当前蒸汽压缩制冷领域尤其是冰箱和空调行业使用的制冷剂因为环保需要都面临着替代问题,但是当前没有一种纯工质能够成为理想的替代工质。因此,混合工质尤其是共沸混合工质作为替代制冷剂成为当前研究的热点之一。本文工作的主要目的是寻找有潜力的用于冰箱和空调等设备的高效环保替代混合工质,尤其是其中的共沸工质,并为这些潜在工质提供准确可靠的基础二元汽液相平衡实验数据,建立相平衡特性的推算模型以供后续传热特性和整机性能等方面的研究,同时对这些工质在低温下可能产生的汽液液相平衡现象进行初步研究。本文主要的工作有:　　 (1)提出了基于共沸点处具有压力极值这一判据的多种二元均相混合工质共沸预测模型,包括理想汽相条件下通过一个实验数据点的Wilson方法,无需实验数据的UNIFAC-Wilson方法,直接UNIFAC方法,以及在考虑汽相非理想性条件下应用活度系数法的PR-HV-UNIFAC、PR-HVOS-UNIFAC、PR-MHV1-UNIFAC方法和应用状态方程法的PR-WS-UNIFAC方法,可以预测出混合物是否共沸以及在哪个组分下共沸,判断出共沸的类型,使相平衡实验安排更加有目的性从而降低实验成本。　　 (2)设计和搭建了一套具有国际先进水平的高精度可视化相平衡实验系统,采用汽相单循环模式,包括温度控制系统、循环系统和数据采集系统,采用双叶轮搅拌,控温精度达到2 mK,系统温度、压力和组分测量的标准合成不确定度约为4 mK、400 Pa和0.003;通过新实验系统获得的相平衡数据的热力学一致性测试以及与已发表数据的对比,证明了本实验系统的可靠性和准确性。　　 (3)进行了R134、R1234ze、R600a、R152a和R13I1纯工质的饱和蒸汽压实验,并与文献数据进行了对比;对含有R600a的混合工质R134+R600a和R1234ze(E)+R600a进行了汽液相平衡实验,发现了其正共沸特性。这两个体系的相平衡数据在国际上尚未见公开报道。　　 (4)对含有R290的混合工质R134+R290和R1234ze(E)+R290进行了相平衡实验,发现了其正共沸特性。这两个体系的相平衡数据在国际上尚未见公开报道。针对文献中R152a＋R290体系的相甲衡实验数据准确度不高的问题重新进行了实验。　　 (5)对含有R13I1的混合工质R13I1+R290、R13I1+R134和R13I1+R152a进行了相平衡实验,发现了R13I1+R134和R13I1+R152a,的共沸特性,并建立了推算模型,获得了三元工质推算所需的最基础的二元相互作用参数,为R13I1+R134+R290和R13I1+R152a+R290这两种三元混合工质的进一步研究提供了基础。这三个二元体系的相平衡数据在国际上尚未见公开报道。　　 (6)对汽液液相平衡预测方法进行了初步研究,对已知的汽液液相平衡系统R170+R23做了理论预测,并和文献数据进行了比较;预测R134+R600a和R134+R290系统在低温下都会发生汽液液相平衡现象;对R134+R600a二元混合工质进行了汽液液相平衡实验,发现了靠近上临界端点(UCEP)处系统强烈的临界乳光现象。