение.

Вопрос приемлемых отклонений для альтернативного применения вызвал больше всего дискуссий в рабочей группе. Некоторые представители рабочей группы считали, что отклонения должны быть достаточно большими, чтобы охватить как можно больше применяемых представлений. Другие представители считали, что это не соответствует цели настоящего стандарта, которая заключается в гармонизации значений свойств, применяемых в промышленности. Концепция альтернативного применения с установленными приемлемыми отклонениями не должна стать одобрением использования "неправильных" данных, а должна допустить возможность для простых, специфичных для различных применений уравнений, которые согласовывались бы со свойствами, определенными в настоящем стандарте. В итоге были выбраны достаточно строгие отклонения. Опыт и рекомендации Европейской ассоциации производителей холодильного компрессионного оборудования (ASERCOM) имели значительное влияние. Они имели опыт с упрощенными уравнениями свойств, которые соответствовали и хорошо согласовывались с подобными уравнениями, рекомендованными в настоящем стандарте. Они рекомендовали строгие отклонения.

Данные отклонения не обязательно обуславливают отсутствие необходимости исходных экспериментальных данных или уравнений состояния для соответствия данным. Приемлемые отклонения, определенные в приложении A, были выбраны, чтобы в итоге давать "разумные" количественные отличия в расчетах, выполненных исходя из данных свойств, например для цикла эффективности или для степени компрессии. Например, допустимые отклонения, определенные в приложении A, приводят к общему отклонению примерно 2,5% в эффективности для работы идеального цикла охлаждения между температурой испарения минус 15°С и температурой конденсации плюс 30°С. Для сравнения международный стандарт ИСО 817 определяет, что первичный баланс энергии для испытаний компрессора согласуется с данными потока с точностью 4%.

Отклонения являются относительными (т.е. плюс или минус 1%) для некоторых свойств и абсолютными для других свойств (например, плюс или минус постоянное значение энтальпии). Свойства, такие как энтальпия и энтропия, которые могут быть отрицательными, требуют абсолютных допустимых отклонений; любое приемлемое изменение в процентах будет слишком строгим при значениях, близких к нулю. Приемлемые отклонения для энтальпии и энтропии масштабированы при помощи энтальпии и энтропии испарения для каждого хладагента. Масштабирование возникает из анализа цикла, который выявил, что постоянные допуски являются причиной большого отличия в чувствительности эффективности цикла, зависящей от энтальпии и энтропии испарения. При помощи масштабирования приемлемых отклонений значений испарения разрешают большие отклонения для текучих сред с высокой теплотой испарения, таких как аммиак.

Отклонения применяют к индивидуальным термодинамическим состояниям. При анализе цикла и оборудования важны отличия в энтальпии и/или энтропии между двумя состояниями. Однако не представляется возможным простым путем определить приемлемые отклонения, основанные на паре состояний, из-за большого количества интересующих нас возможных пар.

Значения C и C (значения теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении соответственно) приближаются к бесконечности в критической точке, но действительные значения, которые могут быть получены при помощи уравнения состояний, являются большими числами и могут варьироваться от компьютера к компьютеру из-за ошибок округления в расчетах. В соответствии с теорией критической области скорость звука в критической точке равна нулю; все традиционные уравнения состояния (включая уравнения состояния в настоящем стандарте), однако, не воспроизводят это поведение. Вместо того чтобы перечислить значения, которые не сходятся с теорией или с определенными уравнениями состояния, данные точки не включены в настоящий стандарт.

Значение газовой постоянной R варьируется в зависимости от конкретной текучей среды. Таким же образом варьируется и количество значащих цифр, представленных для молекулярных масс M. Значения для R и M взяты из изначального уравнения состояния в соответствии с научными источниками. Эти значения были взяты, чтобы обеспечить соответствие с оригинальными источниками. Различные значения R отличаются меньше чем на 5x10 (равнозначно части на миллион, пренебрежимо малое значение) от принятого в настоящее время значения 8,314472 Дж/моль·К и приводят к таким же малым различиям в свойствах. Составы смесей хладагентов (ряды R400 и R500) установлены в единицах массы, но уравнения состояния даны на основе молей. Массовый состав был переведен в эквивалентный молярный и приведен в разделе 5; большое количество значащих цифр приведено для соответствия с таблицами "проверочных значений", приведенными в приложении D.

Международный стандарт будет подвергаться регулярной проверке и будет проверяться каждые пять лет (см. раздел 5). Любая сторона, заинтересованная в том, чтобы включить в настоящий стандарт дополнительный хладагент или пересмотреть хладагенты, рассматриваемые в настоящем стандарте, должна отправить запрос в секретариат технического комитета ИСО ТК 86.