Etude et comportement thermodynamique des mélanges frigorigènes

: ZEMMOURI, Fayza (2025) Etude et comportement thermodynamique des mélanges frigorigènes. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

Les équations d’état basées sur la thermodynamique statistique, tel que les modèles SAFT, ont ouvert des perspectives très prometteuses pour la modélisation et la simulation de procédés industriels utilisant des fluides complexes, tel que les mélanges de réfrigérants. Dans la présente étude, nous proposons d’utiliser le modèle thermodynamique du PC-SAFT, variante du modèle SAFT, avec une nouvelle approche, pour modéliser les équilibres liquide-vapeur et déterminer la position du point azéotropique des mélanges binaires et ternaires de réfrigérants. L'approche proposée nécessite comme paramètres d'entrée les données critiques (Tc et Pc) des composants purs, ainsi que le facteur acentrique () pour le calcul des paramètres d’entrée du modèle PC-SAFT (m, σ, ε/k). Une application de l’approche proposée pour le calcul de l’équilibre liquide-vapeur (ELV) à 25 mélange binaires différents est réalisée, dans une large plage de température. Aussi, nous avons utilisé cette approche à l’étude des six mélanges ternaires suivants : (R32 + R152a + R1234yf), (R600a + R152a + R134), (R134a + R1234yf + R600a), (R134a + R1234yf) + DME), (R600a + R1234ze(E) + R13I1) et (R32 + R161 + R1234ze(E)). Les estimations des ELV sont en étroite concordance avec les données expérimentales, pour tous les mélanges étudiés. La même approche est utilisée pour le calcul de la position de l’azéotrope (pression et composition) des mélanges ternaires, présentant cette propriété. Les azéotropes modélisés correspondent étroitement aux résultats expérimentaux. L'erreur relative maximale en pression n’excède pas 4,2 % pour le mélange ternaire (R600a + R152a + R134) à une température de 253,15 K, et reste inférieure à 6,56 % pour la composition liquide de R1234ze(E) dans le mélange ternaire (R600a + R1234ze(E) + R13I1) à une température de 243,15 K. Ces résultats soulignent la fiabilité et la précision de l’équation d’état PC�SAFT proposée pour la modélisation des ELV et du calcul de l’azéotrope des mélanges ternaires de réfrigérants

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