Misure accurate di velocità del suono in nuovi HFC a basso impatto ambientale

The work described in this thesis is based especially on speed of sound measurements in two new generation liquefied refrigerant gases, in the temperature range of (260 and 360) K and for pressure up to 10 MPa. The two gases are the 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R-1234yf) and the trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (R-1234ze), realized and provide from the Honeywell, a corporation world leader in the development and realization of gases for the domestic, automobile and industrial refrigeration. The experimental technique is based on a double-reflector ¿pulse-echo¿ method, chosen for its simple planning and the hight resolution and accuracy. The values of speed of sound are characterized by an overall estimated uncertainty of less than of 0.1%.In the second part of the thesis will be described the planning and the realization of a new experimental apparatus for speed of sound measurements, that could operate from the atmospheric pressure up to 400 MPa, and temperature between -80°C and 140°C, for characterizing with high accuracy the physic liquids properties in a higher (T,p) region. This experimental apparatus will use for speed of sound measurements in biofuels, in the middle of an European project EMRP in which take part 9 country and 14 institutes, as the INRiM of Turin.

Il lavoro descritto in questa tesi si basa principalmente sulla misura di velocità del suono in due gas refrigeranti liquefatti di nuova generazione nell'intervallo di temperatura (260 e 360) K e per pressioni fino a 10 MPa. I due gas in questione sono il 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R-1234yf) e il trans-1,3,3,3-tetrafluoropropene (R-1234ze), realizzati e forniti dalla Honeywell, azienda leader mondiale nel campo dello sviluppo e della realizzazione di gas per la refrigerazione domestica, automobilistica ed industriale. La tecnica sperimentale utilizzata è la ¿pulse-echo¿ a doppio riflettore, scelta sia per la sua semplicità di progettazione che per l'alta risoluzione e accuratezza conseguibile. I valori di velocità del suono ottenuti risultano affetti da un'incertezza minore dello 0.1%. Nella seconda parte della tesi verrà anche descritta la progettazione e la realizzazione di un nuovo apparato sperimentale per le misure di velocità del suono, in grado di operare dalla pressione atmosferica fino a 400 MPa, e in un intervallo di temperatura compreso tra i -80°C e i 140°C, con lo scopo di caratterizzare accuratamente le proprietà termodinamiche dei liquidi in una regione ancora più ampia dello spazio (T,p). Tale apparato sperimentale verrà principalmente utilizzato per eseguire misure di velocità del suono in alcuni biocarburanti all'interno di un progetto europeo EMRP di cui fanno parte 9 paesi e 14 istituti, tra cui l'INRiM di Torino.