脉冲萃取柱中正辛醇-硝酸体系流体力学性能研究

研究了喷嘴板脉冲萃取柱中正辛醇-0.5mol/L硝酸体系的液泛通量、分散相存留分数等流体力学特性.用改进的Pratt公式对两相流体力学参数进行了关联,得到水相连续时的n值为1.15,有机相连续时的K值为5.64.特性速度可用下述经验公式关联Vo(Vo′)=11.7e-0.693Af.有机相连续时柱内液滴以聚集为主,水相连续时柱内液滴以分散为主.在相同的脉冲强度下,该体系水相连续时液泛通量较小,有机相连续时液泛通量较大.经验公式计算得到的水相连续时的液泛通量与实验值的相对误差在±15%以内.     

脉冲折流板萃取柱板间距对流体力学性能影响-30% TRPO-煤油/硝酸体系

研究了不同板间距时,在脉冲折流板萃取柱中30%TRPO-煤油/硝酸体系下的流体力学特性.     

梯形脉冲筛板萃取柱性能的研究

梯形脉冲柱在分散-聚合状态下操作。两相流体周期性地聚合与再分散能增强表面更新速率和有效地抑制返混现象。柱内流体系单一分散,液滴尺度分布比较均匀,在有机相连续、V_d/V_c=0.5时,液泛速度达1.8cm/s。同样情况下所需的脉冲强度约为正弦波脉冲柱的一半。其萃取效率比正弦波脉冲柱约高30%。在1.1m高的板段内,用钍作为传质核素,用配制的后处理废液进行了回收钍的模拟试验,钍回收率大于98%。     

环形折流板和标准喷嘴筛板脉冲萃取柱性能研究

在动力堆乏燃料后处理中间试验厂1A单元工艺条件下,对柱径为120mm、自由截面积为25％、板段有效高度为2575mm的环形折流板和标准喷嘴筛板脉冲萃取柱的性能进行了试验研究。含铀体系的流体力学试验结果表明环形折流板和标准喷嘴筛板柱的液泛通量分别为2.29和1.60cm/s;处理环形折流板柱的液泛比标准喷嘴筛板柱的快速。传质试验结果表明两种柱型的理论级当量高度皆为700mm,传质单元高度皆为210mm,铀的萃取率为99.99％,但环形折流板柱的可操作区域比标准喷嘴筛板柱的宽。环形折流板柱的性能优于标准喷嘴筛板柱。     

脉冲筛板柱萃取分离钍鈾的研究(Ⅰ)——钍铀分离脉冲筛板柱的流体力学性能

在2英寸脉冲筛板柱中,结合钍铀分离的Thorex过程,研究了30％TBP-煤油/水和30％TBP-煤油/Th(NO_3)_4-UO_2(NO_3)_2-HNO_3-H_2O体系脉冲筛板柱的流体力学性能。通过实验对液泛通量、分散相存留分数等流体力学参数,并用改进的Pratt公式对两相流体力学流体力学行为进行了关联,得到了较为满意的结果。通过对脉冲筛板柱流体力学性能的研究,获得了最优操作条件,为进一步的传质实验研究奠定了基础。     

脉冲筛板萃取柱流体力学性能的研究

汪家鼎等在1963年提出了脉冲筛板柱流体力学性能的基本关联式V_d/X V_c/(1-X)=V_o(1-X)e~(kx)。我们从粒子沉降的基本原理出发,对关联式进行了一定的推导。在用关联式处理了大量实验数据后,认为该式可以较好地关联各类实验数据和计算液泛参数。其中的K值是衡量柱子液滴分散-聚结状态的重要参数,当分散相浸润筛板时,K>0,相反,一般K<0,以此来区分柱子的两种操作状况,即Ⅱ型柱和Ⅰ型柱。文中分析了K值和柱子通量的关系,对影响K值的因素进行了定性分析和物性关联。     

30%TBP-煤油/HNO3体系在折流板脉冲萃取柱中的水力学性能

在Φ100mm折流板脉冲萃取柱中实验考察了30％TBP-煤油1mol/LHNO3体系下的萃取柱操作参数（脉冲振幅、脉冲频率、流速和流比）、结构参数（板间距）对萃取柱水力学性能（液泛通量、液泛存留分数和正常操作时分散相存留分数）的影响。实验研究结果表明：液泛通量随脉冲强度的减小而增大，与流比和板间距无关，研究给出了液泛通量与脉冲强度间的关联式；操作参数和柱结构参数对液泛存留分数的影响均可忽略；正常操作时分散相存留分数与连续相的流速、流比成正比关系，而与脉冲频率无关，并随板间距和脉冲振幅的增大而增加。      

不同隙径比环形脉冲萃取柱中两相流动特性的研究

环形脉冲萃取柱在核燃料处理工业中可以提供大的生产能力并保证临界安全。本文在外柱径为１００ｍｍ的４种不同隙径比的环形脉冲萃取中，以３０％ＴＢＰ（煤油）－水（水相连续）为实验体系，研究了柱内两相流动的特性。研究结果表明，用修正的Ｐｒａｔｔ关联式描述环形脉冲萃取柱内两相流动特性是可行的。特性速度Ｕｋ随外界输入能量的增大而减小，随隙径比的增大而增大。文中提出的包括隙径比参数在内的液泛速度关联式，其计算值与实验值比较，相对误差在±２０％以内。     

