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。      

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。     

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。     

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。     

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。      

外置吹气杯测量折流板脉冲萃取柱柱重压降

在内径为0.3 m和高度为5.6 m的折流板脉冲萃取柱中,分别采用内置吹气杯和外置吹气杯对柱重压降信号进行了测量和比较。实验结果表明,两种吹气杯安装方式所测量的结果一致。因此,为了避免由于内置吹气杯所造成的钚纯化循环脉冲萃取柱异形下澄清段的设计和加工难度,推荐可使用外置吹气杯来测量该工段的脉冲萃取柱柱重压降。     

吹气法直接确定折流板脉冲萃取柱液泛特征

当脉冲萃取柱处于液泛操作状态时,理论分析表明,吹气法所测量的柱重时均压降信号随时间延长而增大,这一结果在以30%TBP/煤油溶液和1mol•L^-1HHNO₃溶液为体系的50mm折流板脉冲萃取柱中得到了验证。在此基础上,给出了工业上应用吹气法直接确定液泛特征的实验步骤。     

气容和气阻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气容和气阻的影响进行了系统研究。结果表明,气容和气阻对压力波动信号有明显的衰减作用,而对压力波动信号的延迟作用可忽略,随着气容体积的增大和气阻内径的减小,衰减作用增强;气容和气阻组合的衰减作用大于相应的单气容或单气阻,先气阻后气容组合方式的衰减作用大于先气容后气阻的衰减作用;气容和气阻的引入对吹气管出口处的气速影响不大,所以对吹气杯的设计没有影响。本文的理论与实验结果为吹气法中气容和气阻的设计应用提供了基础。     

脉冲液-气射流泵基本性能试验

在相同的液-气射流泵实验装置上,采用脉冲和恒定工作液体射流,对液气射流泵的基本性能进行了试验研究。结果表明,对于恒定液-气射流泵存在一种最优工作压力,而脉冲液-气射流泵在同一脉冲频率、不同工作压力下的性能曲线基本重合;采用脉冲工作射流可以产生水锤效应,正是这种水锤效应,使得脉冲液-气射流泵在低于试验系统提供的极限压力0.1～0.15 MPa的工作压力范围内,液-气射流泵的工作效率可以提高4%～15%。     

脉冲液体射流泵装置效率的理论研究

对影响气液活塞式脉冲液体射流泵装置效率的主要因素进行分析 ,导出了脉冲液体射流泵装置效率理论方程及其理论方程的时均解。结果表明 ,在相同的液体射流泵装置上 ,采用脉冲射流比恒定射流的传能及传质效率有较大的提高。脉冲液体射流泵时均效率的计算结果与国内外的试验结果基本一致     

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。     

脉冲萃取柱下澄清段的吹气法管道设计原则

本工作实验考察吹气管道体积对吹气法在线测量脉冲萃取柱真实振幅的影响。实验结果表明：当吹气管道总体积与吹气杯体积之比不大于4时,吹气法在线测量的真实振幅与表观振幅呈线性关系。同时,就满足乏燃料后处理中脉冲萃取柱下澄清段压降在线测量的吹气管道的要求进行了讨论。根据这一要求,确定了吹气系统的设计原则。     

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。     

共去污单元脉冲萃取柱模型及计算机模拟

在扩散模型的基础上,对共去污单元脉冲萃取柱"切片"数学处理,建立了数学模型,模型中添加了多组分共存分配比计算模块,编写完成了可用于模拟计算共去污单元脉冲萃取柱萃取HNO3、U(Ⅵ)、Pu(Ⅳ)稳态计算程序。利用文献报道的实验数据,对程序进行了验证。结果表明,程序模拟计算的各组分稳态浓度剖面与实测值符合良好,程序可以实现共去污单元多组分共萃的模拟计算。并在此基础上,利用该程序对1A脉冲萃取柱工艺设计进行了初步研究计算。结果表明,脉冲萃取柱的萃取效率与处理料液组分浓度有关,以往一级混合澄清槽等于若干米脉冲柱的设计方法认识有所偏差,应使用计算机模拟方法整体设计脉冲萃取柱。     

空气脉冲对吹气法测量脉冲萃取柱下澄清段压力的影响

本工作实验考察在吹气条件下空气脉冲对脉冲萃取柱下澄清段所测量的柱重、有机相密度、两相界面和水相密度的时均压降影响。实验结果表明：在无空气脉冲且流速为零、有空气脉冲且单相流流速为零和有空气脉冲且单相流流速不为零的条件下，吹气法所测量的有机相密度、水相密度及两相界面的时均压降是一致的，而在有空气脉冲且两相流速均不为零的条件下，吹气法所测量的水相密度、有机相密度和两相界面的时均压降误差依次增大。对于有机相，吹气法所测量的柱重时均压降随着空气脉冲振幅的增加而减小，随着流速增加而增大；对于水相，由于其流动方向与有机相相反，柱重时均压降随流速的增加而减小。