혼합냉매의 상태량 계산법

• 구성

PropsSI("Parameter", "Par_input_1", input_1_value, "Par_input_2", input_2_value, "Fluid1_name[mole_fraction1]&Fluid2_name[mole_fraction2]")

- 혼합냉매에서는 단일냉매와는 다르게 input으로 들어가는 parameter가 정해져 있다. 현재 사용 가능한 input parameter 조합은 아래와 같다.

1. Pressure / Quality

2. Temperature / Quality

3. Temperature / Pressure

---

• 계산 과정
  

Refprop에서는 혼합냉매의 상태량을 계산하기 위해 mass fraction을 주로 사용하지만 CoolProp에서는 mole fraction을 넣어줘야 한다.

따라서 상태량을 구하기 위해 가장 먼저 해야할 것은 mass fraction을 mole fraction으로 변환하는 것이다.

우리는 앞선 내용에서 Molar mass를 구하는 CoolProp parameter를 확인하였다.

(참고 링크: https://engineer-kim.tistory.com/4?category=1134942)

이를 이용하면 mole fraction을 구할 수 있다.

다음 예시를 통해 따라해보자.

Q) R134a 냉매 60%, R22 냉매 40%를 섞은 혼합냉매가 있다. 각각의 mole fraction을 구해보자.

1. 각 냉매의 molar mass 계산 

R134a의 molar mass = PropsSI("M", "T", 273.15, "Q", 1, "R134a") = 0.102032 kg/mole

R22의 molar mass = PropsSI("M", "T", 273.15, "Q", 1, "R22") = 0.086468 kg/mole

2. 각 냉매의 mole 계산

R134a의 mole = R134a의 mass fraction / R134a의 molar mass = 0.6 / 0.102032 = 5.880508076

R22의 mole = R22의 mass fraction / R22의 molar mass = 0.4 / 0.086468 = 4.625988805

3. mole fraction 계산

R134a의 mole fraction = R134a의 mole / (R134a의 mole + R22의 mole) = 5.880508076 / (5.880508076 + 4.625988805) = 0.5597

R22의 mole fraction = R22의 mole / (R134a의 mole + R22의 mole) = 4.625988805 / (5.880508076 + 4.625988805) = 0.4403

위에서 계산한 mole fraction을 넣어주면 우리가 원하는 혼합냉매의 상태량을 계산할 수 있다.

Q) 위 조건에서 35℃, 120,000Pa 에서 혼합냉매의 엔탈피

= PropsSI("H", "T", 35 + 273.15, "P", 120000, "R134a[0.5597]&R22[0.4403]") = 434,030.0409 J/kg