CARACTERIZACIÓN MATEMÁTICA DEL REFRIGERANTE R134A PARA LA EVALUACIÓN NUMÉRICA DE EVAPORADORES ( MATHEMATICAL CHARACTERIZATION OF REFRIGERANT R134A FOR THE NUMERICAL EVALUATION OF EVAPORATORS)

Resumen

En este documento, se presenta un enfoque integral para acelerar los cálculos de las propiedades termofísicas del refrigerante R134a, que incluye las formas funcionales de la parametrización y aspectos de la implementación numérica aplicados a la simulación de componentes en sistemas de refrigeración por compresión de vapor.  Son presentadas un conjunto de expresiones polinomiales que permiten la aproximación de las propiedades termofísicas del fluido en regiones definidas (líquido saturado, vapor saturado y zona bifásica). Las propiedades del refrigerante se calculan a lo largo de las líneas de saturación como una función de la temperatura, en un rango que comprende desde los -10°C hasta los -40°C. ”Los resultados de la caracterización matemática del fluido son evaluadas a través de la simulación numérica de evaporadores con flujo bifásico bajo dos diferentes criterios, el primero resuelve el modelo del intercambiador empleando la aproximación polinomial de las propiedades y el segundo toma los datos del refrigerante directamente de la base de datos estándar NIST REFPROP 2010, presentando un porcentaje de error relativo entre los dos enfoques de cálculo menor al 6%.

Palabra(s) clave: códigos, evaporadores, flujos bifásicos, polinomios, R134a.

Abstract

In this paper, an integral approach for speeding up thermophysical property calculations is presented, which includes the functional forms of the parameterization and the numerical implementation aspects applied to simulation of components in compression vapor refrigeration systems. A set of polynomial functional forms are presented that allow for approximation of all the thermophysical properties of the working fluid in defined regions (saturated liquid, saturated vapor, and two-phase zone) The properties of the refrigerant are calculated along the saturation lines as a function of temperature, in a range from -10 ° C to -40 ° C. The results of the mathematical characterization of the fluid are evaluated through the numerical simulation of evaporators with two-phase flow under two different criteria, the first solves the model of the exchanger using the polynomial approximation of the properties and the second one takes the data from the refrigerant directly from the standard database NIST REFPROP 2010, presenting a percentage of relative error between the two calculation approaches less than 6%.

Keywords: codes, evaporators, polynomial, R134a two – phase flow.