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常用制冷剂饱和蒸汽 压力-温度 曲线的 多项式拟合

时间:2023-05-14 14:14:29浏览次数:43  
标签:02 03 系数 04 多项式 01 拟合 制冷剂

制冷剂饱和蒸汽的 压力-温度曲线 为一单调连续曲线.调试时常常提到的 蒸发压力-蒸发温度,冷凝压力-冷凝温度,过热度,过冷度等常用参数,均和该曲线有关.

现在,可以用制冷剂的状态方程来计算.但目前,这些方程要么参数非常多,或者带一些非初等函数,比如指数函数,对数函数等,这些对于电气编程来讲,是非常不友好的.所以,我对R507a,R404a,R717 这3种制冷剂的 饱和蒸汽的 压力-温度曲线 做了多项式拟合,用四则混合运算,就可以得到不错的精度.

若使用n次拟合的系数组,第i次系数为,温度为T,饱和压力为P,则:

 

 

举例: 用R507a 的3次拟合参数 计算对应温度的饱和压力 (P单位Pa,T的单位K)

P=(-10822101.6135296) + 151636.159209557 x T + (-722.401629978242) x T^2 + 1.17391139979667 x T^3

下面的表格为3种制冷剂的拟合系数表,注意表格中数据为科学计数法,需要查看更精确的数据,可以查看Excel版的系数表格.

 

饱和温度转换为饱和压力 '-60℃-->+50℃

R507a

压力(温度) Pa(K)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

-1.082210E+07

1.516362E+05

-7.224016E+02

1.173911E+00

 

 

 

2.427013E+03

-5.603552E+03

4次拟合

1.375302E+06

-3.374906E+04

3.275471E+02

-1.452508E+00

2.448647E-03

 

 

3.334477E+02

-7.567539E+02

5次拟合

-9.603779E+06

1.749831E+05

-1.252013E+03

4.494932E+00

-8.694123E-03

8.310848E-06

 

1.304245E+02

-2.723837E+02

6次拟合

3.442305E+07

-8.298986E+05

8.266153E+03

-4.339559E+01

1.263076E-01

-1.938582E-04

1.256567E-07

3.721625E+01

-6.266577E+01

 

R404a

压力(温度) Pa(K)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

-1.062390E+07

1.488473E+05

-7.089728E+02

1.151709E+00

 

 

 

2.301627E+03

-5.233046E+03

4次拟合

1.091261E+06

-2.920852E+04

2.994649E+02

-1.370871E+00

2.351837E-03

 

 

2.556333E+02

-5.778724E+02

5次拟合

-7.491814E+06

1.339713E+05

-9.353820E+02

3.278636E+00

-6.359205E-03

6.497141E-06

 

9.509164E+01

-1.992082E+02

6次拟合

2.546673E+07

-6.182846E+05

6.189931E+03

-3.257228E+01

9.470329E-02

-1.448469E-04

9.406679E-08

2.371157E+01

-4.221301E+01

 

R717

压力(温度) Pa(K)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

-1.584778E+07

2.128241E+05

-9.630729E+02

1.471898E+00

 

 

 

3.475630E+03

-7.487710E+03

4次拟合

2.240748E+06

-6.209891E+04

5.939824E+02

-2.423035E+00

3.631300E-03

 

 

2.983211E+02

-2.999951E+02

5次拟合

9.241803E+06

-1.952016E+05

1.601224E+03

-6.215552E+00

1.073674E-02

-5.299598E-06

 

8.874332E+00

-1.054835E+01

6次拟合

9.484205E+06

-2.007343E+05

1.653629E+03

-6.479226E+00

1.148002E-02

-6.412692E-06

6.918353E-10

1.002899E+01

-9.393691E+00

 

饱和压力转换为饱和温度 '-50℃-->+0℃(适用低温工况蒸发器侧)

R507a

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.053718E+02

2.443658E-04

-3.674785E-10

2.426020E-16

 

 

 

7.441008E-01

-3.330927E-01

4次拟合

2.012383E+02

3.137224E-04

-7.423222E-10

1.039435E-15

-5.777171E-22

 

 

2.860592E-01

-2.132045E-01

5次拟合

1.980978E+02

3.801340E-04

-1.240153E-09

2.719488E-15

-3.176038E-21

1.496353E-27

 

1.129909E-01

-5.167336E-02

6次拟合

1.955824E+02

4.442670E-04

-1.856930E-09

5.609310E-15

-1.021484E-20

1.004375E-26

-4.083270E-33

4.538707E-02

-2.895083E-02

 

R404a

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.054055E+02

2.501295E-04

-3.852843E-10

2.604203E-16

 

 

 

7.471635E-01

-3.344675E-01

4次拟合

2.012708E+02

3.211927E-04

-7.785613E-10

1.116300E-15

-6.351826E-22

 

 

2.875782E-01

-2.143118E-01

5次拟合

1.981286E+02

3.892596E-04

-1.301076E-09

2.921708E-15

-3.493555E-21

1.684967E-27

 

1.137182E-01

-5.200723E-02

6次拟合

1.956112E+02

4.550058E-04

-1.948613E-09

6.028225E-15

-1.124008E-20

1.131442E-26

-4.708721E-33

4.572834E-02

-2.916021E-02

 

R717

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.111778E+02

3.589493E-04

-8.883870E-10

9.174015E-16

 

 

 