核燃料循环设施磷酸三丁酯/煤油萃取体系燃烧释放行为初步研究

磷酸三丁酯/煤油萃取体系燃烧是核燃料循环设施典型的火灾事故,是核燃料循环安全不可忽略的重要研究内容。本文初步展开了磷酸三丁酯/煤油的小面积(77.9～2 921.0 mm²)燃烧实验研究,通过基础实验初步分析了磷酸三丁酯/煤油的燃烧速率、气体释放组分以及气溶胶释放及其粒径分布规律,并与公开的国外数据成果进行了比较分析。     

脉冲强度对30％TBP-煤油/硝酸铀酰体系在脉冲柱中传质的影响

本文研究了低浓铀-硝酸-水/TBP-煤油体系在2in喷嘴板空气脉冲萃取柱中的传质特性。用从萃取柱中分别取单相样的方法测定了不同脉冲强度下稳态浓度剖面,从扩散模型出发,用简单的近似计算方法处理实验数据,初步得出脉冲强度与扣除纵向混合影响的真实传质单元高度的关联式。     

Solvent Extraction Calculation Model for Purex Process in Pulsed Sieve Plate Column

A new calculation code PULCO has been developed to simulate the Purex extraction process in a pulsed column. The model for the PULCO code is based on the mass transfer taking place at the interface between dispersed drops and continuous phase fluid. The following physical quantities of the moving drop are included in the model for each period of drop motion in a pulsed column:

1. Mass transfer coefficient from liquid drop to continuous phase

2. Diameter and velocity of moving drop in the pulsed column

3. Holdup of dispersed and continuous phases in the pulsed column

4. Longitudinal dispersion coefficient in the pulsed column.

To establish the validity of the PULCO code, experiments were performed using a 50 mm diameter pulsed column which had a sieve plate section height of 2 m and plates spaced 50 mm apart. The experiments were performed by CY tests with use of unirradiated U and Pu. The experimental concentration profiles fitted well with the calculated concentration profiles.     

吹气对喷嘴板脉冲萃取柱脉冲振幅测量的影响

实验考察了5个喷嘴板脉冲萃取柱系统吹气条件下的真实振幅与表观振幅之间的关系。实验结果表明：在吹气条件下，由于吹气系统及脉冲萃取柱内气体被压缩，吸收掉了脉冲腿中部分液体的体积变化，使实验测量的柱内真实振幅值与无吹气条件下计算的真实振幅值间的偏差加大。     

标准喷嘴板脉冲萃取柱脉冲振幅的在线测量

实验考察了5个标准喷嘴板脉冲萃取柱系统在吹气条件下脉冲振幅与柱重瞬间正弦信号1个周期峰面积之间关系。实验结果表明：在吹气条件下,峰面积与脉冲频率无关;流道因子随着脉冲振幅和脉冲频率增加而增大,与脉冲萃取柱柱高、柱径和连续相密度无关。在此基础上,获得了吹气法在线测量脉冲振幅的经验关联式。      

吹气法在线测量折流板脉冲萃取柱脉冲操作参数

在柱径为38、50和100mm的折流板脉冲萃取柱中，以30％TRPO煤油溶液和1mol/LHNO₃溶液为体系，研究吹气法在线测量脉冲萃取柱的脉冲频率和脉冲振幅。实验结果表明：吹气法所得的瞬时压降信号可准确确定脉冲频率，而瞬时压降信号的1个周期面积可确定脉冲振幅。峰面积值与脉冲萃取柱的板数和板开孔率参数成正比，与柱径和脉冲振幅成指数关系。在此基础上，得出了30％TRPO煤油/1mol/LHNO₃体系脉冲振幅的经验关联式，并在两相流条件下得到了验证。     

电还原脉冲柱分离铀钚的计算机模拟

建立了电还原脉冲柱分离铀钚的模拟计算模型 ,提出了该模型的数值计算算法。应用该模型对硝酸铀酰在电还原脉冲柱中的电解还原实验进行了模拟计算 ,计算结果和实验结果符合较好     

脉冲萃取柱中两相界面的新型自动控制原理

根据脉冲萃取柱界面移动速度和界面位移的特征，以及界面移动速度与控制器输出量之间单值映射规律，提出了以初始界面位置和目标位置之间的中点作为调节首要阶段，利用运动学对称性特点，实现了对界面位置的调节，同时确定了界面移动速度为零时控制器输出量的大小。当接近目标位置时，采用模糊控制来调节界面位置。计算机仿真实验和真实实验验证了上述控制模式的正确性。     

吹气管长度对脉冲萃取柱柱重瞬间压降信号测量的影响

本文从理论和实验两方面对吹气法测量中吹气管长度的影响问题进行系统研究，主要包括吹气管长度对柱重压力波动幅值测量的影响和对柱重压力波动的相位延迟作用两个方面。结果表明，在吹气管长度不大于17 m时，柱重压力波动幅值的变化可忽略，而大于17 m时，则有明显的衰减，需通过模型计算的衰减系数进行实际波动幅值的计算；吹气管长度对压力波动的相位有明显的延迟作用，延迟时间随吹气管长度的增大而增大，这个延迟作用在压差测量中如果吹气管长度不一致，会对测量结果有很大影响。理论计算的气体流速为吹气杯体积的估算提供了一个重要方法，计算表明，本实验中50 mL的吹气杯可满足吹气法要求。本文的理论与实验结果为吹气法的设计应用提供了基础。