Експериментальне дослідження тиску насиченої пари пропану в сумішах з компресорними мастилами в присутності домішок фулерену С60

Автор(и)

  • В.П. Желєзний
  • С.Г. Корниевич
  • О.Я. Хлієва
  • Д.О. Івченко

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2021.59.227285

Ключові слова:

пропан, промислове компресорне мастило, фулерен С60, розчин, тиск насиченого пару

Анотація

В роботі представлені результати дослідження тиску насиченої пари розчинів пропану в двох типах промислових компресорних мастил ProEco®RF22S та RENISO SP46, а також в мастилі ProEco®RF22S зі вмістом 6,837·10-4 кг·кг-1фулерену C60. Вимірювання тиску насиченої пари були виконані статичним методом в діапазоні температур (273… 333) Kта масових частокпропану (0,11…0,595) кг·кг-1.

Аналіз показав, що розширена невизначеність вимірювання тиску насиченої пари не перевищує 0,0419·105 Па для розчину пропан/ProEco®RF22S; 0,0716·105 Па для розчину пропан/RENISO SP46 та 0,0095·105 Па для розчину пропан/ProEco®RF22S, зі вмістом C60. Проаналізовано температурні і концентраційні залежності тиску насиченої пари для об'єкта дослідження.Перевищення тиску насиченої пари для розчину пропану у мастилі ProEco®RF22S над тиском розчину пропану у мастилі RENISO SP46 досягає 1,5·105 Па при температурі 330 K та частці пропану 0,1 кг·кг-1 та знижується зі зменшенням температури та збільшенням частки пропану. Показано, що добавка фулерена C60 збільшує тиск насиченої пари розчину пропан/ProEco®RF22S на 0,4·105 Па при низькій температурі і низькій масовій частці пропану в розчині.

Отримані результати підтверджують доцільність впровадження в промисловість розчину компресорного мастила ProEco®RF22S зі вмістом фулерену С60 в пропані в якості робочого тіла парокомпресійної холодильної системи. Здатність присадки C60 в мастилі збільшувати тиск насиченої пари розглянутого робочого тіла сприятиме підвищенню енергетичної ефективності холодильних систем.

Посилання

Zhelezny V., Motovoy I., Khanchych K., Sechenyh V., HlekYa. Temperature and concentration dependencies of the saturated vapor pressure for the solutions of nanoparticles AL2O3 in isopropanol and fullerenes C60 in o-xylene //Journal of Molecular Liquids. – 2020. – Vol. 319. – P. 114362. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114362

Zhelezny V. P., Lukianov N. N., Khliyeva O. Y., Nikulina,A. S., Melnyk A. V. A complex investigation of the nanofluids R600а-mineral oil-AL2O3 and R600а-mineral oil-TiO2.Thermophysical properties //International journal of refrigeration. – 2017. – Vol. 74. – P. 488-504. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2016.11.008

REFPROP: Reference fluid thermodynamic and transport properties, NIST standard reference database 23, Version 8.0 / E. W. Lemmon, M. L. Huber, M. O. McLinden. - Gaithersburg: National Institute of Standard and Technology, 2007.

Корнієвич С. Г., Нестеров П. С., Дмитрієв Е. Д., Хлієва О. Я., Желєзний В. П. Експериментальне дослідження середньої молярної маси компресорних мастил та розчинності холодоагента R290 у них //Холодильна техніка та технологія. – 2020. – Т. 56, №. 1-2. – С. 60-68. https://doi.org/10.15673/ret.v56i1-2.1830

ASHRAE. Handbook of Fundamentals. American Society of Heating, Refrigerating, and Air Conditioning Engineering, Inc. Atlanta: ASHRAE. 2017.

Martínez-Galván I., Gonzálvez-Maciá J., Corberán J. M., Royo-Pastor R. Oil type influence on the optimal charge and performance of a propane chiller // International journal of refrigeration. – 2011. – Vol. 34, №. 4. – P. 1000-1007. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2011.01.012

Korniievych S., Zhelezny V., Khliyeva O., Shymchuk M., Volgusheva, N. A Study of the Influence of the Fullerene C 60 Additives in Compressor Oils of Various Viscosities on the Refrigerator Performance Parameters //Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2020. – Vol. 5, №. 8. – P. 107. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213968

Hwang Y., Lee J., Lee C., Jung Y., Cheong S., Lee C., Ku B., Jang S. Stability and thermal conductivity characteristics of nanofluids // Thermochim. Acta. – 2007. – Vol. 455. P. 70–74. https://doi.org/10.1016/j.tca.2006.11.036

Chen R., Wu J., Duan J. Performance and refrigerant mass distribution of a R290 split air conditioner with different lubricating oils //Appl. Therm. Eng. - 2019. – Vol. 162. – P. 114225. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2019.114225

Xing M., Wang R., Yu J. Application of fullerene C60nano-oil for performance enhancement of domestic refrigerator compressors // Int. J. Refrig. - 2014. - Vol. 40. – P.398-403. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.12.004

Zhelezny V., Chen G., Khliyeva O., Lukianov M., Shestopalov K., Korniie-vichS.An experimental investigation of the influence of fullerene С60 additives in compressor oil on the coefficient of performance of the refrigeration system //Proc. 25th IIR International Congress of Refrigeration. Montreal, Canada, 2019, August 24-30. https://doi.org/10.18462/iir.icr.2019.682

Bhattad A., Sarkar J., Ghosh P. Improving the performance of refrigeration systems by using nanofluids: a comprehensive review //Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2018. – Vol. 82. – P. 3656-3669. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.10.097

Sidik N. A. C., Halim N. F. C.Nanorefrigerants: A Review on Thermophysical Properties and Their Heat Transfer Performance //Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology. – 2020. – Vol. 20, Iss. 1. – P. 42-50. https://doi.org/10.37934/araset.20.1.4250

Zhelezny V., Khliyeva О., Lukianov М., Motovoy І., Ivchenko D., Faik A., Grosu Y., Nikulin A., Moreira A.L.Thermodynamic properties of isobutane/mineral compressor oil and isobutane/mineral compressor oil/fullerenes C60 solutions // Int. J. Refrig. –2019. - Vol. 106. - P. 153-162. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2019.06.011

Ku B.C., Han Y.C., Lee J.E., Lee J.K., Park S.H.Tribological effects of fullerene (C60) nanoparticles added in mineral lubricants according to its viscosity // Int. J. Precis. Eng. Man. – 2010. - Vol. 11. – P. 607-611. https://doi.org/10.1007/s12541-010-0070-8

Ginzburg B. M., Shibaev L. A., Kireenko O. F., Shepelevskii A. A., Baidakova M. V., Sitnikova A. A. Antiwear effect of fullerene C60 additives to lubricating oils // Russ. J. Appl. Chem., - 2002. - Vol. 75, Iss. 8. – P. 1330-1335. https://doi.org/10.1023/A:1020929515246

Zhai W., Srikanth N., Kong L. B., Zhou K. Carbon nanomaterials in tribology // Carbon. – 2017. – Vol.119. – P. 150-171. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.04.027

Gulzar M., Masjuki H. H., Kalam M. A., Varman M., Zulkifli N. W. M. Mufti R. A.,Zahid R.Tribological performance of nanoparticles as lubricating oil additives // J. Nanopart. Res. – 2016.– Vol. 8, Iss.223. https://doi.org/10.1007/s11051-016-3537-4

Youbi-Idrissi M., Bonjour J., Marvillet C., Meunier F. Impact of refrigerant-oil solubility on an evaporator performances working with R-407C // Int. J. Refrigeration. - 2003. Vol.- 26 (3). – P. 284-292.https://doi.org/10.1016/S0140-7007(02)00129-9

Gao Y. He, G., Chen, P., Zhao X., Cai D.Energy and exergy analysis of an air-cooled waste heat-driven absorption refrigeration cycle using R290/oil as working fluid //Energy. – 2019. – Т. 173. – С. 820-832. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.02.117

Czubinski F. F., Sanchez C. J. N., da Silva A. K., Neto M. A. M., Barbosa Jr J. R. Phase equilibrium and liquid viscosity data for R-290/POE ISO 22 mixtures between 283 and 353 K // International Journal of Refrigeration. – 2020. – Vol. 114. – P. 79-87. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.02.029

Wang X., Jia X., Wang D. Experimental investigation on the solubility of R290 in two mineral oils //International Journal of Refrigeration. – 2021. – Vol. 124. – P. 13-19. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2020.12.021

Fernando W., Han H., Palm B., Granryd E., Lundqvist P. The solubility of propane (R290) with commonly used compressor lubrication oils //International Conference on Compressors and Their Systems. London, England, Sep. 07-10, 2003. – Vol. 4. – P. 157-166.

Fukuta M., Yanagisawa T., Iwata H., Tada K. Performance of compres-sion/absorption hybrid refrigeration cycle with propane/mineral oil combination //International journal of refrigeration. – 2002. – Vol. 25, Iss. 7. – P. 907-915. https://doi.org/10.1016/S0140-7007(01)00102-5

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-11-08

Номер

№ 59 (2021)

Розділ

Теплофізика дисперсних систем

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) роботи, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).