Optimization of UNIQUAC interaction parameters for absorption refrigeration machine working fluids

Abstract

To be able to pre-select new working fluids for absorption refrigeration systems, it is necessary to have a good understanding in the calculation or correlation of thermophysical properties of working fluids. The choice of the most appropriate thermodynamic model for the prediction or calculation of thermodysical properties is a crucial task. Consequently the present study deals with the determination of excess properties for refrigerant mixtures which are required for the calculation of the various involved enthalpies and hence the used refrigeration machine.The present study considered the pairs (2-chloro-1,1,1,2-tétrafluoroethane) (R124) as a refrigerant in combination with an organic absorbent (N, N'-Dimethylacetamide) DMAC and (1,1,1,2-tetrafluoroethane) (R134a) as a refrigerant in combination with an organic absorbent dimethylether tetraethyleneglycol (DMETEG) by calculating the molecular interaction parameters for the UNIQUAC model using the excess enthalpy of mixing at eight different temperatures varying from 0°C to 140°C by a step of 20°C for the first pair and varying from 20°C to 140°C for the second pair.The obtained interaction parameters values led to mixing excess enthalpy results very close to experimental values, contrary to the UNIFAC model which showed huge deviations. Therefore the optimization technique based on the Simplex method proved to be very reliable in the determination of interaction parameters for the UNIQUAC model. Keywords: UNIQUAC; UNIFAC; Excess enthalpy; Refrigerant; Absorbent. RésuméPour pouvoir présélectionner de nouveaux fluides de travail pour les systèmes de réfrigération à absorption, il est nécessaire de bien comprendre le calcul ou la corrélation des propriétés thermophysiques des fluides de travail. Le choix du modèle thermodynamique le plus approprié pour la prédiction ou le calcul des propriétés thermodynamiques est une tâche cruciale. En conséquence, la présente étude traite de la détermination des propriétés excédentaires des mélanges de réfrigérants nécessaires au calcul des différentes enthalpies impliquées et donc de la machine frigorifique utilisée.La présente étude a examiné les paires (2-chloro-1,1,1,2-tétrafluoroéthane) (R124) en tant que frigorigène en combinaison avec un absorbant organique (N, N'-diméthylacétamide) DMAC et (1,1,1, 2-tétrafluoroéthane) (R134a) en tant que réfrigérant en association avec un diméthyléther éther tétraéthylèneglycol (DMETEG) absorbant organique en calculant les paramètres d'interaction moléculaire pour le modèle UNIQUAC en utilisant l'enthalpie de mélange en excès à huit températures différentes variant de 0 ° C à 140 ° C par un pas de 20 ° C pour la première paire et variant de 20 ° C à 140 ° C pour la deuxième paire.Les valeurs des paramètres d'interaction obtenues ont conduit à mélanger les résultats d'excès d'enthalpie très proches des valeurs expérimentales, contrairement au modèle UNIFAC qui présentait des écarts importants. Par conséquent, la technique d'optimisation basée sur la méthode Simplex s'est révélée très fia...