База данных по теплофизическим свойствам газов и их смесей, используемых в ЯЭУ
Теплофизические свойства аргона
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГАЗОВ В ЯЭУ
Аргон является инертным одноатомным газом без цвета, вкуса и запаха. После азота и кислорода аргон - третий по распространённости элемент в земной атмосфере— 0,93 % по объёму и 1,29 % по массе. Температура кипения аргона при нормальном давлении составляет -185,9°C, температура плавления -189,4°С. Известно только два химических соединения аргона - гидрофторид аргона и CU(Ar)O. Получают аргон в процессе разделения воздуха на кислород и азот как побочный продукт. В ядерном реакторе радионуклиды аргона образуются наряду с радионуклидами криптона и ксенона в качестве газообразных химически инертных продуктов деления ядерного топлива. Кроме того, аргон может использоваться в ядерных реакторах в качестве газовой подушки для заполнения пространства между теплоносителем и крышкой корпуса, как это имеет место, например, в реакторах БН-600 (первый блок Белоярской АЭС) и БРЕСТ-ОД-300, что служит дополнительным барьером для предотвращения контакта теплоносителя с воздухом. Расчет теплофизических свойств аргона произведен для температур в диапазоне Т от 300 K до 2000 К и давления Р от 0,1 MПa до 4 МПа. При таких параметрах аргон по своим свойствам подобен разреженному газу. При описании характеристик необходимо учитывать их зависимость от давления. Раздел составлен по результатам, представленным в работах [10, 11, 21, 23]. Указаны пределы применимости соотношений и погрешности аппроксимации табличных данных. Атомный
вес А = 39,944
[1]
Удельная газовая постоянная R = 212 Дж/(кг·K) [5]
Температура
кипения при нормальном давлении Tк = 87,29 K [2].
Критическая
температура Tкр = 150,86 K, [2].
Критическое
давление Pкр = 50 бар, [2].
Критическая
плотность rкр = 536 кг/м3 [2].
Плотность,
удельный объем Плотность
при давлении Р = 0,1 МПа и температурах Т
от 300 К до 2000 К в г/см3: r0,1 = 3,937 - 11,9 T/(1000) + 17,58 (T/1000)2 - 13,41 (T/1000)3 + Точность аппроксимации не более ± 1 %. Для
давления Р от 0,1 МПа до 6 МПа и в диапазоне температур T = 300 ÷ 2000 К r = r0,1 (P / 0,1) (2) Точность аппроксимации при
температуре Т >500 К не более ±5 %. Удельный объем, м3/кг: v = 1 / r (3) Точность аппроксимации не более ± 5 %. Теплоемкость Удельная изобарная теплоемкость (кДж/(кг·К)) при давлении
Р в диапазоне от 0,1 до 6,0 МПа и в диапазоне температур Т
от 300 К до 2000 К: H0,1 = 0,52 (4) Точность аппроксимации не превышает ± 0,7 %. Энтальпия (кДж/кг) в диапазоне
температур T 300 ÷ 2000 К (температура отсчета 300 К)
и при давлениях Р в диапазоне от 0,1 МПа до
6 МПа: DЭ = Э(T) – Э(300) = 0,52T – 156 (5) Энтропия (кДж/(кг·K) при давлениях Р в
диапазоне от 0,1 МПа до 6 Мпа, за точку
отсчета принята температура T = 300 К): DS = S(T) - S(300) = 0,52 – 156/T (6) Точность аппроксимации
рассчитывается по погрешностям применяемых соотношений. Теплопроводность Коэффициент
теплопроводности при давлении Р = 0,1 МПа
и температурах в диапазоне от 300 К до 2000 К в Вт/(м К),: при давлении Р = 0,1 МПа и температурах Т = 300 ÷ 2000 К, α0,1 = (4,923 + 0,0465T - 8,028 10-6T2)10-3 (7) Точность
аппроксимации не более ± 0,5 %. При давлениях
Р в диапазоне от 0,1 до 6,0 МПа и температурах в диапазоне T = 300 ÷ 2000 К: α = α0,1{1 + 0,022(P - 0,1) exp [1 − 0,004 (T – 300)]} (8) где давление Р
дано в МПа. Точность аппроксимации не более ± 1 %. Вязкость Коэффициент
динамической вязкости (Па
с) при давлении
Р = 0,1 МПа и температурах T в диапазоне от 300 К до 2000 К: β0,1 = (85,084 + 0,537T - 7,061×10-5 T2 ) 10-7 (9) Точность аппроксимации не
выше ± 1 %. При давлениях Р в
диапазоне от 0,1 до 6 МПа и температурах в диапазоне T = 300÷2000 К: β = β0,1{1 + 0,012 (P - 0,1) exp [1 − 0,005 (T – 300)]} (10) Точность аппроксимации не
более ± 0.5 %. Скорость звука при
давлении Р = 0,1 МПа и температурах T в диапазоне от 300 К до 2000 К (м/с): w0,1 = 201,91 + 0,457T - 7,192×10-5T2 (11) Точность аппроксимации не более ± 1 %. При давлениях в диапазоне Р от 0,1 до
6 МПа и температурах в диапазоне T = 300 ÷ 2000 К, w = w0,1{1 + 0,002 (p - 0,1) exp [1 − 0,005(T – 300)]} (12) Точность аппроксимации не более ± 0,5 %. Прочие характеристики Данные, приведенные в таблице ниже,
рассчитаны по приведенным выше соотношениям. Кроме того, соотношение δ = β/r используется для расчета коэффициента кинематической
вязкости; γ = α/(Hpr) – для коэффициента температуропроводности, и ε = δ/γ – для числа Прандтля. Погрешности для δ, γ , ε вычисляются на основе погрешностей исходных
величин, с применением propagation law. Значения теплоемкости Н в таблице ниже не приводятся,
поскольку в исследуемом интервале температур она постоянная и равна 0,52 Дж/(г·К). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
