Effects of blending ratios on the reactivities of CH2F2/C2HF5 refrigerant blends
Effects of blending ratios on the reactivities of CH2F2/C2HF5 refrigerant blends
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混合比例对 CH2F2/C2HF5 混合制冷剂反应活性的影响
DOI：
10.1016/j.proci.2020.07.136
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发表时间：
2021
影响因子：
3.4
通讯作者：
Maruta Kaoru
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Takahashi Shintaro;Nakamura Hisashi;Tezuka Takuya;Maruta Kaoru
R410 A制冷剂（CH 2F 2和C2 HF 5的质量比为50：50的混合物）因其对环境影响小而得到广泛应用。采用微流反应器研究了CH_2F_2/C_2HF_5/空气混合气中CH_2F_2/C_2HF_5掺混比对着火和燃烧性能的影响。弱火焰实验表明，CH_2F_2和CH_2F_2与C_2HF_5（50：50）的混合物有两个独立的反应区，而C_2HF_5只有一个反应区。这是使用Linteris机制计算再现的。根据计算不同的CH 2F 2-到-C2 HF 5的比例与10重量%的步骤，两个热释放速率（HRR）峰观察到在所有条件下。在较低温度下的第一HRR峰和在较高温度下的第二HRR峰分别对应于制冷剂消耗和CO氧化。对于CH 2F 2，第二HRR峰大于第一峰。当C2 HF 5质量分数为50wt%时，HRR的第二个峰向高温移动，并随着C2 HF 5质量分数的增加而降低，这是由于低温区HF生成量的增加导致H2-O2反应产生的OH减少。在C2 HF 5质量分数大于50重量%，第一HRR峰成为主导，因为CO氧化没有发生。随着C2 HF 5质量分数在60 ~ 100 wt%范围内的增加，HRR的第一个峰向低温方向移动，这是因为在低温区H2O生成OH的反应增加，而不是H2-O2反应。在制冷剂混合物中F/H比为1.8时，由于OH生成反应的变化，观察到HRR的大变化。制冷剂的反应性的趋势对于防止不希望的点火是有用的。
The R410A refrigerant (a blend of CH2F2and C2HF5with a mass ratio of 50:50) has been extensively used because of its small impact on the environment. We investigated the effects of the CH2F2-to-C2HF5blending ratio in a stoichiometric CH2F2/C2HF5/air mixture on the ignition and combustion properties using a microflow-reactor with a controlled temperature profile. Experiments with weak flames showed two separated reaction zones of CH2F2and blend of CH2F2and C2HF5(50:50), while a single reaction zone was observed for C2HF5. This was computationally reproduced using the Linteris mechanism. According to computations for different CH2F2-to-C2HF5ratios with steps of 10 wt%, two heat release rate (HRR) peaks were observed under all conditions. The first HRR peak at the lower temperature and second HRR peak at the higher temperature corresponded to the consumption of refrigerant and CO oxidation, respectively. The second HRR peak was larger than the first peak for CH2F2. The second HRR peak shifted to a higher temperature and decreased with the increase in C2HF5mass fraction up to 50 wt%, because the OH production by the H2–O2reaction decreased owing to the increased HF production in the low-temperature zone. At C2HF5mass fractions larger than 50 wt%, the first HRR peak became dominant because CO oxidation did not occur. The first HRR peak shifted to a lower temperature with the increase in C2HF5mass fraction in the range of 60 to 100 wt% because the reactions contributing to the production of OH from H2O increased in the low-temperature zone, instead of the H2–O2reaction. A large change in HRR was observed at an F/H ratio in the refrigerant blend of 1.8, owing to the change in OH production reactions. The tendency of the reactivities of the refrigerants is useful to prevent unwanted ignition.
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