1.249390E+00

-5.610310E-01

4次拟合

2.074179E+02

4.683959E-04

-1.849274E-09

4.108583E-15

-3.533085E-21

 

 

5.612786E-01

-4.061062E-01

5次拟合

2.045416E+02

5.743641E-04

-3.159295E-09

1.112728E-14

-2.034305E-20

1.474812E-26

 

2.587678E-01

-1.172647E-01

6次拟合

2.022254E+02

6.774803E-04

-4.812740E-09

2.359175E-14

-6.796300E-20

1.038389E-25

-6.474233E-32

1.212685E-01

-7.265340E-02

 

饱和压力转换为饱和温度 '-30℃-->+50℃(适用中温工况)

R507a

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.258768E+02

9.879073E-05

-4.306242E-11

8.015459E-18

 

 

 

1.884104E+00

-8.370449E-01

4次拟合

2.206423E+02

1.269980E-04

-8.849304E-11

3.558301E-17

-5.565912E-24

 

 

8.502019E-01

-5.949769E-01

5次拟合

2.167022E+02

1.539299E-04

-1.497584E-10

9.570369E-17

-3.187161E-23

4.210050E-30

 

3.948932E-01

-1.782408E-01

6次拟合

2.135667E+02

1.798647E-04

-2.264615E-10

2.018459E-16

-1.060880E-22

2.957449E-29

-3.363042E-36

1.867474E-01

-1.085931E-01

 

R404a

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.259276E+02

1.009711E-04

-4.502580E-11

8.570536E-18

 

 

 

1.890575E+00

-8.399569E-01

4次拟合

2.206959E+02

1.298130E-04

-9.252392E-11

3.803275E-17

-6.079612E-24

 

 

8.540536E-01

-5.971968E-01

5次拟合

2.167576E+02

1.573545E-04

-1.565937E-10

1.023096E-16

-3.482683E-23

4.702205E-30

 

3.971392E-01

-1.792402E-01

6次拟合

2.136228E+02

1.838826E-04

-2.368341E-10

2.158379E-16

-1.159737E-22

3.304869E-29

-3.841244E-36

1.880243E-01

-1.092532E-01

 

饱和压力转换为饱和温度 '-30℃-->+20℃(适用氨系统中温工况蒸发器侧)

R717

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.249650E+02

1.813595E-04

-2.010811E-10

9.700148E-17

 

 

 

7.644149E-01

-3.428438E-01

4次拟合

2.206557E+02

2.339304E-04

-4.078678E-10

4.170897E-16

-1.690242E-22

 

 

2.941775E-01

-2.214102E-01

5次拟合

2.173669E+02

2.844785E-04

-6.835097E-10

1.094157E-15

-9.314392E-22

3.197480E-28

 

1.162275E-01

-5.322426E-02

6次拟合

2.147236E+02

3.334496E-04

-1.025990E-09

2.261693E-15

-3.001362E-21

2.149764E-27

-6.366029E-34

4.667632E-02

-3.000058E-02

 

饱和压力转换为饱和温度 '0℃-->+50℃(适用氨系统中温工况冷凝器侧)

R717

温度(压力) K(Pa)

 

0次系数

1次系数

2次系数

3次系数

4次系数

5次系数

6次系数

最大正偏差

最大负偏差

3次拟合

2.447765E+02

7.979216E-05

-3.239015E-11

5.991771E-18

 

 

 

3.830176E-01

-1.722682E-01

4次拟合

2.395919E+02

1.016673E-04

-6.394928E-11

2.465943E-17

-3.870591E-24

 

 

1.184044E-01

-9.352166E-02

5次拟合

2.356508E+02

1.225466E-04

-1.051018E-10

6.259414E-17

-2.035052E-23

2.720241E-30

 

3.759980E-02

-1.745344E-02

6次拟合

2.324931E+02

1.426741E-04

-1.554739E-10

1.261437E-16

-6.317419E-23

1.741026E-29

-2.014306E-36

1.213638E-02

-8.466728E-03

 

生成代码:

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import CoolProp.CoolProp as CP


# CP.PropsSI('T','P',101325,'Q',0,'Water')
次数列表 = list(range(3,7))
输入温度数组 = np.linspace(273.15, 323.15, 111)
输出压力数组 = CP.PropsSI('P','T',输入温度数组,'Q',0,'R717')


for 次数 in 次数列表:
    拟合3次参数 = np.polyfit(输出压力数组, 输入温度数组, 次数)
    拟合函数 = np.poly1d(拟合3次参数)
    拟合输出数组 = 拟合函数(输出压力数组)
    误差数组 = 拟合输出数组 - 输入温度数组
    '''
    plt.plot(输入温度数组, 输出压力数组, 'o')
    plt.plot(输入温度数组, 拟合输出数组)
    '''
    print('拟合次数 = ' + str(次数))
    print('拟合方程参数:')
    拟合方程参数 = ''
    # for 参数 in list(reversed(拟合3次参数))[0:-1]:
    for 参数 in list(reversed(拟合3次参数)):
        拟合方程参数 += str(参数) + '\t'
    # print(list(reversed(拟合3次参数)))
    print(拟合方程参数)
    print('误差:')
    print(str(max(误差数组)) + '\t' + str(min(误差数组)))
    '''
    plt.plot(输入温度数组, 误差数组)
    plt.show()
    '''
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标签:02,03,系数,04,多项式,01,拟合,制冷剂
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