Mathematical modeling to correlate the dynamic viscosity of refrigerants using Eyring’s absolute reaction theory

Abstract

In this work, the capability of a model based on the Eyring's absolute reaction theory is used to describe the saturated liquid viscosity of refrigerants and their mixtures. To estimate the thermodynamic properties associated with the viscosity model, a modified Peng-Robinson equation of state is used. The model has three adjustable parameters that are determined using pseudo-experimental data from the NIST-REFPROP 8 database. In total, 660 pseudo-experimental data in a temperature range between 121.00 K to 479.98 K and a pressure range between 2.18 kPa to 5782.6 kPa are used in the fitting process. The average absolute deviation of viscosity is around 0.52 %. Subsequently, the model is compared with others developed in the literature and this provides the least deviation. Finally, the model is extended to mixtures using a simple mixing rule and the average deviation is around 2.01%. The overall results show that the model represents an appropriate alternative for modeling the liquid saturated viscosity of refrigerants.

En este trabajo se evalúa la capacidad de un modelo basado en la teoría de la reacción absoluta de Eyring en describir la viscosidad líquida saturada de refrigerantes y sus mezclas. Para la estimación de las propiedades termodinámicas asociadas al modelo de viscosidad se utiliza una versión modificada de la ecuación de estado de Peng-Robinson. El modelo tiene tres parámetros que son determinados utilizando datos pseudo-experimentales a partir de la base de datos de la NIST-REFPROP 8. En total, 660 datos pseudo-experimentales en un intervalo de temperatura entre 121.00 K y 479.98 K y de presión entre 2.18 kPa y 5782.6 kPa son utilizados en el proceso de ajuste. Las desviaciones absolutas promedio en la viscosidad son de 0.52 %. Posteriormente, el modelo es comparado con otros desarrollados en la literatura y este proporciona la menor desviación. Finalmente, el modelo es extendido a mezclas utilizando una regla de mezcla simple y las desviaciones promedio son de 2.01 %. En general, los resultados muestran que el modelo representa una alternativa apropiada para modelar la viscosidad saturada de líquidos de refrigerantes.

Neste trabalho é avaliada a capacidade de um modelo baseado na teoria da reação absoluta de Eyring na descrição da viscosidade líquida de refrigerantes e suas mixturas. Para estimar as propriedades termodinâmicas associadas ao modelo de viscosidade, é utilizada uma versão modificada da equação de estado de Peng-Robinson. O modelo possui três parâmetros ajustáveis que são determinados usando dados pseudoexperimentais do banco de dados NIST-REFPROP 8. No total, 660 dados pseudoexperimentais em uma faixa de temperatura entre 121.00 K a 479.98 K e uma faixa de pressão entre 2.18 kPa a 5782.6 kPa são usados no processo de ajuste. Os desvios absolutos médios são de 0.52 %. Posteriormente, o modelo é comparado com outros desenvolvidos na literatura e este apresenta o menor desvio. Finalmente, o modelo é estendido para misturas usando uma regra de mistura simples e os desvios médios são de 2.01 %. No geral, os resultados mostram que o modelo representa uma alternativa adequada para modelar a viscosidade saturada de líquidos refrigerantes.