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.

 

 

Плотность, удельный объем

Плотность при давлении Р = 0,1 МПа и температурах Т от 300 К до 2000 К в г/см³:

r_0,1 = 3,937 - 11,9 T/(1000) + 17,58 (T/1000)² - 13,41 (T/1000)³ + 5,082 (T/1000)⁴ + 7,543 (T / 1000)⁵ (1)

Точность аппроксимации не более ± 1 %.

Для давления Р  от 0,1 МПа до 6 МПа и в диапазоне температур T = 300 ÷ 2000 К

r = r_0,1 (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:

H_0,1 = 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,

α_0,1 = (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 = α_0,1{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:

β_0,1 = (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 = β_0,1{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):

w_0,1 = 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 = w_0,1{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).