脈沖篩板柱是化工工藝中最重要的萃取設(shè)備之一，廣泛應用于核燃料后處理中。分散相液滴直徑、存留分數(shù)和總體積傳質(zhì)系數(shù)是衡量脈沖篩板柱工作性能的關(guān)鍵參數(shù)，對脈沖篩板柱的優(yōu)化、放大有直接的影響。本論文研究了脈沖篩板柱的質(zhì)量傳遞性能，對有傳質(zhì)條件下的脈沖篩板柱水力學性能(分散相液滴直徑和存留分數(shù))進行了探討，并應用CFD(Computational Fluid Dynamics)軟件對脈沖篩板柱的內(nèi)部流場信息作了模擬。 實驗所采用柱形為Φ38mm標準脈沖篩板柱，以30%TBP(磷酸三丁酯)/煤油—硝酸—水(硝酸濃度為3mol/L)為研究體系，水作為連續(xù)相、30%TBP/煤油作為分散相、硝酸作為溶質(zhì)，萃取傳遞方向為連續(xù)相到分散相。實驗分別采用照相法、體積置換法及穩(wěn)態(tài)濃度剖面法對脈沖篩板柱中分散相液滴直徑、存留分數(shù)和總體積傳質(zhì)系數(shù)進行測量，具體考察了連續(xù)相表觀流速、分散相表觀流速、脈沖強度、流比及總表觀流速等操作條件對脈沖篩板柱液滴直徑、存留分數(shù)和總體積傳質(zhì)系數(shù)的影響。 實驗研究表明：分散相液滴直徑隨著兩相表觀流速、總表觀流速的增大而增大，隨脈沖強度的增大而減小；連續(xù)相表觀流速恒定時，液滴直徑隨流比增...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 概述
        1.1.1 乏燃料后處理
        1.1.2 PUREX 流程及萃取設(shè)備
        1.1.3 TBP 萃取硝酸行為
    1.2 脈沖篩板柱
        1.2.1 脈沖篩板柱的結(jié)構(gòu)和操作特性
        1.2.2 脈沖篩板柱的水力學性能
        1.2.3 脈沖篩板柱的傳質(zhì)特性
        1.2.4 脈沖篩板柱傳質(zhì)特性的影響因素
    1.3 萃取柱傳質(zhì)模型
        1.3.1 柱塞流模型
        1.3.2 軸向擴散模型
    1.4 脈沖篩板柱 CFD 模擬簡介
    1.5 國內(nèi)外萃取柱傳質(zhì)研究
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗過程及數(shù)據(jù)處理
    2.1 實驗設(shè)備和體系
        2.1.1 實驗設(shè)備
        2.1.2 實驗體系
        2.1.3 實驗操作條件
    2.2 實驗測量方法
        2.2.1 分散相液滴直徑測量
        2.2.2 分散相存留分數(shù)測量
        2.2.3 總體積傳質(zhì)系數(shù)測量
    2.3 數(shù)據(jù)處理方法
        2.3.1 分散相液滴直徑數(shù)據(jù)處理
        2.3.2 分散相存留分數(shù)數(shù)據(jù)處理
        2.3.3 總體積傳質(zhì)系數(shù)數(shù)據(jù)處理
    2.4 CFD 模擬設(shè)置
        2.4.1 網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及劃分
        2.4.2 計算模型
        2.4.3 邊界條件
    2.5 本章小結(jié)
第3章 脈沖篩板柱水力學實驗研究
    3.1 脈沖篩板柱液滴直徑影響因素研究
        3.1.1 兩相表觀流速對液滴直徑的影響
        3.1.2 脈沖強度對液滴直徑的影響
        3.1.3 流比對液滴直徑的影響
        3.1.4 液滴直徑分布
    3.2 脈沖篩板柱存留分數(shù)影響因素研究
        3.2.1 兩相表觀流速對存留分數(shù)的影響
        3.2.2 脈沖強度對存留分數(shù)的影響
        3.2.3 流比對存留分數(shù)的影響
    3.3 分散相液滴直徑和存留分數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
        3.3.1 分散相液滴直徑關(guān)聯(lián)式
        3.3.2 分散相存留分數(shù)關(guān)聯(lián)式
    3.4 有、無傳質(zhì)條件下分散相液滴直徑和存留分數(shù)比較
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脈沖篩板柱傳質(zhì)過程實驗研究
    4.1 脈沖篩板柱總體積傳質(zhì)系數(shù)影響因素研究
        4.1.1 兩相表觀流速對 K_oxa 的影響
        4.1.2 脈沖強度對 K_oxa 的影響
        4.1.3 流比對 K_oxa 的影響
    4.2 總體積傳質(zhì)系數(shù)關(guān)聯(lián)式擬合
    4.3 數(shù)值計算結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 CFD 模擬結(jié)果及分析
    5.1 兩相流速分布
    5.2 兩相體積分數(shù)分布
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
符號說明



本文編號：3785616