脈沖篩板萃取柱是一種具有高生產(chǎn)能力、高分離效率以及對(duì)界面污物不敏感的設(shè)備,目前已成為濕法后處理技術(shù)普雷克斯流程（PUREX,Plutonium Uranium Recovery by Extraction）中重要的溶劑萃取設(shè)備之一,研究其水力學(xué)性能可以進(jìn)一步掌握脈沖萃取柱內(nèi)流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,這對(duì)未來(lái)后處理廠設(shè)計(jì)大型萃取柱有重要意義。脈沖篩板萃取柱中關(guān)于兩相流體流場(chǎng)特性的研究手段主要有實(shí)驗(yàn)測(cè)量和CFD（計(jì)算流體力學(xué)）研究?jī)煞N,本文通過(guò)四傳感器光纖探針技術(shù)和CFD（計(jì)算流體力學(xué)）軟件ANSYS Fluent 16.0對(duì)脈沖篩板柱內(nèi)分散相流場(chǎng)特征進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)與模擬研究。本文在萃取板段內(nèi)壁直徑為38mm的脈沖篩板萃取柱中,以30%TBP/煤油作為分散相,1mol/L硝酸作為連續(xù)相,利用自制的四傳感器光纖探針對(duì)柱內(nèi)分散相水力學(xué)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。本文假設(shè)分散相液滴為剛性球體,在此基礎(chǔ)上,對(duì)四傳感器光纖探針測(cè)量分散相液滴局部水力學(xué)性能的數(shù)學(xué)原理進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨著脈沖強(qiáng)度的增加,液滴速度與液滴索特直徑均呈現(xiàn)出減小的趨勢(shì),存留分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì);伴隨著分散相進(jìn)料速度的增大,液滴速度與存留... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

脈沖篩板柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

圖 1.2 脈沖發(fā)生器類型制造脈沖的設(shè)備又可以進(jìn)一步細(xì)分為風(fēng)箱型、膜片型和活塞型等等，脈沖發(fā)生裝簡(jiǎn)圖見圖 1.2 所示。機(jī)械脈沖發(fā)生器與脈沖萃取柱主體結(jié)構(gòu)直接接觸，不需要脈，在乏燃料后處理中，維修和更換都要考慮放射性擴(kuò)散問題。而通過(guò)氣壓來(lái)制造時(shí)與料液接觸的只有脈沖腿，脈沖腿與空氣脈沖裝置之間通過(guò)管道連接，在維修換中無(wú)需考慮放射性的影響，本文采用的就是空氣脈沖發(fā)生器。脈沖的輸入能夠加強(qiáng)液滴的破碎和離散，但脈沖強(qiáng)度不能過(guò)大，否則會(huì)造成液度離散，這樣很可能會(huì)引起液泛，造成兩相分相困難，最終的結(jié)果就是導(dǎo)致處理降低。因此，外加脈沖的強(qiáng)度對(duì)水力學(xué)的影響需要深入研究，找出具有最佳萃取的脈沖強(qiáng)度。2.2 脈沖篩板萃取柱的操作區(qū)間在普雷克斯流程中，由于工作介質(zhì)為液液兩相流，需要外加脈沖，而相比于脈量的大小，重力對(duì)柱內(nèi)流體的流動(dòng)狀況的影響較小，研究人員通常將其忽略，因

確定了的情況下以及萃取柱結(jié)構(gòu)尺寸不變時(shí)，萃取柱本上取決于脈沖強(qiáng)度的大小程度和連續(xù)相、分散相進(jìn)如圖 1.3 所示，在不同的操作條件下，脈沖萃取柱的。區(qū)：由于施加的脈沖能量太小，而流動(dòng)阻力又太大，具體表現(xiàn)為兩相均無(wú)法順利進(jìn)入柱體，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)诹鞒�。澄清區(qū)：在這個(gè)操作區(qū)間里，外加脈沖的容量略微大小，此時(shí)兩相可以比較好的逆流。但是此時(shí)的脈沖的的進(jìn)料速度也比較小，這將會(huì)使兩相流體在柱內(nèi)的停相液滴聚集在篩板附近，在兩塊篩板之間，可以明顯澄清部分，因此將該操作區(qū)間稱為混合澄清區(qū)。該運(yùn)不均勻，接觸面積小，不利于傳質(zhì)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]脈沖萃取柱水力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D]. 謝庭亮.哈爾濱工程大學(xué) 2015
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