【摘要】：嚴(yán)重事故條件下,安全殼過(guò)濾排放系統(tǒng)能夠有效降低放射性物質(zhì)泄露到環(huán)境中的風(fēng)險(xiǎn)。鼓泡式過(guò)濾器除具有熱容量大、容塵量大、可靠性高等濕式過(guò)濾手段所固有的優(yōu)點(diǎn)外,對(duì)甲基碘等難于去除的放射性氣體具有較理想的過(guò)濾效率,現(xiàn)已在安全殼過(guò)濾排放系統(tǒng)得到應(yīng)用。多孔孔板作為鼓泡式過(guò)濾器的核心部件,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易加工、不易堵塞等優(yōu)點(diǎn)。本文利用可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)多孔孔板特性開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果,建立了描述多孔孔板鼓泡過(guò)程的理論模型,為多孔孔板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。本文針對(duì)氣泡聚合現(xiàn)象、氣腔滲液現(xiàn)象和氣泡脫離體積等直接影響鼓泡器曝氣性能的鼓泡特性進(jìn)行研究,重點(diǎn)分析了孔徑、孔間距、孔板厚度、開(kāi)孔數(shù)量、氣腔體積及狀態(tài)等鼓泡器結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣體流量、液相溫度、液相組分、孔板淹沒(méi)深度等運(yùn)行參數(shù)的影響。根據(jù)可視化實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)孔板附近氣泡聚合行為進(jìn)行了分類(lèi)�；跉馀菥酆项�(lèi)型,制定了合理的氣泡聚合效率統(tǒng)計(jì)方法。研究結(jié)果表明:氣泡聚合效率隨著氣體流量增加和孔間距減小而明顯增大;孔板開(kāi)孔數(shù)量增加導(dǎo)致孔板附近擾動(dòng)增強(qiáng),聚合效率隨之下降;液相中含有無(wú)機(jī)鹽、乙醇和表面活性劑時(shí),氣泡聚合受到抑制;不同種類(lèi)的添加劑對(duì)氣泡聚合的抑制效果相差較大,具有揮發(fā)性的添加劑對(duì)氣泡聚合抑制作用最大。以伽利略數(shù)、邦德數(shù)為特征量定義了氣泡聚合時(shí)間,可以看出,聚合效率隨聚合時(shí)間增加成對(duì)數(shù)規(guī)律下降。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立計(jì)算多孔孔板附近氣泡聚合效率的關(guān)系式。氣腔滲液過(guò)程持續(xù)時(shí)間較短,多數(shù)情況下不超過(guò)30分鐘,即已達(dá)到滿水狀態(tài)。在此狀態(tài)下,多孔鼓泡受到抑制,孔板曝氣性能下降。氣泡聚合現(xiàn)象對(duì)滲液速率產(chǎn)生明顯影響,孔間距減小導(dǎo)致氣泡聚合增大,進(jìn)而導(dǎo)致滲液速率上升。當(dāng)孔板淹沒(méi)深度大于1cm時(shí),淹沒(méi)深度對(duì)滲液速率沒(méi)有影響。氣腔滲液速率隨氣體流量、開(kāi)孔數(shù)量、孔板厚度等參數(shù)的變化是非單調(diào)的,隨著三個(gè)參量中任意一個(gè)增加,滲液速率均先增大后減小。氣泡脫離體積主要受氣腔壓力變化的影響,而氣腔壓力變化取決于氣腔體積和氣體流量的相對(duì)關(guān)系。當(dāng)氣腔壓力狀態(tài)為恒壓區(qū)時(shí),平均氣泡脫離體積不隨氣體流量的變化而發(fā)生改變;當(dāng)氣腔壓力狀態(tài)處于過(guò)渡區(qū)時(shí),平均氣泡脫離體積隨氣體流量的增加而增大。恒壓區(qū)和過(guò)渡區(qū)之間的轉(zhuǎn)換氣體流量隨孔板開(kāi)孔數(shù)量增加而增大。利用本文提出的氣泡聚合效率計(jì)算關(guān)系式和描述多孔孔板鼓泡過(guò)程的理論模型對(duì)多孔孔板進(jìn)行設(shè)計(jì),可有效避免多孔孔板鼓泡過(guò)程中出現(xiàn)氣泡聚合現(xiàn)象和氣腔滲液現(xiàn)象并保證氣腔壓力變化處于恒壓區(qū)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TL364.3
【圖文】：

主要由供氣管路、溫控裝置、鼓泡器以及可視化拍攝系統(tǒng)組成。圖 2.1 可視化實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2.1.1 供氣管路供氣管路主要包括空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐、針閥、球閥、氣體流量計(jì)以及聯(lián)通各部件的相應(yīng)管道�？諝鈮嚎s機(jī)將空氣打入儲(chǔ)氣罐內(nèi)，儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體依次流經(jīng)球閥、氣體流量計(jì)和針閥進(jìn)入鼓泡器氣腔中，進(jìn)而為鼓泡器鼓泡提供持續(xù)氣源。儲(chǔ)氣罐體積為 2m3，該容積可以保證在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力基本不變，為實(shí)驗(yàn)提供壓力穩(wěn)定的氣源。通過(guò)切換球閥狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)供氣管路的快速通斷，氣體流量大小由針閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，球閥處于常開(kāi)狀態(tài)，所以針閥還起到節(jié)流降壓的作用。在氣體流經(jīng)針閥前，利用氣體流量計(jì)對(duì)氣體流量進(jìn)行測(cè)量。盡管在鼓泡過(guò)程中，氣腔內(nèi)壓力不可避免地會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，但本

t1 p12W Wlσ = 鉑金板電子天平示數(shù)，N。p1W 為鉑與溶液接觸的濕周，m。為利用不同運(yùn)動(dòng)粘度的液體在毛細(xì)流經(jīng)一段固定距離的平均流動(dòng)時(shí)間度。t tv = Cτmm2/s2。tτ 為 t℃下液體的流經(jīng)一段

圖 2.4 運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)量?jī)x氣泡體積圖像處理程序（自適應(yīng)切片法）對(duì)低氣體流量氣泡脫離體積[49]。如圖 2.5 所示，該處理方法進(jìn)行預(yù)處理以提高圖像質(zhì)量，以便于后續(xù)提取消除圖像中背景信息的干擾。在拍攝過(guò)程中，小物體會(huì)對(duì)氣泡輪廓的識(shí)別產(chǎn)生干擾，又很難濾對(duì)圖像進(jìn)行降噪處理。在消除干擾信息后，，并提取氣泡輪廓的完整信息；第二部分是利位置，進(jìn)而尋找到氣泡對(duì)稱(chēng)軸線；第三部分是利定義的圓形度大小來(lái)判斷氣泡形狀，進(jìn)而確定積并求和得到氣泡總體積。當(dāng)氣體流量較大時(shí)

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本文編號(hào)：2765187