Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 45

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 136 >> Следующая

Коэффициент потерь в канале высокого давления диффузионного делителя для турбулентного течения с оттоком через стенки [3.163] в случае цилиндрической формы пористого фильтра (Ai = a, Yi = L) определяется формулой
D
k - {Md) К (P/P(x))K2(x)[4C/(*) — \6A{x)]dx, (3.159)
о
где Р и Р(х) —давления на входе и в сечении х канала высокого давления; Cf (х) и А(х)—локальный коэффициент трения и скорость оттока. В предположении о постоянстве Cf [3.121] интеграл в этой формуле для k может быть найден следующим образом:
k = [AD!d){\ - 0 + 02/3) С/-40(1 —0/2), (3.160
где Cf(x) — коэффициент трения, определенный формулой (3.126), которая связывает коэффициент перемешивания с потерями эп-тальпии на газодиффузных пористых фильтрах. Отток через стенки уменьшает коэффициент потерь k, но увеличивает коэффициент трения Cf. Потери энтальпии можно представить в виде \Vj=‘
— p0L3k/2a2, поскольку в канале высокого давления диффузионного делителя Г = Ь и AP = kL2/2р0а2.
Другой способ вычисления эффективного потребления энергии состоит в том, что работа сжатия Е(Р", Р) потока обедненной фракции (1—0)L складывается с работой сжатия Е(Р\ Р) потока обогащенной фракции 0L, определяемой по формуле (3.155), и с потерями энтальпии в межступениых коммуникациях и в си-
110
стеме теплообменника. Значение Е(Р", Р), вычисляемое по формуле (3.155) путем подстановки Р" вместо Р', зависит от способа сжатия (см. разд. 3.2.6): если поток обедненной фракции направляется во вспомогательный компрессор С2 (см. рис. 3.1 или 3.22,6) или на боковой вход главного компрессора (рис. 3.22, в), то Р" следует считать равным соответствующему входному давлению; если поток обедненной фракции смешивается с потоком
Рис. 3.22. Циркуляция обедненного потока (см. рис. 3.1):
О — поток дросселируется через регулирующий вентиль до низкого давлении обогащенного потока; б — подкачивается вспомогательным компрессором С\; в — направляется через боковой вход в компрессор С1; г — направляется через эжектор в поток, выходящий из компрессора легкой фракции С\
А
а)
обогащенной фракции через эжектор (рис. 3.22, г), то к Е(Р', Рь) должна быть прибавлена энергия Е(Р", Р0), где Ро<.Р — давление на выходе из эжектора; если же давление в потоке обедненной фракции дросселируется до Р', то энергия сжатия Е(Р', Р) сообщается потоку питания L (а не Z.0).
Следует учитывать также потери на смешивание в местах соединения межступенных потоков в каскаде, приводящие к уменьшению разделительной способности ступени на величину [3.121J:
¦ъи.
¦¦±LQ'(l-V)[(NL-Nl)/N(l - AOi2, (3.161)
где 0/ = Z//(L'_-|-L"+); индексом «—» обозначается приходящий снизу поток обогащенной фракции Z/_ с концентрацией N'~, тогда как индекс «4-» относится к приходящему сверху потоку обедненной фракции L"+ с концентрацией N"+. Для прямоугольного каскада 0'=0 в соответствии с формулой (3.101); для идеального каскада 6?/смеш = 0.
Термодинамический КПД. Указанные значения потребления энергии Е при необратимом процессе значительно превышают необходимую для обратимого разделения компонентов [3.26] энергию, которая определяется изменением свободной энергии
Eo6p = bF = TbS06p = PTWN (1 - N), (3.162)
где б50бр — обратимое увеличение энтропии смешения;
50бр = — Д[ЛМпЛГ + (1 — Л01п(1 -ЛГ)]. (3.163)
Поскольку E06p<iRTbU/4, то из формул (3.153), (3.162) следует, что термодинамический коэффициент полезного действия газодиффузионной ступени составляет:
Есбр/Е-
;0,9-10
-6
(3.164)
in
Такой низкий термодинамический КПД характерен для необратимого процесса разделения. Предельное значение термодинамического КПД газовой диффузии через пористые фильтры может быть получено с помощью термодинамики необратимых процессов Онсагера [3.172] аналогично тому, как это делается для термодиффузии в газе [3.173].
5? N Г / =3 Jo III
й? > |\ / l г=7/г n
1Ууг=1/ю/ j 20 /Л
io \S~y /
\\ ’-/У \\ /I
10 - \\щ/ /
5 ¦
.1 L_L 1 *1 II! I ^
Рис. 3.23. Удельный объемный расход на всасывании компрессора ступени У/6U и удельная площадь пористых фильтров (при постоянном давлении в потоке высокого давления) :
a—V/6U — функция давления на выходе из компрессора Р\ минимум достигается при г = Р'/Р = 0,5 и Р = РС ; б — AfbU — функция. входного давления делителя Р; минимум—при Г~Р'/Р — О и
/>-/>
О 0^ 0,8 7,2 Р/Рс
о 0,4 оу8 1уг р/рс
Объемный расход компрессора. Удельный объемный расход компрессора, необходимый для сжатия продиффундировавшего потока от давления Р' до Р, пропорционален L' = 0L = L/2:
V_ _ RT,L' АКТ. 1 Г exp [2(1 — г) у]~| bU ~ P'W ~ Pel г? О-г)* J'
Минимальное значение V/W достигается при ф=1 (т. е. Р = РС) и г=0,5 (т. е. Р' = 0,5РС.) (рис. 3.23, а):
(У;Ш)т]п = 45,3RT0!(4Pc) = (2,9/Рс) 10® М3 UFg/кг ЕРР, (3.166)
где объем всасывания приводится к атмосферному давлению при 65 °С; характеристическое давление Рс формулы (3.166) измеряется также в атмосферах, и предполагается, что технологический газ UFe подчиняется уравнению состояния идеального газа PV=RT0.
Площадь пористых фильтров. Удельная площадь пористых фильтров также зависит от проницаемости фильтров G:
Предыдущая << 1 .. 39 40 41 42 43 44 < 45 > 46 47 48 49 50 51 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed