波形板干燥器内壁面液膜破裂临界条件的实验研究

对波形板干燥器发生二次携带现象的临界条件进行了实验研究。结合可视化实验台和平面激光诱导荧光法对波形板干燥器通道内壁面上自由下降液膜厚度进行了测量,并拟合了液膜厚度与液膜雷诺数的经验关系式,在此基础上研究了发生二次携带的临界条件。研究结果表明,横截面上下降液膜厚度不均匀,随液膜流量的增大,横截面液膜高度的极大值从边缘两侧逐渐向中心区域移动,液膜横截面的平均厚度随液膜下降而逐渐增大,且导致壁面液膜破裂的风速随液膜厚度的增大而减小。     

平面激光诱导荧光技术在液膜厚度波动实验研究中的应用

针对传统接触式测量方法探头干扰液膜流动特性导致测量精度难以提高以及传统光学测量方法中光线折射作用限制其应用范围的问题,提出利用平面激光诱导荧光技术测量膜厚的新方法,并对该技术的测试原理、实现方式进行了详细的介绍。通过对沿流向不同位置液膜厚度的实时测量,研究了液膜波动的时序特征及纵向演化规律。结果表明,液膜厚度的概率密度分布的特征差异可作为诊断液膜波动特性的判据。     

波形板壁液膜破裂实验研究

设计并搭建了横掠气流下波形板壁液膜破裂可视化研究的实验台架,研究不同液膜厚度下气流速度与液膜破膜速度之间的关系。通过改变液膜流量和气流速度获得不同液膜厚度条件下的临界破膜速度,并利用高速摄像技术对液膜破裂行为进行研究。结果表明,液膜的破裂与气流速度、液膜厚度有关,两者呈负相关性;无量纲分析表明液膜的惯性力和气流剪切力是导致其破裂的不稳定性因素,而壁面粘性力和液膜表面张力则是抑制液膜破裂的稳定性因素;液膜在临界气流剪切力作用下发生破裂的破口是从波形板的屈折角(凸角)开始的,而且液膜可以以不同的形式被卷入到气流中,液膜破裂形态与液膜厚度有关。     

乳状液膜技术回收处理含铀溶液中铀的研究

采用乳状液膜技术对含铀溶液中的铀进行回收处理,研究了制乳原料的最佳体积比,制乳时的搅拌速度、温度等因素,及回收处理铀时的温度、pH值、铀初始质量浓度、提取时间等因素对乳状液膜技术提取回收含铀废液的影响;探讨了乳状液膜提取回收铀过程中铀的迁移机理;通过热力学对乳状液膜技术提取回收铀的液膜传输过程进行了分析。结果表明,当制乳原料中P₂₀₄和液体石蜡的体积分数为0.1和0.05,Span80、磺化煤油与P₂₀₄的体积比分别为0.06、0.79,搅拌速度为2000 r/min,内水相盐酸的浓度为4 mol/L时,可制得稳定的油包水型乳状液膜。在常温常压、pH值2.5、铀初始质量浓度小于100 mg/L、含铀废液与乳状液膜的体积比为5时,用乳状液膜对铀废液提取0.5 h,铀的回收率可达到99%以上,Gibbs自由能ΔG<0,说明外水相的铀可自发地向内水相富集。     

不同壁面特性下液膜铺展性能数值模拟

液膜在安全壳表面的流动铺展性能对非能动安全壳冷却系统有重要的影响。采用三维数值模拟方法研究了降膜板表面形貌、接触角与液相雷诺数对液膜铺展性能的影响,并将结果与前人的实验和理论结果对比,吻合良好。研究发现,当降膜板为横向波纹板时液膜完全铺展时间、液膜厚度及界面湍动程度明显大于平板与纵向波纹板,此时波纹板波谷处会有循环流动产生。随接触角的增加或液相雷诺数的减小,液膜逐渐从完整流转变为片状流、溪流、滴状流。在纵向波纹板对液膜的导流与撕裂综合作用下,随接触角的变化,液膜的铺展性能与平板相比也发生较大的变化。     

下降液膜的阴影成像法研究以及数值图像处理

下降液膜广泛运用于先进压水堆核电站的安全系统(如 AP 1000)和核能海水淡化系统.本文通过阴影成像法技术对下降液膜流动不稳定性进行了实验研究,获得了宽广的下降倾角范围内(β=0°～90°)的液膜扰动波的阴影图片,揭示了重力对于液膜扰动波发展演变的重要影响.运用数值图像处理方法研究了下降液膜扰动波的特性,定量分析了液膜扰动波的发展变化,迸一步证明了重力对于扰动波发展演变的重要影响,得到了下降液膜扰动波的4个特征区域,绘制了区域随雷诺数和沿程距离的演化图,揭示了雷诺数对于扰动波区域分布的影响.最后通过频谱分析得到了液膜扰动波的扰动频率,获得了与实验一致的结果.     

液膜技术的特点及其应用

本文扼要介绍了液膜的基本慨念,仔细分析了液体膜的特点及其发展动向,广泛讨论了液膜技术的各种用途,并初步探讨了液膜在核工业领域应用的可能性。     

竖直窄矩形通道内弹状流中液膜特性研究

气液两相弹状流广泛存在于工程领域,弹状流中液膜特性对弹状流模型的建立具有重要意义。为此利用高速摄像系统,对竖直窄矩形通道(3.25 mm×40 mm)内弹状流中液膜进行了可视化研究。实验中发现窄矩形通道中气弹左右两侧窄边液膜厚度不等且存在波动,但其对两侧液膜速度影响较小,两侧液膜速度相等。液膜脱离厚度主要受两相流速及气弹长度影响。液膜脱离速度随液相折算速度增加而增大;在低液相流速时,随气相折算速度增加而减小;当液相流速≥1.204 m/s时,液膜不下落,液膜脱离速度随气相速度变化较小,主要受液相流速影响。     

中温电解制氟废电解质回收工艺研究

提出了一种中温电解制氟废电解质的回收工艺,通过对回收工艺中固体废电解质与纯水的固液比(固体废电解质与纯水的重量比值)、废电解质的溶解时间、陈化pH、陈化时间、结晶条件等进行条件实验,确定了回收工艺的最佳参数。研究结果表明,溶解固液比1:1(用结晶母液溶解固体废电解质时固液比3:7)、溶解时间8 h、陈化pH=4、陈化时间6 h、溶解、陈化温度80℃、结晶温度20℃为最佳工艺。在最佳控制参数下,进行了批量固体废电解质的回收,回收所得KHF2各项指标均达到产品质量要求。将回收产品KHF2投入中温电解槽进行电解制氟工况实验,中温电解槽各项参数正常,运行稳定。     

HDEHP及其为载体的乳化液膜提取铀（Ⅵ）的动力学研究

用恒界面池法研究了二（２－乙基己基）磷酸－环己烷和以ＨＤＥＨＰ为载体的乳化液膜从硫酸介质中提取铀的动力学，通过分析水相组成，有机相或液膜组成，搅拌器传速和温度对提取速率的影响，分别得到了ＨＤＥＨＰ萃取和乳化液膜提取铀的速率规律，并对两种过程的提取机制进行了比较和讨论，研究表明：溶剂萃取过程属扩散控制，液膜提取过程属化学反应控制。     

竖直波形板折角处液膜破裂研究

通过对曲线坐标系下2维边界层的纳维-斯托克斯（N-S）方程与连续性方程的推导，并结合定义无量纲量的方法，建立了液膜破裂模型，得出了一种波形板折角处的液膜临界破膜速度的理论计算方法；开展了液膜破裂实验研究，利用平面激光诱导荧光技术与图像处理方法分析了临界破膜速度与液膜厚度的关系。实验与模型计算结果均表明:波形板折角处的临界破膜速度与液膜厚度呈负相关关系；当液膜厚度相同时，波形板临界破膜结构参数越大，其临界破膜速度亦越大，利于气水分离效率的提高。      

竖壁冷态降液膜流动统计特性实验研究

对冷态降液膜在大平板上的流动特性进行了实验研究,运用电容式精密测微仪测定垂直降液膜的厚度,考察了在无蒸发情况下雷诺数对降液膜厚度和流量对液膜覆盖率的影响规律,得到平均膜厚经验关系式,并认为液膜在达到临界膜厚后,随流量增加只会使覆盖率增大而厚度几乎不变,发现同流量下接触角较小的平板上液膜覆盖率较大。     

大平板上液膜冲击附板行为的数值模拟研究

利用FLUENT内的EWF模型对大平板上液膜冲击附板时发生的一系列流动行为进行了三维数值模拟研究。分析了不同工况下大平板上不同流量下降液膜冲击不同宽度和厚度附板后的液膜损失,并对比了一定高度返回槽收集水量的实验值和模拟计算值,两者吻合程度较为良好。分析了液膜冲击附板的流动行为的4个过程,并通过分析附板尺寸和液膜流量对液膜冲击附板行为的影响,得到了液膜损失率与受附板高度影响的液膜溅射空间数和液膜冲击附板时的韦伯数之间的关系,发现EWF模型在模拟降液膜冲击不同焊缝高度的附板时存在不足。     

大平板上液膜冲击附板行为的数值模拟研究

利用FLUENT内的EWF模型对大平板上液膜冲击附板时发生的一系列流动行为进行了三维数值模拟研究。分析了不同工况下大平板上不同流量下降液膜冲击不同宽度和厚度附板后的液膜损失,并对比了一定高度返回槽收集水量的实验值和模拟计算值,两者吻合程度较为良好。分析了液膜冲击附板的流动行为的4个过程,并通过分析附板尺寸和液膜流量对液膜冲击附板行为的影响,得到了液膜损失率与受附板高度影响的液膜溅射空间数和液膜冲击附板时的韦伯数之间的关系,发现EWF模型在模拟降液膜冲击不同焊缝高度的附板时存在不足。     

从废旧~(63)Ni放射源中回收~(63)Ni原料技术

为了从废旧63 Ni放射源中回收63 Ni原料,对物理方法、化学方法和电化学方法优缺点进行比较后确定了电化学方法为较优工艺,本研究优化得到电化学法退镀液的组成、浓度以及工艺参数,该方法回收的63 Ni原料比活度较高,可以重新用于63 Ni源的生产。     

液相粘性对旋叶式分离器壁面液膜界面不稳定性的影响

对液相粘性条件下的旋叶式分离器壁面液膜稳定性进行研究。通过对粘性条件下液膜界面的受力和运动特性的分析,获得旋转流场中的气液界面动力学和运动学边界条件。利用势函数对动量方程和连续方程进行线性化处理,结合边界条件,建立粘性条件下的液膜界面色散方程,获得液膜界面稳定性的判定准则。结合液膜运动规律模型,编写液膜界面稳定性计算分析程序,对粘性条件下界面稳定性进行了分析,获得了液相粘性对旋叶式分离器内部液膜稳定性的影响规律。     

乳状型液膜的膜相组份对提取铀的影响

本文研究了由三脂肪胺,仲胺7203和两种含磷萃取剂作载体,以 L-113、ECA-4360、ENJ-3029和 S-205为表面活性剂所组成的液膜,从模拟酸性矿坑水中及含铀废水中提取铀的效果;观察了不同化学组份的乳状液的稳定性和残液中铀浓度,发现三脂肪胺-S-205是比较理想的膜体系。三脂肪胺(1%)S-205(3.5)%煤油-Na_2Co_3所形成的乳状液,可以有效地自 pH2.0—2.5的硫酸介质中提取铀。若原始料液中铀浓度为20毫克/升,用上述乳状液提取一次后残液中铀浓度就能降至0.05毫克/升(国家规定排放标准),并且基本不产生二级废水。     

利用钯膜渗透对氢和氘进行同位素分离

【日本《核科学技术》1979年12月报道】烧氘、氚的聚变反应堆,其燃料循环需要从等离子体出口气体中回收未烧掉的氘(D)和氚(T)。回收分为两步:(1)除去氦和其他杂质,(2)分离同位素 D 和T。在同位素分离方法中,低温蒸馏和钯膜级联比较有希望。钯膜级联法利用了普通氢     

HDEHP及其为载体的乳化液膜提取铀（VI）的动力学研究

用恒界面池法研究了二（２－乙基己基）磷酸（ＨＤＥＨＰ）－环己烷和以ＨＤＥＨＰ为载体的乳化液膜从硫酸介质中提取铀（ＶＩ）的动力学。通过分析水相组成、有机相或液膜组成、搅拌器转速和温度对提取速率的影响，分别得出了ＨＤＥＨＰ萃取和乳化液膜提取铀（ＶＩ）的速率规律。并对两种过程的提取机制进行了比较和讨论。研究表明：溶剂萃取过程属扩散控制；液膜提取过程属化学反应控制。     

氡在聚合物膜中渗透系数的测定

为向江门中微子实验用膜的选择提供参考,研究了一种测定氡在聚合物膜中渗透系数的方法,设计加工出可利用闪烁液进行采样的膜渗透采样装置,并测量了不同类型聚合物膜的渗透系数。实验结果表明:膜渗透采样装置的本底及密闭性符合实验要求;聚合物膜表面氡析出达到稳定状态至少需要18d;PVC膜的氡渗透系数最低。