Một thuật toán phù hợp với tiêu chuẩn này nếu bằng bất cứ phương pháp nào cũng tái tạo ra các giá trị của các tính chất nhiệt động được quy định trong tiêu chuẩn này cho các môi chất được đưa vào thực hiện. Một thuật toán đòi hỏi sự phù hợp trong phần (đoạn này có thể áp dụng được cho toàn bộ dải nhiệt độ, áp suất và khối lượng riêng và áp dụng được cho toàn bộ tập hợp các tính chất hoặc cho bất cứ phạm vi nhỏ nào của các điều kiện và/hoặc tập hợp nhỏ các tính chất. Bất cứ thuật toán nào cũng phải công bố các môi chất có thể áp dụng được và các tính chất và phạm vi có thể áp dụng được của nó. Các dung sai cho phép giữa các giá trị của tính chất được quy định trong tiêu chuẩn này và các dung sai giữa các tính chất của một quá trình thực hiện khác có thể thay đổi và được quy định như sau:
- Áp suất hơi: ± 0,2 %; - Khối lượng riêng: ± 0,2 %;
- Nội năng: ± một giá trị không đổi bằng tới 0,2 % nội năng hóa hơi ở nhiệt độ điểm sôi chuẩn; xem chú thích;
- Enthalpy: ± một giá trị không đổi bằng tới 0,2 % enthalpy hóa hơi ở nhiệt độ điểm sôi chuẩn; xem chú thích;
- Entropy: ± một giá trị không đổi bằng tới 0,2 % entropy hóa hơi ở nhiệt độ điểm sôi chuẩn; xem chú thích.
- Cγ, Cp vận tốc âm: ± 1,0 % - Hệ số Joule - Thomson: ± 1,0 %
CHÚ THÍCH: Nhiệt độ điểm ba thể được dùng để xác định các dung sai cho R744 (carbon dioxide). Các dung sai cho phép đối với nội năng enthalpy và entropy được cho trong Bảng A.1.
Một quá trình thực hiện khác phải chứng minh rằng có thể đáp ứng được các dung sai nêu trên cho toàn bộ phạm vi các điều kiện đòi hỏi phải có sự phù hợp. Các tính chất được so sánh ở khoảng nhiệt độ không nhỏ hơn 5 °C.
Bảng A.1 - Dung sai cho phép đối với nội năng, enthalpy và entropy cho các môi chất thuộc quy định trong tiêu chuẩn này
Dung sai cho phép Chất lỏng Nội năng kJ/kg Enthalpy kJ/kg Entropy kJ/(kg∙K) R744 ± 0,63 ± 0,70 ± 0,003 2 R717 ± 2,51 ± 2,74 ± 0,011 4 R12 ± 0,30 ± 0,33 ± 0,001 4 R22 ± 0,42 ± 0,47 ± 0,002 0 R32 ± 0,70 ± 0,76 ± 0,003 4 R123 ± 0,31 ± 0,34 ± 0,001 1 R125 ± 0,30 ± 0,33 ± 0,001 5 R134a ± 0,40 ± 0,43 ± 0,001 8 R143a ± 0,41 ± 0,45 ± 0,002 0 R152a ± 0,60 ± 0,66 ± 0,002 6 R404A ± 0,37 ± 0,40 ± 0,001 8 R407C ± 0,45 ± 0,50 ± 0,002 1 R410A ± 0,50 ± 0,55 ± 0,002 5 R507A ± 0,36 ± 0,39 ± 0,001 7 Phụ lục B (Tham khảo)
Tính toán các tính chất nhiệt động của môi chất tinh khiết từ phương trình trạng thái
Bắt đầu với một phương trình trạng thái tường minh trong năng lượng Helmholtz rút gọn, ví dụ các phương trình (1) đến (5), các tính chất nhiệt động được xác định bởi các công thức sau:
p=RT (B.1)
u=RT (B.2)
h=RT (B.3)
s=R (B.4)
Cv=R (B.6)
Cp=Cv+R (B.7)
w= (B.8)
Trong đó:
w là vận tốc âm;
M là khối lượng phân tử nếu phương trình trạng thái trên cơ sở phân tử, và M là 1 nếu phương trình trạng thái trên cơ sở khối lượng.
Hệ số Joule-Thomson µ được cho bởi:
(B.9)
Tính toán các tính chất bão hòa cho một môi chất tinh khiết tại nhiệt độ rút gọn đã cho, τ, đòi hỏi một phép lặp lại để tìm các khối lượng riêng lỏng và hơi rút gọn tại trạng thái bão hòa, δliq và δvap, chúng thỏa mãn tiêu chuẩn Maxwell:
ρ(τ,δliq) = ρ(τ,δvap) (B.10)
Và
g(τ,δliq) = g(τ,δvap) (B.11)
Áp suất thỏa mãn phương trình (B.10) là áp suất hơi. Các tính chất nhiệt động khác tìm được bằng sử dụng các phương trình (B.1) đến (B.9) với các biến vào τ, δliq và δvap.
