一、脉冲筛板萃取柱中30%TRPO-煤油/硝酸体系流体力学性能研究(论文文献综述)
王涛[1](2021)在《新型脉冲萃取塔的流体力学特性与传质过程研究》文中研究表明溶剂萃取是一种常见的单元操作,在化工分离领域有着广泛的应用,开发高性能的萃取设备已成为当前的研究焦点。为了改进萃取塔内的两相流动模式,提高萃取效率,设计出一种无降液管且两相流体均为独立通道的锥形穿流塔板。但此塔板在处理高界面张力体系时,存在分散相液滴直径较大、液滴穿孔困难、易在塔板下方聚集等问题。基于此,为拓宽该塔板的应用范围,提高处理能力,将其安装于内径为75 mm的脉冲萃取塔中,综合流体力学特性与传质过程,对该萃取塔的分离性能进行研究。主要内容如下:以煤油-水和10%磷酸三丁酯/煤油-水为体系,在无传质条件下考察萃取塔的流体力学特性。发现脉冲强度增大时,塔内流动特性变化较大,依次出现混合澄清区、分散区等区域。而在分散区时,存留分数随脉冲强度的增大而上升,液滴直径较非脉冲时显着降低且在塔内分布均匀,表现出良好的两相流动特性,更有利于萃取塔的操作。此外,该塔板混合澄清区与分散区的临界脉冲强度(Af)t较脉冲筛板塔低,达到分散区所需的脉冲强度更小。最后,在特定的范围内,液泛通量受脉冲强度的影响较小,萃取塔有较好的操作弹性与稳定性,该塔板能够应用于脉冲萃取领域,但对比之下,更适宜较高界面张力体系的分离。以煤油-水为体系,苯甲酸为溶质,测定萃取塔的传质性能。发现脉冲的加入显着提高了分离效率,但同时也增大了轴向混合对萃取塔的影响,其分散传质单元高度HocD与真实传质单元高度Hoc之比最高达20%。此外,总体积传质系数随分散相流速增大而增大,但连续相流速对其影响不大,与流体力学实验结论基本一致。最后,建立萃取塔的数学模型并求解,表明轴向扩散模型可以预测萃取塔的传质过程。根据实验结果的分析与讨论,采用无因次分析方法,得到实验范围内各参数与操作条件及物性相关的经验关联式。关联式计算值与实验值符合较好,相对误差均在20%之内,可以作为此脉冲萃取塔设计放大的数据基础与计算依据。
王涛,王成习[2](2021)在《新型脉冲萃取塔存留分数与特性速度》文中提出为测试锥形穿流塔板的性能,在内径为75mm的脉冲萃取塔中,以煤油-水和10%磷酸三丁酯/煤油-水为实验体系,在无传质条件下,研究脉冲强度与两相表观流速对分散相存留分数和特性速度的影响。结果表明,在实验范围内,存留分数与分散相流速近似成正比,与连续相流速无关。而随着脉冲强度的增大,存留分数先减小,当脉冲强度达到临界值(Af)t后,存留分数迅速增大。将此临界值与脉冲筛板塔临界值进行对比,两种体系分别减小约9.7%和41.4%,此外,特性速度随着脉冲强度的增大而减小,且界面张力较低的体系减小幅度更大。在实验结果分析的基础上,利用量纲分析方法得到了存留分数与特性速度的工程经验关联式,预测值与实验值符合较好,相对误差均小于20%,可以应用于脉冲萃取塔的设计计算。
袁誉坤[3](2017)在《四光纤探针对脉冲筛板萃取柱水力学性能的研究》文中研究指明乏燃料后处理是核燃料循环中重要的组成部分,脉冲萃取柱是湿法后处理技术普雷克斯流程(PUREX,Plutonium Uranium Recovery by Extraction)中重要的溶剂萃取设备之一。研究其水力学性能可以进一步掌握脉冲萃取柱内流体的运动规律,对脉冲萃取柱的放大设计具有重要的意义。本文利用四光纤探针技术对脉冲筛板萃取柱水力学性能进行了系统研究,并探讨了脉冲强度Af和两相表观流速(即连续相表观流速uc和分散相表观流速ud)等操作参数对脉冲筛板萃取柱水力学性能的影响规律。本文利用液-液两相流中的两相料液对光折射率的不同,在Lucas等人的气-液两相流模型的基础上,得到了可用于测量液-液两相流中分散相液滴真实速度的四光纤探针算法,并编写了相应的光纤信号处理程序,开发了一套完整的四光纤探针技术。通过该四光纤探针技术还可以得到液滴直径和脉冲萃取柱局部存留分数信息等相关信息。本文实验内容分为两个部分。第一部分以煤油作为分散相,去离子水作为连续相,利用四光纤探针技术对乳化区的脉冲筛板萃取柱水力学性能进行了测量,分别研究了Af、uc和ud等操作参数对脉冲筛板萃取柱水力学性能的影响规律。研究结果表明,在稳态运行下的脉冲萃取柱中,分散相液滴不是单纯的竖直向上运动,而是以一定角度向上运动,偏离竖直方向的角度分布在0°到60°之间,主要分布于20°到40°之间。脉冲强度是影响液滴速度的主要因素,分散相液滴的平均速度随着Af的增加而逐渐减小,随着uc的增加而缓慢减小,ud对平均速度的影响不明显。Af的增加使液滴平均索特直径d32减小,ud的增加会使d32增大,而uc的增加对d32的影响不明显。局部存留分数和平均存留分数的变化一致,都随着脉冲强度和两相表观流速的增加而增加。第二部分实验以40%正辛醇(煤油)为分散相,去离子水为连续相。实验结果表明:该体系下分散相液滴偏离竖直方向的角度分布在0°到70°之间,主要分布于30°到60°之间;同时该体系下脉冲萃取柱内的水力学性能参数变化趋势与煤油-水体系中的变化趋势基本一致。Af增加时,液滴平均速度和d32下降,存留分数增加。ud的增加使液滴索特直径和存留分数增加,对平均速度的影响不明显。uc的增加使液滴的平均速度逐渐减小,使存留分数增加,对液滴直径的影响不明显。
谢庭亮[4](2015)在《脉冲萃取柱水力学性能的实验与模拟研究》文中研究说明脉冲萃取柱是一种重要的化工设备,已经广泛应用于核燃料后处理厂中,关于其水力学性能及传质性能,已经进行了大量研究,但是其设计与放大一直是一个难题。研究单相流流场特性及两相流局部水力学性能(分散相存留分数、分散相液滴直径大小及分布、分散相液滴速度)对于脉冲萃取柱的设计与放大至关重要。因此,本文通过计算流体力学(CFD)软件Fluent14.5及三光纤探针技术对脉冲萃取柱单相流流场及两相流水力学性能进行了实验与模拟研究,主要包括以下三部分内容。第一部分:首先通过软件Fluent14.5对单相流流场特性进行了模拟研究,选取脉冲折流板萃取柱作为研究对象,通过CFD前处理软件Gambit2.4.6进行二维、三维建模,模拟分析了脉冲操作参数(振幅及频率)、萃取柱几何结构(板间距、柱径)对单相流速度场及湍动能场的影响,并将二维、三维模拟结果与文献实验数据进行了对比。第二部分:通过软件Fluent14.5对两相流存留分数及液滴直径进行了模拟研究,选取脉冲折流板萃取柱作为研究对象,连续相为33.5%TBP(tributyl phosphate)/HTP(hydrogen tetrapylene),分散相为1.95mol/L的硝酸水溶液,模拟分析了脉冲操作参数(振幅及频率)、萃取柱几何结构(板间距、柱径)对两相流存留分数、液滴直径大小及分布的影响,并将二维、三维模拟结果与文献实验数据进行了对比。第三部分:通过三光纤探针技术和软件Fluent14.5对两相流液滴速度进行了实验及模拟研究,以内径为38 mm的标准脉冲筛板萃取柱作为研究对象,两相逆流操作,以煤油和水作为两相流体系,其中水为连续相,煤油为分散相,实验测定了各操作参数(脉冲振幅、频率及两相表观流速)对液滴速度的影响,并通过软件Gambit2.4.6进行了二维全柱建模,运用软件Fluent14.5对各实验结果进行了模拟验证。研究结果表明,在脉冲折流板萃取柱中,脉冲操作参数及板间距对单相流流场特性影响较大,而柱径对单相流流场特性影响较小;分散相存留分数随着脉冲振幅增大略微增大,随脉冲频率增大明显增大,随板间距的减小而增大,随柱径的增大变化不明显;分散相液滴直径随脉冲操作参数增大而减小,且在脉冲速度较小时,随脉冲速度增大液滴直径减小地更快,另外,板间距增大液滴直径增大,柱径增大液滴直径增大。在脉冲筛板萃取柱中,三光纤测速实验结果表明,液滴速度随脉冲速度的增大而减小,连续相表观流速对液滴速度的影响不是很明显,液滴速度随分散相表观流速的增大而减小,模拟结果也验证了上述实验结果,两者平均偏差为24.2%,但还发现随着柱高的增加分散相速度不断增加。
周晴晴[5](2014)在《基于双欧拉方法的脉冲筛板萃取柱中液液两相流的数值实验与关联》文中认为脉冲筛板萃取柱是一种典型的多级萃取设备,广泛应用于石油化工、核化工、湿法冶金、医药生产等领域。深入研究脉冲筛板萃取柱内的两相流体力学特性,对设备操作性能的改进、设备结构的设计和放大以及实际操作条件的选择和优化等方面有着重大意义。本文借助计算流体力学软件Fluent对标准脉冲筛板萃取柱中水-正十二烷体系的两相流场进行CFD模拟计算。基于简化的二维几何模型采用前处理软件ICEM进行网格划分,湍流模型选用标准κ-ε模型,曳力模型选用球形曳力模型(SchillerandNauman模型),本文没有考虑分散相液滴的聚并与破碎行为,液滴直径设为常数2mm,采用压力-速度耦合求解器及SIMPLE离散算法对欧拉方程组进行求解计算。对不同操作条件(脉冲速度、连续相流率、分散相流率)下的两相流场进行了较为系统的CFD数值实验,计算结果表明:在一定的脉冲条件下,随着两相总流率的增大,脉冲筛板萃取柱内的两相操作逐渐从分散区过渡到液泛区,正常操作遭到破坏。在稳态操作条件下,分散相存留分数随分散相流率以及两相流比的增大而增大;分散相存留分数随连续相流率的增大而略微增大,基本上可以忽略其影响;分散相存留分数随脉冲速度的增大呈现出先增大后减小的趋势,但是变化趋势不是太明显。在非稳态操作条件下,分散相存留分数随两相流率、两相流比以及脉冲速度的增大呈现出较大的波动,没有明显的规律。通过CFD数值实验得到了不同操作条件下的分散相存留分数,采用Pratt关联式以及汪家鼎基于Pratt关联式提出的两个修正关联式对处于稳态操作区的分散相存留分数进行数据拟合。Pratt关联式预测分散相存留分数的偏差较大,最大偏差甚至高于10%;而汪家鼎提出的两修正关联式均能较为准确的预测分散相存留分数,适用于描述CFD模拟计算得到的脉冲筛板萃取柱中的两相流体力学行为。
宋琼[6](2013)在《群体平衡模型模拟φ38脉冲萃取柱水力学行为》文中研究说明液-液萃取是一种重要的化工分离技术,脉冲筛板萃取柱是核燃料循环的乏燃料后处理工程中的关键设备。脉冲筛板萃取柱内分散相存留分数的大小及其液滴尺寸分布等水力学性能对其传质和处理能力具有非常重要的影响。本文采用群体平衡模型描述柱内两相流体的流动,将分散相视为具有一定尺寸分布的球形液滴群,并充分考虑液滴间破裂、聚并等相互作用的影响。群体平衡方程以液滴体积为内部特征变量,时间为外坐标系并采用数值计算的方式进行求解。通过分析比较,本文选用矩积分方法对群体平衡方程进行求解,矩方法则是通过跟踪分布函数的积分量矩,并通过引入高斯积分假设解决矩方法的封闭性问题。本文研究停留时间和源项聚并、破裂参数对分散相存留分数和液滴的平均滴径的影响,并对S. Mohanty的部分工作以及Φ38mm脉冲筛板萃取柱中30%磷酸三丁酯(TBP)煤油-硝酸体系部分操作条件下的分散相存留分数及液滴平均滴径进行模拟。矩积分求解群体平衡模型过程中,通过求解范德蒙线性矩阵,确定了矩求解方法的10个特征体积,来表征液滴的体积分布。破裂及聚并率函数参考文献中经验关联式,计算得到存留分数及平均滴径的动态变化曲线。结果表明,所采用的模型及方法能够较好地预测分散相液滴行为。脉冲强度增加时,分散相停留时间增长,脉冲萃取柱在输出达到稳定时分散相液滴体积总体积更大,其达到平衡时的存留分数更大,这也与实际测量结果相符。该模型可以用来预测Φ38mm脉冲筛板萃取柱内存留分数、平均滴径大小及达到稳定的时间。
马帅[7](2013)在《φ38脉冲筛板柱硝酸传质及水力学性能研究》文中研究表明脉冲筛板柱是化工工艺中最重要的萃取设备之一,广泛应用于核燃料后处理中。分散相液滴直径、存留分数和总体积传质系数是衡量脉冲筛板柱工作性能的关键参数,对脉冲筛板柱的优化、放大有直接的影响。本论文研究了脉冲筛板柱的质量传递性能,对有传质条件下的脉冲筛板柱水力学性能(分散相液滴直径和存留分数)进行了探讨,并应用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件对脉冲筛板柱的内部流场信息作了模拟。实验所采用柱形为Φ38mm标准脉冲筛板柱,以30%TBP(磷酸三丁酯)/煤油—硝酸—水(硝酸浓度为3mol/L)为研究体系,水作为连续相、30%TBP/煤油作为分散相、硝酸作为溶质,萃取传递方向为连续相到分散相。实验分别采用照相法、体积置换法及稳态浓度剖面法对脉冲筛板柱中分散相液滴直径、存留分数和总体积传质系数进行测量,具体考察了连续相表观流速、分散相表观流速、脉冲强度、流比及总表观流速等操作条件对脉冲筛板柱液滴直径、存留分数和总体积传质系数的影响。实验研究表明:分散相液滴直径随着两相表观流速、总表观流速的增大而增大,随脉冲强度的增大而减小;连续相表观流速恒定时,液滴直径随流比增大而递增。分散相存留分数随两相表观流速、总表观流速和脉冲强度的增大而增大;连续相表观流速恒定时,流比增大,存留分数也随之增加。总体积传质系数随脉冲强度的增大而增大;两相表观流速增大时,总体积传质系数先增大,到达最大值以后,逐渐下降;连续相表观流速恒定时,增大流比,总体积传质系数先增大后减小。此外,分散相液滴直径呈正态分布,且不随操作条件的变化而发生改变。根据对脉冲筛板柱中液滴直径、存留分数和总体积传质系数影响因素的分析,结合实际情况,分别拟合得到了d32、φ和Koxa的关联式:d32=0.0016ux0.97uy1.96(Af)-0.59(ux+uy)-2.79、φ=49.71ux-0.42uy(0.52Af1.35、Koxa=5.45ux0.51uy0.71(Af)0.07,计算值与实验值的相对误差分别为15%、20%、35%。通过这三个关联式,可以对脉冲筛板柱的水力学和传质性能作出一定的预测。与30%TBP(磷酸三丁酯)/煤油—水无传质实验体系下的脉冲筛板柱的水力学性能对比分析发现,无传质条件下的分散相液滴直径和存留分数均较有传质条件下略高,不能简单地将无传质条件下的结论应用于有传质条件下的实验研究工作。CFD模拟发现,两相流体进入萃取柱中,连续相流速是不断增大的,分散相流速受脉冲影响开始较快,后逐渐趋于均匀,两相径向流速均呈一定分布规律,离柱壁越近,流速越慢;连续相和分散相在筛板段中分布较均匀,分散相体积分布较小。
陈延鑫,何辉,唐洪彬,张春龙,于婷[8](2012)在《后处理工艺Purex流程计算机模拟研究现状及展望》文中提出利用与Purex流程相关的基础数据,开展Purex流程计算机模拟研究并形成模拟程序,能够开展工艺条件分析和工艺优化工作,具有重要的应用价值。国外对于此类研究开展的较早,在分配比模型研究上形成了以Richardson模型为代表的半理论模型;混合澄清槽和脉冲萃取柱的计算机模拟也分别在全混模型和扩散模型的基础上开展了大量的研究工作,形成了较多的模拟程序。我国开展此类研究稍晚,仅在分配比模型和混合澄清槽模拟方面开展了部分研究工作,与国外存在较大的差距。
李杰[9](2012)在《脉冲筛板柱液液两相流分散相液滴行为研究》文中指出液滴直径和分布问题是脉冲萃取的重要的问题之一,脉冲筛板萃取柱内分散相液滴的行为与脉冲筛板萃取柱的设计、萃取柱内两相的热量传递、质量传递以及脉冲萃取的效率都密切相关,研究液液两相流分散相液滴的分布规律,寻找预测液滴大小的关联式对于脉冲萃取具有非常重大的意义。本课题主要研究了脉冲筛板萃取柱内液液两相流分散相液滴的大小和分布,采用非接触测量方法(快速照相法)测量液滴的尺寸,通过编写Linux环境下的相机驱动程序,控制相机获取了萃取柱两相流动分散相液滴流动状态的照片,使用自行编写的液滴直径提取软件获取液滴的直径。通过对提取的直径数据分析,发现乳化区状态下的液滴直径的变化规律与文献中描述的混合澄清区和分散区的液滴行为不一致。当两相流动处于乳化区时,液滴的Sauter平均直径变化随着体系的不同而不同,在水/正十二烷体系中,液滴Sauter平均直径随着脉冲振动速度波动;而在水/磷酸三丁酯(30%)+正十二烷(70%)体系中,液滴Sauter平均直径随着脉冲振动速度的增加先增加而后下降;在0.5mol/L HNO3/磷酸三丁酯(30%)+正十二烷(70%)体系中,液滴Sauter平均直径随着脉冲振动速度的增加而变化不大而后急剧增加最后下降。对于液滴Sauter平均直径随流率比的变化规律较为明显,在不同的体系中,在相同的频率和连续相流率下,液滴Sauter平均直径随着连续相流率与分散相流率比值的增加而减小。对图像处理软件得到的大量液滴直径数据进行统计学分析,即运用液滴直径分布直方图、类型分布检验以及概率函数拟合,发现在乳化区状态下的液滴分布符合对数正态分布。根据Hartland等提出的脉冲筛板柱内液滴尺寸关联式,拟合得到式中各参数,发现其预测液滴直径的偏差较大,因此提出修正的Hartland关联式(通过添加流率比项),并发现修正的Hartland关联式能较为准确的预测液滴直径。
马海燕[10](2012)在《脉冲筛板萃取柱存留分数研究》文中研究说明脉冲筛板萃取柱自被引入到普雷克斯流程以来,在核燃料后处理领域得到了广泛的应用。存留分数作为脉冲筛板萃取柱设计的重要基础数据之一,得到了广泛的研究。随着其它学科日益发展,脉冲筛板萃取柱水力学研究方法和理论也得到不断创新。其中CFD能很好的克服理论分析和实验研究的弱点而被用于各种化工设备。为了加深对脉冲筛板萃取柱水力学方面CFD研究,本研究通过实验及CFD对脉冲筛板萃取柱中存留分数进行了研究。实验在内径为38mm的脉冲萃取筛板柱中进行,以30%磷酸三丁酯/煤油为连续相,水为分散相,利用体积置换法测定了流比为14时分散相的存留分数,研究了脉冲强度、两相表观流速、流比对脉冲筛板萃取柱中分散相存留分数的影响。根据分散相存留分数受操作参数的影响分析,拟合实验测得数据得到了适合本实验范围内的两个关联式φ=4.0639(Af)0.4435(ud+uc)0.2145ud0.2601uc0.0539或φ=3.9483(Af)0.4436(ud+uc)0.3634ud0.1625。得到的两个关联式都能较好地对实验范围内分散相存留分数进行预测,相对误差在10%内。借助CFD下的fluent软件建立了脉冲筛板萃取柱的简化模型,采用标准k-ε湍流模型和欧拉多相流模型,对脉冲筛板萃取柱中流体的水力学性能进行了二维及三维数值模拟。结果表明:二维模拟结果值较实验值都偏小,相对误差为15%,三维模拟结果与实验结果吻合性较二维好,相对误差为10%;分析模拟得到的平均存留分数与操作参数之间的关系可以得到与实验结论相吻合的结果,即脉冲筛板萃取柱中平均存留分数随分散相表观流速、两相总表观流速及脉冲强度的增大而增大,而受两相表观流速及流比的影响小;根据构建二维模型、三维模型时采用不同的简化手段,二维模型能较好地给出分散相存留分数随柱高的变化情况,三维模型能较全面地得到脉冲筛板萃取柱中流场的信息。
二、脉冲筛板萃取柱中30%TRPO-煤油/硝酸体系流体力学性能研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脉冲筛板萃取柱中30%TRPO-煤油/硝酸体系流体力学性能研究(论文提纲范文)
(1)新型脉冲萃取塔的流体力学特性与传质过程研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 常见萃取设备 |
1.1.1 萃取设备类型 |
1.1.2 塔式萃取设备改进 |
1.2 脉冲萃取塔的流体力学特性 |
1.2.1 分散相液滴直径 |
1.2.2 分散相存留分数 |
1.2.3 不同操作区域的流动特性 |
1.2.4 特性速度 |
1.2.5 液泛速度 |
1.3 轴向混合 |
1.3.1 轴向混合产生原因 |
1.3.2 轴向混合的测定 |
1.3.3 轴向混合研究 |
1.4 脉冲萃取塔的传质性能 |
1.4.1 萃取塔传质模型 |
1.4.2 总体积传质系数与传质单元高度 |
1.5 脉冲萃取塔研究进展 |
1.5.1 脉冲筛板萃取塔 |
1.5.2 脉冲板环型折流板萃取塔 |
1.5.3 脉冲填料萃取塔 |
1.5.4 “L”型脉冲萃取塔 |
1.6 研究内容与意义 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 研究意义 |
第2章 实验装置与实验方法 |
2.1 实验装置 |
2.1.1 锥形穿流塔板 |
2.1.2 脉冲萃取柱 |
2.1.3 空气脉冲系统 |
2.2 实验试剂与仪器 |
2.3 实验体系 |
2.4 操作变量的标定 |
2.4.1 实际流量的标定 |
2.4.2 脉冲振幅与频率的标定 |
2.5 实验方法 |
2.5.1 液滴直径的测量 |
2.5.2 存留分数的测定 |
2.5.3 液泛速度的测定 |
2.5.4 轴向混合系数的计算 |
2.5.5 平衡关系式的测定 |
2.5.6 溶质守恒检验 |
2.5.7 传质性能的计算 |
2.6 本章小结 |
第3章 流体力学特性分析与讨论 |
3.1 分散相液滴直径 |
3.1.1 脉冲强度对液滴直径的影响 |
3.1.2 两相流速对液滴直径的影响 |
3.2 分散相存留分数 |
3.2.1 脉冲强度对存留分数的影响 |
3.2.2 两相流速对存留分数的影响 |
3.3 特性速度 |
3.3.1 特性速度的计算 |
3.3.2 脉冲强度对特性速度的影响 |
3.4 液泛特性 |
3.4.1 液泛曲线图 |
3.4.2 流比对液泛通量的影响 |
3.4.3 脉冲强度对液泛通量的影响 |
3.5 轴向混合特性 |
3.5.1 脉冲强度对轴向混合的影响 |
3.5.2 连续相流速对轴向混合的影响 |
3.5.3 分散相流速对轴向混合的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 传质性能分析与讨论 |
4.1 表观传质单元高度 |
4.1.1 脉冲强度对表观传质单元高度的影响 |
4.1.2 两相流速对表观传质单元高度的影响 |
4.1.3 传质性能的对比 |
4.2 真实总体积传质系数 |
4.2.1 脉冲强度对真实总体积传质系数的影响 |
4.2.2 两相流速对真实总体积传质系数的影响 |
4.3 分散传质单元高度 |
4.3.1 脉冲强度对H_(ocD)/H_(oc)的影响 |
4.3.2 两相流速对H_(ocD)/H_(oc)的影响 |
4.4 萃取塔传质数学模型 |
4.4.1 模型的建立 |
4.4.2 模型的求解 |
4.4.3 两相出口浓度预测 |
4.4.4 萃取塔模型浓度分布 |
4.5 本章小结 |
第5章 经验关联式的建立 |
5.1 液滴直径关联式 |
5.2 存留分数关联式 |
5.3 特性速度的计算 |
5.4 液泛通量的预测 |
5.4.1 理论计算法 |
5.4.2 经验关联式 |
5.5 轴向混合系数关联式 |
5.6 总体积传质系数的计算 |
5.7 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
符号、缩写清单 |
参考文献 |
作者简历 |
(2)新型脉冲萃取塔存留分数与特性速度(论文提纲范文)
1实验部分 |
1.1实验装置 |
1.2 实验方法 |
2结果与讨论 |
2.1 分散相存留分数 |
2.2 特性速度 |
3结论 |
符号说明 |
(3)四光纤探针对脉冲筛板萃取柱水力学性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 脉冲萃取柱 |
1.2.1 脉冲萃取柱的结构 |
1.2.2 脉冲筛板萃取柱的水力学性能 |
1.2.2.1 分散相液滴直径和液滴速度 |
1.2.2.2 分散相存留分数 |
1.2.2.3 液泛现象 |
1.2.3 脉冲萃取柱操作特性区间 |
1.2.4 脉冲萃取柱在后处理的应用现状 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 分散相液滴速度研究现状 |
1.3.2 分散相液滴尺寸研究现状 |
1.3.3 分散相存留分数研究现状 |
1.3.4 四探针技术研究现状 |
1.4 本文研究主要内容 |
第2章 实验装置与材料 |
2.1 脉冲筛板萃取柱 |
2.1.1 主体结构 |
2.1.2 脉冲系统 |
2.1.3 两相进料系统 |
2.2 四光纤探针检测系统 |
2.2.1 光纤两相流系统 |
2.2.2 光纤探针部分 |
2.2.3 电脑终端部分 |
2.3 实验内容与实验步骤 |
2.3.1 实验内容 |
2.3.2 实验步骤 |
2.4 本章小结 |
第3章 四光纤探针测量方法与数据处理 |
3.1 光纤探针技术的基本原理 |
3.2 四光纤探针的制备 |
3.2.1 四光线探针的制作步骤 |
3.2.2 四光纤探针固有参数的测量方法 |
3.2.3 四光纤探针的测量范围 |
3.3 四光纤探针技术对脉冲筛板萃取柱水力学性能的测量算法 |
3.3.1 分散相液滴速度算法 |
3.3.2 分散相液滴直径算法 |
3.3.3 存留分数算法 |
3.3.3.1 局部存留分数的测量 |
3.3.3.1 平均存留分数的测量 |
3.4 光纤信号的数据处理 |
3.4.1 光纤信号的预处理 |
3.4.2 有效信号的筛选 |
3.4.3 算法运算过程 |
3.4.4 数据处理软件程序图 |
3.5 本章小结 |
第4章 煤油-水体系实验结果与讨论 |
4.1 脉冲强度对水力学性能的影响 |
4.2 分散相表观流速对水力学性能的影响 |
4.3 连续相表观流速对水力学性能的影响 |
4.4 实验结果对比分析 |
4.4.1 分散相液滴速度对比分析 |
4.4.2 分散相液滴尺寸对比分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 40%正辛醇(煤油)-水体系实验结果与讨论 |
5.1 脉冲强度对水力学性能的影响 |
5.2. 分散相表观流速对水力学性能的影响 |
5.3 连续相表观流速对水力学性能的影响 |
5.4 两种体系的数据对比 |
5.5 本章小结 |
结论 |
符号说明 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(4)脉冲萃取柱水力学性能的实验与模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.1.1 液液萃取技术简介 |
1.1.2 后处理萃取设备介绍 |
1.2 脉冲萃取柱水力学性能实验研究 |
1.2.1 分散相存留分数 |
1.2.1.1 脉冲筛板萃取柱存留分数 |
1.2.1.2 脉冲折流板萃取柱存留分数 |
1.2.2 分散相液滴直径 |
1.2.2.1 脉冲筛板萃取柱液滴直径 |
1.2.2.2 脉冲折流板萃取柱液滴直径 |
1.3 CFD在脉冲萃取柱中的应用 |
1.3.1 CFD在脉冲筛板萃取柱中应用 |
1.3.2 CFD在脉冲折流板萃取柱中应用 |
1.4 光纤探针技术原理及其应用 |
1.4.1 光纤探针技术在液液两相流中应用 |
1.5 本文研究主要内容 |
第2章 脉冲萃取柱单相流CFD模拟 |
2.1 设备与体系描述 |
2.2 几何建模及网格划分 |
2.3 计算模型及参数设置 |
2.3.1 模型选择 |
2.3.2 边界条件 |
2.3.3 求解计算 |
2.4 二维模拟结果分析与讨论 |
2.4.1 单相流速度场 |
2.4.2 单相流湍动能场 |
2.4.3 脉冲对单相流流场的影响 |
2.4.3.1 脉冲对单相流速度场的影响 |
2.4.3.2 脉冲对单相流湍动能场的影响 |
2.4.4 板间距对单相流流场的影响 |
2.4.4.1 板间距对单相流速度场的影响 |
2.4.4.2 板间距对单相流湍动能场的影响 |
2.4.5 柱径对单相流流场的影响 |
2.4.5.1 柱径对单相流速度场的影响 |
2.4.5.2 柱径对单相流湍动能场的影响 |
2.5 三维模拟结果分析与讨论 |
2.5.1 湍流模型对单相流流场的影响 |
2.5.2 柱壁与环形挡板间隙对单相流流场的影响 |
2.5.3 三维与二维模拟结果比较 |
2.5.3.1 三维与二维速度场的比较 |
2.5.3.2 三维与二维湍动能场的比较 |
2.6 本章小结 |
第3章 两相流存留分数及液滴直径CFD模拟 |
3.1 设备与体系描述 |
3.2 几何建模及网格划分 |
3.3 计算模型及参数设置 |
3.3.1 模型选择 |
3.3.2 边界条件 |
3.3.3 求解计算 |
3.4 存留分数二维模拟结果分析与讨论 |
3.4.1 脉冲对存留分数的影响 |
3.4.2 液滴直径对存留分数的影响 |
3.4.3 板间距对存留分数的影响 |
3.4.4 柱径对存留分数的影响 |
3.5 存留分数三维模拟结果分析与讨论 |
3.5.1 三维与二维存留分数模拟结果比较 |
3.6 液滴直径二维模拟结果分析与讨论 |
3.6.1 脉冲强度对液滴直径的影响 |
3.6.2 板间距对液滴直径的影响 |
3.6.3 柱径对液滴直径的影响 |
3.7 液滴直径三维模拟结果分析与讨论 |
3.7.1 三维与二维模拟液滴直径结果比较 |
3.8 本章小结 |
第4章 两相流液滴速度的实验测量及CFD模拟 |
4.1 实验设备和体系 |
4.1.1 实验设备 |
4.1.1.1 脉冲筛板柱 |
4.1.1.2 脉冲发生装置 |
4.1.1.3 光纤探测设备 |
4.1.1.4 两相供料设备 |
4.1.2 实验体系 |
4.2 实验操作条件 |
4.3 实验操作步骤 |
4.3.1 三光纤探针制作 |
4.3.2 两相流参数测量 |
4.4 实验数据处理 |
4.4.1 数据预处理 |
4.4.2 局部存留分数求解 |
4.4.3 液滴速度及液滴直径求解 |
4.4.3.1 剔除无相关信号 |
4.4.3.2 计算液滴速度 |
4.4.3.3 液滴直径d的求解 |
4.5 CFD模拟设置 |
4.5.1 几何建模及网格划分 |
4.5.2 计算模型及参数设置 |
4.5.2.1 模型选择 |
4.5.2.2 边界条件 |
4.5.2.3 求解设置 |
4.6 结果分析与讨论 |
4.6.1 实验结果分析与讨论 |
4.6.2 液滴速度关系式拟合 |
4.6.3 模拟结果分析与讨论 |
4.6.3.1 分散相速度结果分析与讨论 |
4.6.3.2 分散相液滴直径结果分析与讨论 |
4.6.3.3 分散相存留分数结果分析与讨论 |
4.6.3.4 模拟结果与实验结果对比 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
符号说明 |
(5)基于双欧拉方法的脉冲筛板萃取柱中液液两相流的数值实验与关联(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 脉冲筛板萃取柱 |
1.1.1 脉冲筛板萃取柱的结构 |
1.1.2 脉冲筛板萃取柱的操作特性 |
1.2 脉冲筛板萃取柱的研究进展 |
1.2.1 液泛 |
1.2.2 分散相存留分数 |
1.2.3 分散相液滴直径 |
1.3 计算流体力学(CFD)及其在脉冲筛板萃取柱研究中的应用 |
1.3.1 计算流体力学(CFD)的最新进展 |
1.3.2 计算流体力学(CFD)在脉冲筛板萃取柱研究中的应用 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 数学模型选择与计算设置 |
2.1 计算流体力学理论基础 |
2.1.1 计算流体力学基本方程 |
2.1.2 两相流模型 |
2.1.3 湍流模型 |
2.1.4 相间作用力模型 |
2.2 数学模型选择 |
2.3 几何建模及网格划分 |
2.3.1 几何建模 |
2.3.2 网格划分 |
2.4 计算设置及模型求解 |
2.4.1 边界条件和初始条件设置 |
2.4.2 模型求解 |
2.5 本章小结 |
第3章 脉冲筛板萃取柱CFD模拟计算结果分析 |
3.1 脉冲筛板萃取柱的模拟方案 |
3.2 稳态操作 |
3.2.1 连续相速度分布 |
3.2.2 分散相速度分布 |
3.2.3 分散相存留分数分布 |
3.3 非稳态操作 |
3.3.1 连续相速度分布 |
3.3.2 分散相速度分布 |
3.3.3 分散相存留分数分布 |
3.4 本章小结 |
第4章 不同操作条件对分散相存留分数的影响 |
4.1 不同操作条件对分散相存留分数的影响 |
4.1.1 分散相流率对存留分数的影响 |
4.1.2 连续相流率对分散相存留分数的影响 |
4.1.3 脉冲速度对分散相存留分数的影响 |
4.1.4 两相流比对分散相存留分数的影响 |
4.2 分散相存留分数关联 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录A |
附录B |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(6)群体平衡模型模拟φ38脉冲萃取柱水力学行为(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.2 脉冲筛板萃取柱结构及性能简介 |
1.2.1 脉冲筛板萃取柱各种操作工况 |
1.2.2 脉冲筛板萃取柱水力学性能及其实验研究 |
1.3 液-液萃取器的模拟研究方法 |
1.3.1 经验关联法 |
1.3.2 分级模型 |
1.3.3 微分接触模型 |
1.4 脉冲筛板萃取柱水力学性能模拟研究进展 |
1.5 本文研究对象 |
第2章 群体平衡模型及求解方法 |
2.1 群体平衡模型的概念 |
2.2 群体平衡模型的求解方法 |
2.2.1 直接离散方法 |
2.2.2 Monte Carlo 方法 |
2.2.3 矩方法 |
2.3 计算流体力学方法 |
2.4 本文研究内容与目标 |
2.5 本章小结 |
第3章 采用群体平衡模型的模拟过程 |
3.1 群体平衡的形式 |
3.2 源项的形式 |
3.3 群体平衡方程中的参数问题 |
3.3.1 聚并率的考虑 |
3.3.2 破裂率的考虑 |
3.3.3 破裂子液滴分布函数的考虑 |
3.3.4 液滴停留时间分布函数的考虑 |
3.4 分散相液滴初始分布的考虑 |
3.5 本章小结 |
第4章 模拟实验及结果讨论 |
4.1 聚并过程的模拟计算 |
4.2 破裂过程的模拟计算 |
4.3 对脉冲萃取柱的模拟计算 |
4.3.1 模型Ⅰ |
4.3.2 模型Ⅱ |
4.4 Φ38 脉冲萃取柱的模拟计算 |
4.4.1 群体平衡模型模拟计算 |
4.4.2 模拟结果的对比分析 |
4.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
(7)φ38脉冲筛板柱硝酸传质及水力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.1.1 乏燃料后处理 |
1.1.2 PUREX 流程及萃取设备 |
1.1.3 TBP 萃取硝酸行为 |
1.2 脉冲筛板柱 |
1.2.1 脉冲筛板柱的结构和操作特性 |
1.2.2 脉冲筛板柱的水力学性能 |
1.2.3 脉冲筛板柱的传质特性 |
1.2.4 脉冲筛板柱传质特性的影响因素 |
1.3 萃取柱传质模型 |
1.3.1 柱塞流模型 |
1.3.2 轴向扩散模型 |
1.4 脉冲筛板柱 CFD 模拟简介 |
1.5 国内外萃取柱传质研究 |
1.6 本文主要研究内容 |
第2章 实验过程及数据处理 |
2.1 实验设备和体系 |
2.1.1 实验设备 |
2.1.2 实验体系 |
2.1.3 实验操作条件 |
2.2 实验测量方法 |
2.2.1 分散相液滴直径测量 |
2.2.2 分散相存留分数测量 |
2.2.3 总体积传质系数测量 |
2.3 数据处理方法 |
2.3.1 分散相液滴直径数据处理 |
2.3.2 分散相存留分数数据处理 |
2.3.3 总体积传质系数数据处理 |
2.4 CFD 模拟设置 |
2.4.1 网格结构及划分 |
2.4.2 计算模型 |
2.4.3 边界条件 |
2.5 本章小结 |
第3章 脉冲筛板柱水力学实验研究 |
3.1 脉冲筛板柱液滴直径影响因素研究 |
3.1.1 两相表观流速对液滴直径的影响 |
3.1.2 脉冲强度对液滴直径的影响 |
3.1.3 流比对液滴直径的影响 |
3.1.4 液滴直径分布 |
3.2 脉冲筛板柱存留分数影响因素研究 |
3.2.1 两相表观流速对存留分数的影响 |
3.2.2 脉冲强度对存留分数的影响 |
3.2.3 流比对存留分数的影响 |
3.3 分散相液滴直径和存留分数关联式拟合 |
3.3.1 分散相液滴直径关联式 |
3.3.2 分散相存留分数关联式 |
3.4 有、无传质条件下分散相液滴直径和存留分数比较 |
3.5 本章小结 |
第4章 脉冲筛板柱传质过程实验研究 |
4.1 脉冲筛板柱总体积传质系数影响因素研究 |
4.1.1 两相表观流速对 K_(ox)a 的影响 |
4.1.2 脉冲强度对 K_(ox)a 的影响 |
4.1.3 流比对 K_(ox)a 的影响 |
4.2 总体积传质系数关联式拟合 |
4.3 数值计算结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 CFD 模拟结果及分析 |
5.1 两相流速分布 |
5.2 两相体积分数分布 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
符号说明 |
(8)后处理工艺Purex流程计算机模拟研究现状及展望(论文提纲范文)
1 Purex流程计算机模拟体系概述 |
2 分配比模型 |
2.1 半理论模型 |
2.2 拟合模型[10] |
2.3 国内情况 |
3 级式萃取设备模拟 |
4 微分式萃取设备模拟 |
5 结论与展望 |
(9)脉冲筛板柱液液两相流分散相液滴行为研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 脉冲筛板萃取柱 |
1.3 脉冲筛板萃取柱的研究进展 |
1.3.1 液泛 |
1.3.2 存留分数 |
1.3.3 脉冲筛板萃取柱中的液滴直径 |
1.4 非接触测量 |
1.4.1 测量方法 |
1.4.2 相机测量原理 |
1.5 研究内容 |
1.5.1 液滴直径的影响因素 |
1.5.2 液滴直径分布和关联式 |
第2章 实验部分 |
2.1 药品和仪器 |
2.2 实验方案 |
2.3 实验步骤 |
2.4 相机驱动程序编写 |
2.5 相机标定 |
2.6 液滴直径提取软件的编写 |
2.6.1 图像处理的常用算法 |
2.6.2 程序实现 |
2.7 小结 |
第3章 实验结果与分析 |
3.1 当量直径 |
3.2 脉冲振动速度对于液滴 Sauter 平均直径的影响 |
3.3 两相流比对 Sauter 平均直径的影响 |
3.4 小结 |
第4章 液滴大小分布与关联 |
4.1 概述 |
4.2 液滴尺寸大小分布 |
4.2.1 液滴尺寸大小分布直方图 |
4.2.2 液滴直径分布检验 |
4.2.3 液滴尺寸大小的概率函数拟合 |
4.3 液滴直径的模型关联 |
4.3.1 模型的提出 |
4.3.2 模型参数求解算法 |
4.3.3 模型参数求解 |
4.3.4 模型的修正 |
4.4 小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 A |
附录 B |
附录 C |
致谢 |
(10)脉冲筛板萃取柱存留分数研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 概述 |
1.1.1 乏燃料后处理简介 |
1.1.2 脉冲筛板萃取柱 |
1.2 脉冲筛板萃取柱水力学性能 |
1.2.1 两相流动特性方程 |
1.2.2 分散相存留分数 |
1.3 CFD 基本理论及其应用 |
1.3.1 CFD 简介 |
1.3.2 基本控制方程 |
1.3.3 CFD 商用软件的选择 |
1.4 本课题主要研究内容 |
第2章 实验及 CFD 模拟方案 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验设备及实验体系 |
2.1.1.1 脉冲筛板萃取柱 |
2.1.1.2 机械脉冲发生系统 |
2.1.1.3 两相液料输送系统 |
2.1.1.4 液滴拍摄设备 |
2.1.1.5 实验体系 |
2.1.2 实验方案 |
2.1.2.1 频率及振幅测量 |
2.1.2.2 存留分数的测量 |
2.1.2.3 液滴直径测量 |
2.1.2.4 液泛点的判断 |
2.1.3 实验操作条件 |
2.2 模拟部分 |
2.2.1 几何模型及其网格划分 |
2.2.1.1 二维轴对称模型 |
2.2.1.2 三维模型 |
2.2.2 计算模型 |
2.2.3 边界条件 |
2.2.4 初始条件 |
2.2.5 求解方法及控制 |
2.2.5.1 求解器的比较与选择 |
2.2.5.2 计算模式及运行环境的选择 |
2.2.5.3 求解控制 |
2.3 本章小结 |
第3章 实验结果与讨论 |
3.1 操作参数对存留分数的影响 |
3.1.1 分散相表观流速对存留分数的影响 |
3.1.2 连续相表观流速对存留分数的影响 |
3.1.3 两相总表观流速对存留分数的影响 |
3.1.4 脉冲强度对存留分数的影响 |
3.1.5 流比对存留分数的影响 |
3.2 存留分数的关联 |
3.2.1 存留分数关联式拟合 |
3.2.2 存留分数关联式验证 |
3.3 特性速度关联 |
3.4 本章小结 |
第4章 模拟结果与讨论 |
4.1 存留分数随时间的变化 |
4.2 不同操作条件下存留分数 |
4.2.1 脉冲强度对存留分数的影响 |
4.2.2 两相表观流速对存留分数的影响 |
4.3 模拟结果验证 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
符号说明 |
附录一 |
附录二 |
附录三 |
四、脉冲筛板萃取柱中30%TRPO-煤油/硝酸体系流体力学性能研究(论文参考文献)
- [1]新型脉冲萃取塔的流体力学特性与传质过程研究[D]. 王涛. 浙江大学, 2021(01)
- [2]新型脉冲萃取塔存留分数与特性速度[J]. 王涛,王成习. 化工进展, 2021(05)
- [3]四光纤探针对脉冲筛板萃取柱水力学性能的研究[D]. 袁誉坤. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [4]脉冲萃取柱水力学性能的实验与模拟研究[D]. 谢庭亮. 哈尔滨工程大学, 2015(06)
- [5]基于双欧拉方法的脉冲筛板萃取柱中液液两相流的数值实验与关联[D]. 周晴晴. 哈尔滨工程大学, 2014(03)
- [6]群体平衡模型模拟φ38脉冲萃取柱水力学行为[D]. 宋琼. 哈尔滨工程大学, 2013(05)
- [7]φ38脉冲筛板柱硝酸传质及水力学性能研究[D]. 马帅. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [8]后处理工艺Purex流程计算机模拟研究现状及展望[J]. 陈延鑫,何辉,唐洪彬,张春龙,于婷. 核化学与放射化学, 2012(04)
- [9]脉冲筛板柱液液两相流分散相液滴行为研究[D]. 李杰. 哈尔滨工程大学, 2012(02)
- [10]脉冲筛板萃取柱存留分数研究[D]. 马海燕. 哈尔滨工程大学, 2012(04)