Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 44

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 136 >> Следующая

107
дается формулой (3.104) с численными значениями Z= 1, F (Q)— = 1,3863, е0 = 0,004289, g = 0,005946 5.
Межступенный поток. Из формулы (3.127) при 6U полный межсгупенный удельный поток при 0=1/2 получается в виде
L/bU = 8/^2 = [8l(tlZ2F2)\ {exp [2 (1 - г) ?]/(! — г)2}. (3.149)
Это выражение имеет минимум при i — 2Р'/ (Р-\-Р") =0 и ср = = (Р-{-Р") /2РС = 0; отсюда для Рс = оо (истечение в вакуум, идеальный пористый фильтр, 5=1) имеем:
(L/iU)ai„=2,262-10s кг U/кг ЕРР, (3.150)
или 3,347-Ю3 кг UF6/ кг ЕРР при 238/352 = 0,676 кг U/кг UE6. Такое высокое минимальное значение L/bU получается из-за низкого коэффициента обогащения.
Потребление энергии. Все необратимые процессы разделения характеризуются большим потреблением энергии Е, минимум которого выражается соотношением [3.26]
(E/bU)min = 4RT/g2. (3.151)
В газоднффузионном методе изотермическое падение давления от Р до Р' на пористом фильтре увеличивает потери энтальпии или свободной энергии Гиббса [3.121, 3.170], так что минимальное потребление энергии будет выше, чем по соотношению (3.151). Изотермическому падению давления в процессе диффузии при температуре TD соответствует работа
WKI0Tevv = RTpL'ln(P'P');
l^wr1)EV ” "-H- <3152>
Минимальное потребление энергии получается при ср==0 (Рс = оо, идеальный пористый фильтр) и при г = Р'/Р=0,285, когда выражение (1—г2) —Чи(1 /г) имеет минимум, равный 2,455 (рис. 3.20, а). Отсюда
(^н3отерм/^)„мп - 5,11 = 912 кВт-ч/кг ЕРР, (3.153)
причем = 8,3144 Дж/моль, RTJt = 2811,7 Вт-с/моль при 338,16 К
[3.170] или RTD/M = 3,282 Вт-ч/кг U, поскольку 1 моль UF6 соответствует 0,238 кг U.
Другой способ оценки минимального потребления энергии исходит из рассмотрения работы адиабатического сжатия компрессора:
^.диа6 = ^Л//[Т/(Т -ПК1 -(Р'/Р)(Т-Ь/Т]; Т1 = Т0(Р>Р')«-"Пг
(3.154)
где Т0 и Р' — температура и давление на входе в компрессор; Т1 и Р — температура и давление на выходе; y = CP/Cv — отношение теплоемкостей UF6. Значение E/dU зависит от того, какая из температур, То или Ть отождествляется с температурой изотер-
108
Рис. 3.20. Удельные изотермические потери энтальпии на ступени и7изоте1)м/Ш при температуре Т0 и удельная работа адиабатического сжатия ^адиас/би (кВт-ч/кг ЕРР) при начальной температуре Т i-Т в:
а ~~ ^изотерм''56' как Функ«ия Отношения (г) давления иа выходе обогащенной фракции Р' к входному давлению делителя Р при различных значениях Р(РС‘> минимум достигается при г = 0,285; б — как функ-
ция отношения давлений на входе в компрессор Р' и на выходе из него Р для нескольких значений PjPc‘, минимум получается при г** 0,266
Рис. 3.21. Положение теплообменника 1 ступени Е: vq
а — на входе в делитель D со стороны вы- .— сокого давления (в потоке питания); 0 — «-»» • * <- L
выходе низкого давления из делителя (в по- | а.) » Т 5)
токе обогащенной фракции); С — компрессор; / '
V — регулирующий дроссельный вентиль
мической диффузии TD- Если Г0 = 7’0, т. е. если теплообменник размещается между выходом из компрессора и входом питания делителя (рис. 3.21, а), то соответствующее потребление энергии будет;
/?.\ __ -\Ю\ ", fexp[2 (1 — г) Г ( 1 У1"1 ,11 /oicrev
Ы,,Ийб-т|?^-7^тг тг-^тр' -R—; -41 ¦ (ЗЛ55)
Тогда при 7=1,067, Г0 = Го=65оС (разд. 3.3.1) минимальное значение
(E0!bU)min = d,3\2RTdI{M?1) = 948 кВт-ч/кг ЕРР~- (3.156)
получается при ср = 0 (Р,. = оо, идеальный пористый фильтр) и г =
— Р'/Р = 0,303; в этом случае 7’i=91,3°C в соответствии с формулами (3.154). Наоборот, если температура диффузии TD равна 1\
[3.171], т. е. если теплообменник располагается между выходом из диффузионного делителя по легкой фракции и входом в компрессор, то минимальное потребление энергии будет меньше (рис. 3.20, б):
(Ex!lU)mSn = 4,91/?7У(м4) = 876 кВт-ч/кг ЕРР, (3.157)
причем ф = 0 (т. е. Рс = °°, идеальный пористый фильтр) и г =
— Р'/Р—0,266 при у=1,067, 7[ = 7’в = 65°С, 7’0 = 38°С в соответствии с формулами (3.154).
В реальных условиях эффективное удельное потребление энергии оказывается более высоким, чем дает формула (3.152) или (3.155) для минимальных значений. Давления Р и Р' на входе в компрессор и выходе из него в действительности не равны давлениям на входе и выходе из него. Полные потери энтальпии на ступени оценивают, прибавляя к соответствующим формуле (3.153) потерям вследствие изотермической диффузии Биотерм (неизбежным в газодиффузионном методе) все прочие потери энтальпии в узлах и деталях ступени; эти потери должны поддерживаться на таком низком уровне, на каком это возможно. Потери в компрессоре обусловлены неэффективностью лопаток и подшипников, а также трением на стенках, и они проявляются в том, что выходящий газ приобретает температуру, более высокую, чем при адиабатическом сжатии. Все другие потери Wf обусловлены внутренним трением в потоке газа; эти потери равны просто мощности, необходимой для перекачки газа, и по Эбе-лю и Паскье [3.121] их можно записать в виде
\Vfl = ГгДРг/Рг; Гг = At (2р,.ДР/’к^2, (3.158)
где А;, Г;, р,', АР( и ki — соответственно площадь поперечного сечения канала, расход газа, входная плотность, падение давлений и коэффициент потерь для г'-го компонента ступени.
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed