CC BY
89
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
УДК 62-176.2
А.М. Гафуров
инженер кафедры «Котельные установки и парогенераторы» Казанский государственный энергетический университет
Н.М. Гафуров
студент 3 курса факультета энергонасыщенных материалов и изделий (ФЭМИ) Казанский национальный исследовательский технологический университет
Г. Казань, Российская Федерация
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРОПАНА C3H8 В КАЧЕСТВЕ
НИЗКОКИПЯЩЕГО РАБОЧЕГО ТЕЛА
Аннотация
В статье рассматриваются основные физико-химические и термодинамические свойства низкокипящего рабочего тела C3H8.
Ключевые слова
Пропан C3H8, физико-химические и термодинамические свойства
Пропан C3H8 (R290) - насыщенный углеводород, при нормальных условиях представляет собой бесцветный горючий и взрывоопасный газ. Встречается в качестве компонента в природных и попутных нефтяных газах, получается при переработке (крекинге) нефти и нефтепродуктов. Пропан и его хлористые и фтористые производные являются хладагентами.
В промышленных холодильных установках пропан используют уже в течение многих лет. Характеризуется низкой стоимостью и мало растворимостью в воде. При использовании данного хладагента не возникает проблем с выбором конструкционных материалов деталей компрессора или турбины, конденсатора и испарителя. Весьма низкая температура тройной точки (около 85 К) и очень крутой ход кривой плавления делают пропан удобной средой, передающей давление при низких температурах (рис. 1) [1].
10,0 9,00 8,00 7,00
Ё 6,00
о
= 5,00
0
п
1 4,00 3,00 2,00 1,00
50,0 75,0 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450,
Температура, К
Рисунок 1 - P - T- р диаграмма равновесного фазового состояния C3H8.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070
Основные физико-химические и термодинамические свойства рабочего тела СзШ в сравнении с водой Н2О представлены в таблице 1 [2].
Таблица 1.
Показатель параметра, размерность C3H8 Н2О
Молекулярная масса, г/моль 44,096 18,015
Температура тройной точки, К 85,525 273,16
Давление тройной точки, МПа 1,7*10-10 0,00061
Температура кипения при давлении 101,325 кПа, К 231,04 373,12
Плотность жидкости при давлении 101,325 кПа, кг/м3 581 958,37
Плотность газа при давлении 101,325 кПа, кг/м3 2,41 0,6
Кинематическая вязкость жидкости при 101,3 кПа, см2/с 0,0034 0,0029
Кинематическая вязкость газа при 101,325 кПа, см2/с 0,026 0,2
Теплопроводность жидкости при 101,325 кПа, Вт/м-К 0,129 0,68
Теплопроводность газа при 101,325 кПа, Вт/м-К 0,011 0,025
Изобарная теплоемкость жидкости при давлении 101,325 кПа, кДж/кг-К 2,24 4,21
Изобарная теплоемкость газа при 101,325 кПа, кДж/кг-К 1,44 2,08
Теплота фазового перехода при 101,325 кПа, кДж/кг 425,59 2256,5
Критическая температура, К 369,89 647,1
Критическое давление, МПа 4,2512 22,064
Максимальная температура нагрева, К 650 2000
Большинство углеводородов характеризуются низкой теплоемкостью и теплопроводностью, скрытой теплотой испарения, сравнительно низкой температурой кипения, незначительной вязкостью. При этом сжиженные углеводороды обладают большим коэффициентом объемного расширения. Для сравнения: коэффициент объемного расширения пропана составляет 0,00306 на один градус повышения температуры газа, что в несколько раз больше чем у иных жидкостей (воды - 0,00019).
Наиболее перспективным является использование сжиженного пропана C3H8 в качестве рабочего тела в тепловом контуре органического цикла Ренкина. Для многих органических веществ и в частности для пропана C3H8 характерным является то, что газ в процессе расширения в турбине остается в перегретом состоянии. Поэтому в большинстве случаев это приводить к необходимости использования рекуператора теплоты для повышения эффективности органического цикла Ренкина [3, 4].
Список использованной литературы:
1. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин ТЭС, охлаждаемых водными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 28-29.
2. Гафуров А.М., Гафуров Н.М. Характерные особенности термодинамического цикла при использовании углекислого газа СО2 и пропана C3H8. // Инновационная наука. - 2015. - № 11-2 (11). - С. 32-34.
3. Гафуров А.М., Калимуллина Д.Д. Способ утилизации сбросной теплоты в конденсаторах паровых турбин, охлаждаемых воздушными ресурсами. // Инновационная наука. - 2015. - № 12-2 (12). - С. 29-31.
4. Гафуров А.М. Возможности повышения выработки электроэнергии на Заинской ГРЭС в зимний период времени. Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы технических наук в современных условиях». - 2015. - С. 82-85.
© Гафуров А.М., Гафуров Н.М., 2016
