压焓图上两相区的等温线是水平的吗

上一篇文章里，我用 R134a 压焓图解释了为什么要谨慎使用压力和温度组合确定两相区状态。

图中两相区的等温线是水平的，和等压线重合。所以给定相同压力和温度时，无法判断状态点到底位于等温线上的哪个位置。比如图中 A 和 B 点的温度、压力相同，但干度和焓值不同，是两个不同状态点。

这个说法的前提是：两相区等温线是水平的，并且和等压线重合。

教材里也有类似表述：

参考：吴业正《制冷与低温技术原理》第二版，高等教育出版社，第三章 3.2.2 小节。

教材都这么写了，应该没问题了吧？再看一个案例。

查看 R401A 的压焓图

打开 Coolpack，查看 R401A 的压焓图。

可以看到，中间的等温线并不是水平的。如果等温线是倾斜的，它和等压线就不重合。这样一来，只用温度和压力，似乎也能唯一确定两相区状态点。

这是教材错了吗？

混合制冷剂的温度滑移

教材结论主要针对纯制冷剂。对于 R401A 这样的混合制冷剂，情况会变化。教材在 3.4.3 章节讲混合制冷剂时，也提到了这种现象：温度滑移。

混合制冷剂可以分为非共沸混合物、共沸混合物和近共沸混合物。

非共沸混合物

非共沸混合物在定压相变，也就是蒸发或凝结过程中，会伴随一定温度变化。温度改变量为混合物成分对应的露点与泡点之差，这个差值称为相变温度滑移。

相变过程中，气相与液相的成分也不相同，而且各自都会变化，直到相变完成。

共沸混合物

共沸混合物在定压下的露点线和泡点线存在一个相切点，这个点称为共沸点。具有共沸点的混合物在定压相变过程中，温度滑移为零，也就是保持定温，而且气相与液相成分相同。

所以在蒸气压缩式制冷系统中，共沸混合物具有接近纯制冷剂的热力性质，可以像纯制冷剂一样使用。

近共沸混合物

近共沸混合物是相变温度滑移很小的非共沸混合物。定压相变时，气相和液相成分变化很小，热力性质接近共沸混合物。

因此可以简单记住：

• 没有温度滑移的制冷剂，两相区等温线是水平的，和等压线一致。
• 有温度滑移的制冷剂，两相区等温线会倾斜，和等压线不一致。

如果只是想快速观察不同制冷剂在压焓图上的差异，可以用 Fluidtool 压焓图工具 做辅助检查。

最后的疑点

再看教材中 3-10 这张表的滑移温度。

这张表我第一次看时看了很久。查了一些资料后，我的暂时理解是：

• 左侧的 R401A 到 R406A 可能按共沸或近共沸体系列出，所以只写了沸点，没有单独列滑移温度。
• 右侧的 R404A 到 R507 列出了滑移温度，更容易看出非共沸混合物特征。

但 R401A 在压焓图上明确能看出温度滑移。我查到一些资料显示它的滑移温度约为 4.5°C，但没有找到足够权威的出处，所以这里只作为参考。

既然有滑移，为什么教材表格没有列它的滑移温度？这个问题我暂时没有彻底搞清楚。平常工作中我也很少用到 R401A，所以先记录到这里。

如果你有更权威的资料，也欢迎提供给我继续分析。