Các đạo hàm của phần dư của năng lượng Helmholtz rút gọn sử dụng trong các phương trình (B.1) đến (B.9) được cho dưới dạng các hệ số và các số mũ của phương trình trạng thái bằng các công thức sau: (B.12) (B.13) (B.14) (B.15) …x (B.16)
…x
…x (B.17)
Đối với các đạo hàm của các số hạng vùng tới hạn [các phương trình (9) đến (12)], xem Bảng 32 trong tài liệu tham khảo Span and Wagner[9].
Thành phần khí lý tưởng của năng lượng Helmholtz rút gọn và các đạo hàm của nó sử dụng trong các phương trình (B.1) đến (B.9) được cho dưới dạng các hệ số và các số mũ của hàm số khí lý tưởng [các phương trình (4) và (5)] bằng các công thức sau:
(B.18)
(B.19)
(B.20)
Phụ lục C
(Tham khảo)
Tính toán các tính chất nhiệt động của hỗn hợp từ phương trình trạng thái
Bắt đầu với một phương trình trạng thái của hỗn hợp hiện theo năng lượng Helmholtz rút gọn, các phương trình (16) đến (21), các tính chất nhiệt động của hỗn hợp được cho bởi cùng các biểu diễn giống như cho các môi chất tinh khiết [các phương trình (B.1) đến (B.20)], trừ các phương trình mà các đạo hàm của các phần dư được bao gồm các đóng góp từ các thành phần tinh khiết và hàm thừa: (C.1) (C.2) (C.3) (C.4) …x (C.5) (C.6) Các đạo hàm của thành phần khí lý tưởng của năng lượng Helmholtz rút gọn trong các phương trình (B.1) đến (B.9) được áp dụng cho các hỗn hợp là các tổng đơn giản của các đạo hàm khí lý tưởng thành phần tinh khiết:
(C.7)
(C.8)
(C.9) Tính toán các tính chất tại trạng thái bão hòa lỏng-hơi đòi hỏi một phép lặp lại để tìm các khối lượng riêng lỏng và hơi rút gọn δliq và δvap, các hỗn hợp lỏng và hơi xliq,i và xvap,i chúng thỏa mãn các phương trình hệ thống sau:
p(τ,δliq) = p(τ,δvap) (C.10)
Và
fliq,i(xliq,i,τ,δliq) = fvap,i(xvap,i,τ,δvap), for i = 1…n (C.11) Độ loãng dần (fugacity), f, cho thành phần i được cho bởi
(C.12) Trong đó ni là số phân tử của thành phần i trong hỗn hợp, và các đạo hàm được lấy khi giữ không đổi nhiệt độ, thể tích tổng (không phải thể tích phân tử), và số phân tử của các thành phần khác.
Giải các phương trình (C.10) và (C.11) khi đã biết các hợp chất lỏng hoặc hợp chất hơi, thứ tự tương ứng với điểm bọt hoặc điểm sương. Khi đó áp suất thỏa mãn phương trình (C.10) là áp suất điểm bọt hoặc áp suất điểm sương. Các tính chất nhiệt động khác xác định được bằng sử dụng các phương trình (B.1) đến (B.9) với các biến vào τ, xliq,i, xvap,i, δliq và δvap.
Các phương trình trạng thái cho các hỗn hợp của R-32, R-125, R-134a, R-143a và R-152a được đưa ra trong tài liệu tham khảo Lemmon and Jacobsen[2].
Phụ lục D
(Tham khảo)
Các trích dẫn tài liệu cho các phương trình trạng thái và các giá trị xác nhận D.1 Quy định chung
Các phương trình trạng thái quy định trong Điều 5 của tiêu chuẩn này được rút ra từ tài liệu khoa học. Các trích dẫn cho các phương trình này được đưa ra ở đây, cũng đưa ra là “các giá trị kiểm tra xác nhận’ mở rộng ra một dải rộng của nhiệt độ, áp suất và khối lượng riêng, chúng có thể được sử dụng để thử nghiệm một sự thực hiện của bất kỳ các phương trình này. Một số con số quan trọng được liệt kê cho các giá trị kiểm tra xác nhận này vượt quá xa các giá trị được đảm bảo bằng độ không đảm bảo của dữ liệu thực nghiệm và phương trình trạng thái. Một số lượng lớn các con số quan trọng nhằm để phát hiện bất kỳ sai số có thể có trong việc thực hiện; nếu một sự thực hiện tái tạo lại thành công các giá trị đã được xác nhận (trong giới hạn ± 1 số cuối cùng được liệt kê), thì sự thực hiện đó gần như chắc chắn sẽ được hiệu chỉnh cho tất cả các điều kiện.