自 20 世紀(jì) 90 年代 R134a 作為 CFC 替代工質(zhì)推廣以來，其純質(zhì) PVTx、臨界參數(shù)、比熱、黏度、表面張力等熱物性已被較為系統(tǒng)地建立，但以 NIST REFPROP 為代表的數(shù)據(jù)庫(kù)均以純 R134a 為基準(zhǔn)。實(shí)際制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)潤(rùn)滑油不可避免會(huì)隨回油過程進(jìn)入循環(huán)，使工質(zhì)物性偏離純質(zhì)狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)Q熱器設(shè)計(jì)、節(jié)流閥匹配、系統(tǒng) COP 預(yù)測(cè)等環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差。目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究多集中在含油 R134a 的小管徑流動(dòng)與換熱特性上，對(duì)其飽和液相基礎(chǔ)物性（尤其是低含油區(qū)間的運(yùn)動(dòng)黏度與表面張力）的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍較匱乏。本文即以 R134a 與 Solest120 型 POE 潤(rùn)滑油的均勻混合物為對(duì)象，填補(bǔ) 273.15–293.15 K、含油質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20×10??–100×10?? 這一工程常見低含油區(qū)間的物性數(shù)據(jù)空白。

研究過程： 實(shí)驗(yàn)選用與 R134a 相容性良好的美國(guó) CPI 公司 Solest120 多元醇酯合成油，配制成 w = 20×10??、50×10??、80×10??、100×10?? 四種含油比例的混合工質(zhì)；運(yùn)動(dòng)黏度采用傾斜管式測(cè)量法，通過記錄細(xì)傾斜管內(nèi)液柱勻速流動(dòng)參數(shù)結(jié)合密度、管徑、液柱長(zhǎng)度等參量反推；表面張力采用毛細(xì)上升示差法，借助雙毛細(xì)管高度差消除單管容器壁毛細(xì)干擾，并以飽和液、氣相密度差參與計(jì)算。為便于后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)或?qū)Ρ葘?shí)驗(yàn)的延伸，同類研究中亦可選用芬蘭 Kibron EZ-Pi Plus 便攜式動(dòng)態(tài)表面張力儀作為對(duì)標(biāo)方案——該儀器基于 du Noüy 與 Wilhelmy 原理，配備優(yōu)于 0.2 μg 的超微量天平，測(cè)量范圍 1–300 mN/m、精度優(yōu)于 0.1 mN/m、分辨率 0.01 mN/m，其桿狀探針法對(duì)高黏油性樣品適應(yīng)性較好，可用于含油工質(zhì)動(dòng)態(tài)表面張力的補(bǔ)充校測(cè)。本文實(shí)驗(yàn)的溫度與壓力不確定度分別控制在 ±20.6 mK / ±3.72 kPa（黏度）與 ±10 mK / ±3.72 kPa（表面張力），取 k=2 的置信水平。

解決的問題： 明確了低含油量（≤100 ppm）條件下，潤(rùn)滑油對(duì) R134a 飽和液相兩項(xiàng)關(guān)鍵輸運(yùn)物性的定量影響規(guī)律，并給出可嵌入工程計(jì)算的非線性回歸關(guān)聯(lián)式，彌補(bǔ)了原有文獻(xiàn)偏重流動(dòng)換熱而忽略基礎(chǔ)物性標(biāo)定的不足。

結(jié)論： 隨含油量增加，R134a 飽和液相的運(yùn)動(dòng)黏度與表面張力均呈單調(diào)上升趨勢(shì)；但二者對(duì)溫度的敏感性方向相反——運(yùn)動(dòng)黏度的油效應(yīng)在低溫段更顯著、高溫段被熱運(yùn)動(dòng)削弱，表面張力的油效應(yīng)則在高溫段因油分子在氣?液界面的富集作用而更突出。所建關(guān)聯(lián)式在 273.15–293.15 K、w ≤100×10?? 范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)值吻合良好，運(yùn)動(dòng)黏度與表面張力的平均相對(duì)偏差絕對(duì)值分別為 2.22% 與 0.43%，可為含油制冷系統(tǒng)的工質(zhì)物性修正提供可靠依據(jù)。

本文針對(duì) R134a–Solest120 POE 潤(rùn)滑油混合工質(zhì)，在 273.15–293.15 K 溫區(qū)、含油質(zhì)量分?jǐn)?shù) 20×10??–100×10?? 的典型低含油區(qū)間，系統(tǒng)完成了飽和液相運(yùn)動(dòng)黏度與表面張力的實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，獲得十一條等溫線、每組五個(gè)含油梯度的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)集，并以 NIST REFPROP 7.0 純 R134a 數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)作對(duì)照。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：在同一溫度下，運(yùn)動(dòng)黏度隨含油量由 0 增至 100×10?? 可提升約 100%（273.15 K 下由 0.2059 升至 0.4121 mm2/s），表面張力提升幅度約為 1.7%（同溫下由 11.84 升至 12.04 mN/m），表明潤(rùn)滑油對(duì)運(yùn)動(dòng)黏度的影響量級(jí)遠(yuǎn)大于對(duì)表面張力的影響，這與潤(rùn)滑油本身的黏度（Solest120 在 313.15 K 仍為 12.77 mm2/s）遠(yuǎn)高于液態(tài) R134a 有關(guān)。

溫度依賴性方面，運(yùn)動(dòng)黏度的油致增量在 273.15 K 處最為明顯，至 293.15 K 已顯著收窄，反映出溫度升高使分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)、潤(rùn)滑油長(zhǎng)鏈分子對(duì)內(nèi)摩擦的貢獻(xiàn)被相對(duì)稀釋；而表面張力的油致增量則呈現(xiàn)相反走勢(shì)，低溫段增量?jī)H約 0.2 mN/m、高溫段（293.15 K）接近 0.7 mN/m，可用油組分在氣?液界面處的吸附?富集行為隨溫度變化的機(jī)理來解釋。

基于十一組溫度、五組含油量的 55 個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)，采用非線性回歸分別構(gòu)造了 ν(T,w) 與 γ(T,w) 的顯式關(guān)聯(lián)式，驗(yàn)證表明二者的計(jì)算—實(shí)驗(yàn)相對(duì)偏差分別落在 –10.76%–3.51% 與 –1.76%–1.21% 區(qū)間，絕對(duì)平均值 2.22% 與 0.43%，精度滿足工程概算需求。

需要指出的是，本文溫區(qū)偏低溫側(cè)（對(duì)應(yīng) R134a 系統(tǒng)的蒸發(fā)與低溫冷凝工況），且含油量限于 100 ppm 以內(nèi)——更高含油或近臨界區(qū)仍有待后續(xù)擴(kuò)展；此外，若實(shí)驗(yàn)需延伸至動(dòng)態(tài)表面張力或戶外/現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定場(chǎng)景，可參照芬蘭 Kibron EZ-Pi Plus 便攜式動(dòng)態(tài)表面張力儀的方案（du Noüy/Wilhelmy 桿狀探針、0.1 mN/m 級(jí)精度、對(duì)高黏油樣友好）做方法補(bǔ)充?？傮w而言，本文數(shù)據(jù)為制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在工質(zhì)物性輸入端引入"含油修正"提供了可直接調(diào)用的關(guān)聯(lián)式與不確定度參考，對(duì)改善含油工況下的循環(huán)性能預(yù)測(cè)具有實(shí)用價(jià)值。