大流比条件下脉冲筛板柱流体力学性能的研究--《核科学与工程》1987年Z1期
大流比条件下脉冲筛板柱流体力学性能的研究
【摘要】：本文在直径5厘米的空气脉冲柱中,用30％TBP(煤油)-1MHNO3平衡体系,研究了两相流比(分散相流量/连续相流量)从0.9到19.6条件下的流体力学特性。结果表明:柱内流动状态稳定,分散良好,有满意的液泛负荷。液泛流速随流比增大而减小;分散相存留分数只是两相表观流速和脉冲强度的函数,而与流比无关。并对存留分数和液泛速度进行了数学关联。
【作者单位】：
【关键词】：
【正文快照】：
一引古 、了行「江 由于脉冲筛板萃取柱具有物料滞留量小,传质效率高,界面污物易于清除和操作简便等优点〔”,已广泛用于湿法冶金、环境保护、食品、制药、同位素分离及核燃料后处理等领域的分离过程。实际工艺过程中,所用的两相流比(vd/vc)一般为1:1到5:1「2’。对于通常情
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Φ38脉冲筛板柱硝酸传质及水力学性能研究
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和Koxa的关联式:d32=0.uy1.96(Af)-0.59(ux+uy)-2.79=49.71ux-0.42uy0.52(Af)1.35、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。
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【正文快照】：
一、概述 目前,脉冲筛板柱在原子能化工和精细化工等领域中已得到了广泛的应用〔‘2’。国内外对其两相流体力学、传质特性和轴向混合等问题也进行了系统的研究〔3一‘”’。然而,由于问题的复杂性,当脉冲筛板柱用于一个新的体系时,仍有必要进行适当的实验研究。 用溶剂萃取
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