Отримано рівняння, що описують процес поділу ізотопів в фазах при великому відборі. Кожне з цих рівнянь при певних умовах зводиться до рівняння колони при малих відборах. Показано, що число теоретичних тарілок в фазі амальгами тим менше, чим більше відбір, а при роботі колони з великим відбором величина обмінного потоку однакова для фази амальгами і фази розчину.

Анотація наукової статті з фізики, автор наукової роботи - Тихомиров І. А., Видяев Д. Г., Гринюк А. А.


Область наук:
  • фізика
  • Рік видавництва: 2005
    Журнал: Известия Томського політехнічного університету. Інжиніринг ГЕОРЕСУРСИ
    Наукова стаття на тему 'Аналіз роботи амальгамноeобменной колони з великим відбором'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз роботи амальгамноeобменной колони з великим відбором»

    ?дуть мати більш «викривлену» траєкторію. Хоча повна довжина цієї траєкторії буде дорівнює Д ,, зупинка таких частинок відбудеться в області, розміри якої значно більше в порівнянні з біс-пористим випадком. Поняття «проективний пробіг» при взаємодії заряджених частинок з пористим матеріалом втрачає фізичний зміст.

    Відмінності від випадку безпористого матеріалу очевидні. Перше з них - відсутність брегговского піку в кінці траєкторії протонів і «розмитість» результуючого поля енерговиділення.

    Для електронів послідовність обчислень залишається колишньою. Змінюється тільки функціональна залежність ймовірності відображення частинок від вільної поверхні пори від відносини кутів відображення і падіння. Для протонів використовувалася «функція відображення», отримана О.Б. Фірсовим [3, 4]. Тенденція «розмиття» результуючого поля енерговиділення в разі впливу потоку електронів стає ще виразніше.

    Розрахунок диференціальних і інтегральних характеристик поля електромагнітного випромінювання за плоскими захисними екранами проводився на основі таких для поля термалізующіхся в пористому вольфрам-борсодержащего матеріалі електронів з використанням веріфіцированного пакета програм [1]. Аналіз цих результатів свідчить про істотну деформації діаграми спрямованості вторинного випромінювання в бік, паралельну площині розміщення екрану.

    Таким чином, крім збільшення ефективності захисту від первинного потоку електронів, пористість СВС-матеріалів забезпечує захист від генеруються при взаємодії електронів з речовиною 7-квантів.

    висновок

    Аналіз результатів численних експериментів з вивчення захисних від іонізуючих випромінювань властивостей композиційних матеріалів, отриманих в режимі технологічного горіння, дозволяє сформулювати наступні висновки:

    • підтверджені висновки за результатами приладового експерименту щодо переваг воль-фрам-борсодержащих матеріалів і двошарових захисних екранів графіт-металокераміка;

    • пористість СВС-матеріалів, що визначається умовами синтезу, забезпечує збільшення ефективності захисних конструкцій як від первинного потоку заряджених частинок, так і від генеруються ними потоків 7-квантів: поле енерговиділення пучків заряджених частинок в СВС-ма-ріали «розмивається», що знижує термоударним навантаження; поняття «проективний пробіг» при взаємодії заряджених частинок з пористим матеріалом втрачає фізичний зміст; діаграма спрямованості вторинного випромінювання значно деформується в напрямку, паралельному поверхні захисного екрану.

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Бойко В.І., Скворцов В.А., Фортів В.Є., Шаманін І.В. Взаємодія імпульсних пучків заряджених частинок з речовиною. - М .: Физматлит, 2003. - 288 с.

    2. Єршов Ю.І., Шихов С.Б. Математичні основи теорії переносу. Т. 1. Основи теорії. - М .: Вища школа, 1985. - 232 с.

    3. Фірсов О.Б. Відображення швидких іонів від щільного середовища під легкими кутами // Доповіді АН СРСР. - 1966. - Т. 169. -№ 6. - С. 1311-1313.

    4. Калашников Н.П., Ремизович В.С., Рязанов М.І. Зіткнення швидких заряджених частинок в твердих тілах. - М .: Ато-міздат, 1980. - 272 с.

    УДК 66.023.2

    АНАЛІЗ РОБОТИ амальгамного-обмінних КОЛОНИ З великий відбір

    І.А. Тихомиров, Д.Г. Бачачи, А.А. Гринюк

    Томський політехнічний університет Е-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Отримано рівняння, що описують процес поділу ізотопів в фазах при великому відборі. Кожне з цих рівнянь при певних умовах зводиться до рівняння колони при малих відборах. Показано, що число теоретичних тарілок в фазі амальгами тим менше, чим більше відбір, а при роботі колони з великим відбором величина обмінного потоку однакова для фази амальгами і фази розчину.

    У ряді випадків доводиться експлуатувати ко- Розглянемо, як можна описати процес з-

    лонни в режимі більшого відбору, коли величина тупни поділу в цьому випадку. потоку відбору дк робиться порівнянної з величиною Оскільки градієнти ізотопних концентрації-

    фазових потоків циркуляції [1]. ций в обмінних фазах різні:

    * ОСГ тк ^ = (] (1)

    йх йх '' 'йх ^ I) с1х' ^

    де дк = / - / '- різниця прямих і зворотних потоків (відбір), з1 і С2 ізотопні концентрації в фазах [2].

    Градієнти ізотопних концентрацій в обмінних фазах запишуться в такий спосіб:

    Сх = у [ЕС1 (1-з1) - (с- c2)],

    С2 = / - [ЕС2 (1 - С2) - (С1 С2)] '

    (2)

    Тут 10 - величина повного обмінного потоку між фазами; е - коефіцієнт ізотопного збагачення е = а-1, де а - коефіцієнт елементарного ізотопного розділення.

    Якщо скористатися співвідношенням (1) і рівнянням переносу легкої компоненти уздовж по колоні [3]:

    (/ С, - / 'С2>-[Б § + Б й-? } = ДС,

    то можна висловити різницю (з1-с2) як функцію тільки з1:

    _ = Д, (ск- з1) + 1 / П + / п, йс1

    I-

    . + _ (^ 1 + йх

    (3)

    Вираз для (з1-с2) через с2 виходить аналогічного типу рівняння (3). Тут Д і Б2 - коефіцієнти дифузії в фазах; ск - вихідна (кінцева) ізотопна концентрація.

    Підставляємо тепер вираз (з1-с2) в систему рівнянь (2) і перетворимо їх до наступного вигляду:

    [I + I<Б '+1 ^ 11 = "|<'- ^ -,

    [Л + .1 (Б + - ^ Б)] -2 = ес (1 - с) - дк (Ск -

    [I +1 (Б + 1'Б2)] йх ЕС2 (1 С2) I

    . (4)

    Г Л + Б ± 1 ^ = ес (1 - с) - дк (ск - з1)

    [/ 0 + I ') йх ЕС1 (1 С1) I' ,

    Л + Б ^ 1% = ЕС2 (1 - с2) - .

    I I I йх

    (5)

    Таким чином, виходять рівняння, що описують процеси поділу в фазах [4, 5]. Кожне з цих рівнянь зводиться до рівняння колони при малих відборах з урахуванням того, що / = /, а з; = с2 = з.

    З рівнянь (5) випливає, що висота еквівалентної теоретичної тарілки для амальгами Н і розчину Н2 знаходиться наступним чином:

    (6)

    .. йс1 йс1 йс2 йс2

    З урахуванням того, що Н. -Т1 = -Т1, Ан = - ^, йх ап йх ап

    система рівнянь (5) набуде вигляду:

    ^ = Ес (1 - с) - дк (Ск - С1)

    йп ЕС1 (1 С1)

    йс2 п ч ОПТ = ЕС2 (1 - С2) -

    (7)

    Кожне з рівнянь системи (7) може бути вирішено за аналогією з рішенням рівняння для колони, якщо прийняти / = / ср, а / '= / ср-дк = /' ср, де / С1 - усереднений потік речовини.

    Тепер необхідно оцінити співвідношення між числом теоретичних тарілок в фазі амальгами і розчину. Із системи рівнянь (6) слід:

    H1 / '- H2 / = 0, (8)

    I Н1

    ті. Т = Н /

    Відомо, що Ь = Н1І1 = Н2І2, де Ь - довжина колони. З урахуванням цього, ур. (8) перетвориться до виду:

    N = I -

    И2 I

    або NI = И21 ',

    (9)

    де N і N2 - число теоретичних тарілок в фазі амальгами і розчину.

    Зі співвідношень (9) видно, що при роботі колони в режимі з відбором N?<N2, тобто число теоретичних тарілок в фазі амальгами тим менше, чим більше відбір.

    Відповідно до (9) буде справедливо:

    N2 - N = з - з '

    N 2

    з

    А тому J-J '= qк, то отримуємо:

    Позначаючи вираження в дужках відповідно як БЕ (тому що вони в силу близькості потоків I і I 'мало один від одного відрізняються), можемо уявити ур. (4) у вигляді:

    N 2 - N1 3 - 3 '

    N 2

    3

    3

    Внаслідок того, що БЕ багато менше I ', I і J0, можна для системи рівнянь (6) покласти БЕ = 0 Тоді матимемо:

    H1 / 0 = / і H2 / 0 = / (10)

    Скориставшись тим, що Ь = Н1І1 = Н2І2, з рівнянь (10) слід:

    (Ь / 0) м = IN1 і (И0) р-р = I'Н2.

    Беручи до уваги, що / И1 = / 'И2, отримуємо, що (/ 0) "= (/ 0)", тобто при роботі колони з великим відбором величина обмінного потоку / 0 буде однаковою як для амальгами, так і для розчину (що відповідає закону збереження речовини).

    До

    СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

    1. Розен А.М. Теорія поділу ізотопів в колонах. - М .: Ато-міздат, 1960. - 436 с.

    2. Тихомиров І.А., Видяев Д.Г, Гринюк А.А. Рівняння перенесення речовини і легкої компоненти уздовж по колоні без втрат // Известия Томського політехнічного університету. - 2005. - Т. 308. - № 1. - С. 89-92.

    3. Тихомиров І.А., Видяев Д.Г., Гринюк А.А. Рівняння амальгамного-обмінної колони в стаціонарному режимі роботи //

    Известия Томського політехнічного університету. - 2005. -Т. 308. - № 2. - С. 95-96.

    4. Рискін Г.Я., Пташник В.Б. Кінетика ізотопного обміну в системі амальгама літію - водний розчин 1Ю // Електрохімія. - 1980. - Т. 16. - № 1. - С. 108-111.

    5. Князєв Д.А., Цівадзе А.Ю., Клинский Г. Д., Льовкін А.В. Кінетика ізотопного обміну літію в амальгамних системах // Известия ТСХА. - 1988. - № 2. - С. 166-168.

    УДК 621.039.542.34

    ПРО МОДЕЛЮВАННЯ ДЕЯКИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ дисперсійних матеріалів

    І.І. Локтєв, К.Ю. Вергазов, В.А. Власов *, І.А. Тихомиров *

    ВАТ «НЗХК». Новосибірськ E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. * Томський політехнічний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Розглядаються моделі технологічного поведінки порошкових матеріалів, пов'язаних з питаннями їх упаковки, змішання, впливу на однорідність і міцність паливних таблеток.

    Вступ

    Дисперсійні речовини часто виявляють властивості, характерні для різнорідних матеріалів - твердих і рідких, суцільних і дискретних, аморфних і кристалічних, пружних і пластичних. У процесі технологічної переробки відбувається перехід від одного домінуючого набору властивостей до іншого. Тому при розробці технологічних схем виготовлення промислових виробів з використанням дисперсійних матеріалів, наприклад, для виробництва паливних таблеток для енергетичних реакторів, необхідно широко використовувати різні прийоми моделювання. Більш того, можуть бути сформульовані загальні прийоми моделювання технологічного процесу, про них піде мова в даній статті.

    Авторами раніше вже висвітлювалися деякі проблеми аналізу і діагностики стану дисперсних систем, а також моделювання технологічних операцій, при обробці порошкових матеріалів в тому числі [1-5].

    1. Загальні питання моделювання

    технологічного процесу

    Технологічний процес промислового виготовлення будь-яких виробів характеризується набором різного роду процесів, що протікають з продуктом, і їх послідовністю. У загальному вигляді можна дати наступну його характеристику [4]:

    "Технологічний процес - це сукупність організованих за допомогою певних технічних засобів, взаємно узгоджених потоків матеріальних, енергетичних і информацион-

    родних ресурсів, призначених для послідовного і спрямованого зміни властивостей вихідного продукту для отримання кінцевого вироби з заданими споживчими властивостями з прийнятно низькими витратами виробництва і мінімальним ризиком для здоров'я персоналу і населення, для забруднення навколишнього середовища ".

    Графічно окрему операцію і весь процес виготовлення продукції можна зобразити наступною схемою у вигляді чорного ящика:

    Мал. 1. Подання технологічного процесу у вигляді чорного ящика, де X і Y - безліч істотних параметрів початкового стану (характеристики якості) вихідного матеріалу і стану готового продукту, А - оператор технологічного впливу, залежить від параметрів, що визначають технологічні режими обробки виробів

    Для кожного параметра якості готового виробу можна записати функціональне вираз в загальному вигляді:

    Уг =? Г (Х1, Х2 • • > ХП, аг, а2т • •,) • (1)

    Вид функції / визначатиме математичну модель досліджуваного процесу.

    Математична модель технологічної операції, що складається з набору певних дій над продуктом, це таке символічне вираження або система виразів, яка замінює дії над продуктом певними мате-


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити