Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 32

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 136 >> Следующая

г. Характеристическое давление Рс обратно пропорционально квадратному корню из молекулярной массы, так что для разделения тяжелых изотопов газовая диффузия оказывается менее эффективной, чем для легких. Для разделения различных изотопных смесей на данном пористом фильтре действует закон подобия
Р/Рс = const [Я У М. /(г\ Ут)\, (3.72)
который часто оказывается полезным при испытаниях пористых фильтров (см. разд. 3.4.1).
д. Для неизотопной газовой смеси, например смеси UF6 с азотом, характеристическое давление Рг зависит от концентрации (мольной доли). Даже в том случае, когда легкий газ присутст-
Рис. 3.7. Разделительная эффективность стеклянного капилляра радиусом 4,907 мкм [3.76]:
X — экспериментальные данные: I и 3 — два варианта теории Маллинга; 2 — теория Презента — Де-Бетюна, модифицированная по формуле (3.61): 4 — первоначальная тео-
рия Презента — Де-Бетюна
79
вует в малом количестве, закон подобия (3.72) уже не будет применимым [3.122]: (М)у и r\(N) будут сохранять значения, соответствующие UF6, но значение выражения [1 + (ао—1) (1—v)]~a0 в (3.66) будет изменяться в пределах от 1 до 3,6. Кстати, в очистительном каскаде (см. разд. 3.4.4) значения { М)х, r\(N), а с ними и разделительная эффективность S будут также изменяться от ступени к ступени даже в том случае, если все ступени этого каскада будут оснащены одинаковыми пористыми фильтрами и если они будут работать при одних и тех же температуре и давлении.
е. Характеристическое давление Л-(Рк)—убывающая функция Рк-, пока коэффициент превышает значение 0,38^) '2, для которого он максимален (изотопный случай); в реальных условиях разделения проницаемость падает, а разделительная эффективность растет с увеличением доли обратного рассеяния; при зеркальном отражении — противоположная ситуация (см. разд. 3.1.7).
ж. Для разделительной эффективности пористого фильтра, например, если Р/, = 0 [3.118, 3.123],
S(~f, 0)-(1 + 0,662 к, 4-0,338г2,)-1 ^ 2" V. (3.73)
В формуле (3.73) я,—другое приведенное давление Pi/Pso- Рso — давление Pj на входе в фильтр, для которого S(Pf, 0) = 0,50. Бо-санке [3.26, 3.107] предложил для S приближенную формулу, справедливую при л/,=+0:
S(V « (1 - г)/,1 + (1 - r)-f] ^ SQ [1 + (ЛЯ, Я 0); -1. (3.74)
Далее, если в формуле (3.54) можно пренебречь неделящим невязким потоком, то для S получается следующее часто используемое выражение [3.25, 3.26, 3.28, 3.124]:
S (Рг Р„) (1 - Г:И1 + (1 - Г2) Рр 2Я0] =
=-S0/[l +(1 П±Р 2Я„;. (3.75)
Эти выражения для S содержат характеристические давления Р&о [в (3.73), (3.74)] и Р0 [в (3.75)], отличающиеся от Рс. Например, при разделении изотопной смеси в длинном капилляре круглого сечения с диффузным отражением давление Р50 равно 0,1834 Ро [3.118] или 0,7145 Рс в соответствии с формулой (3.68). Начальные наклоны S(AP)/S0 при АР = 0 тогда соответственно равны: 0,927/Рс в формуле (3.73), 1,400/Рс в (3.74) и
0,1284(1 — г)/Рс в (3.75). Они существенно отличаются от начального наклона 1 /Рс в формуле (3.67) для S/So, с высокой точностью аппроксимирующей при низких значениях S.P теоретическую разделительную эффективность пористого фильтра (3.63) [в соответствии с (3.70) погрешность составляет меньше чем 0,001 %, если А/3<10,01 Рс]. В разд. 3.2.4 будет показано, что формула (3.75) дает значения оптимального давления ступени, сильно расходящиеся со значениями, соответствующими формуле (3.67).
?0
Другие теории разделения. Босанке (3.107) независимо нашел для разделительной эффективности пористого фильтра выражение, аналогичное (3.63), получив сначала формулы для числа столкновений и относительной длины среднего свободного пробега при переносе массы и импульса в длинном капилляре, справедливые в широком диапазоне чисел Кнудсена.
По аналогичному методу Б. В. Дерягин рассматривал переходный поток простого газа через слой шариков [3.34, 3.71 J; позднее Бретон и Массиньон [3.72] применили такой же метод к теории разделения изотопов, получив для разделительной эффективности пористого фильтра формулу (3.63) с очень сложной функцией Fo(P) и характеристическим давлением
' 32(2-3(1*)
а
(3.76)
В формуле (3.76) цс= (1+4//9) означает коэффициент рА- для свободномолекулярного потока при диффузно-зеркальном отражении на стенках слоя шариков, а 1 — ^?=0,586— максвелловский коэффициент сохраняемости скоростей [3.54]. Здесь характеристическое давление медленно уменьшается с ростом отношения давлений r = Pb/Pf. При полной аккомодации тангенциального импульса на стенке (/==1) и г = 0 формула (3.76) дает Рс —
— 2,6РК/а. сравнение с формулой (3.71) показывает, что при одинаковом гидравлическом радиусе значение Рс для слоя шариков близко к Рс для коротких капилляров, но в 1-,5 раза больше, чем Рс для длинных капилляров. Для высокопористых фильтров (6= = 1) или для низких значений разделительной эффективности (S-<0,5) существует слабая зависимость Рс от 6.
Решение кинетического уравнения Больцмана, полученное Бретоном, приводит к более детальному рассмотрению разделения при диффузии через слой шариков, учитывающему структуру пористой среды [3.37, 3.85].
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 136 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed