群體平衡模型模擬脈沖萃取柱水力學行為.pdf

1、液-液萃取是化工過程中一種非常重要的分離操作，其主要應用于處理能力比較強的柱形萃取設(shè)備。在乏燃料后處理領(lǐng)域中，脈沖萃取柱的應用比較廣泛。本文在液滴群平衡概念的基礎(chǔ)上對脈沖萃取柱進行模擬，考慮萃取過程中液滴的破碎與聚合行為。內(nèi)容主要包括兩部分：（1）探討了群體平衡微分方程的三種數(shù)值解法；（2）用分級模型模擬脈沖萃取柱在穩(wěn)態(tài)情況下的水力學行為。
　　本文介紹了群體平衡連續(xù)方程的三種數(shù)值解法：固定點（Fixed Pivot)技術(shù)， At

2、tarakih2004法和單元平均(Cell Averaged)法。在求解破碎方程時，針對固定點技術(shù)在第一區(qū)間數(shù)密度突變的問題作了適當?shù)男拚?，得到的結(jié)果與整體分布曲線及另兩種方法的計算值很好的吻合。在求解聚合方程時，探討了固定點技術(shù)并分析了其在液滴數(shù)密度變化比較明顯的地方存在的過度預測問題。三種方法得到的常微分方程組均采用定步長的四階龍格-庫塔法求解，由C語言編寫相應的計算程序。破碎方程計算結(jié)果表明，通過縮小子區(qū)間寬度的方法可以明顯提高

3、固定點技術(shù)和Attarakih2004法的計算精度。同時，在區(qū)間寬度相同的情況下上述兩種方法的計算結(jié)果幾乎完全吻合。單元平均法即使在區(qū)間寬度比較大的情況下計算結(jié)果仍能與解析解吻合較好，該法比上述兩種方法有更高的精度和計算效率。
　　通過對脈沖篩板柱在軸向進行分級的方法來建立液滴群數(shù)量或體積平衡方程。通過自行開發(fā)的軟件——脈沖萃取柱模擬系統(tǒng)（PSEMODUL），可以求解不同直徑液滴的速度、每一塊級板上液滴的概率密度分布、Sauter