Математическая модель нестационарных гидравлических процессов, протекающих в каскаде газовых центрифуг при разделении многокомпонентных газовых смесей
| Parent link: | Альтернативная энергетика и экология: международный научный журнал.— , 2000- № 23.— 2015.— [С. 45-50] |
|---|---|
| Main Author: | |
| Corporate Author: | |
| Other Authors: | , |
| Summary: | Заглавие с экрана Известно, что в ходе протекания нестационарных гидравлических процессов при разделении изотопных смесей нарушаются оптимальные режимы работы ступеней каскада газовых центрифуг (ГЦ), возникают возмущения, приводящие к нарушениям технических условий эксплуатации и недопустимым перегрузкам оборудования. Каскады для разделения многокомпонентных изотопных смесей имеют небольшое газосодержание и, как следствие, малую инерционность, что приводит к усилению влияния нестационарных процессов на эффективность работы каскада. В связи с этим приобрело актуальность решение задачи их полномасштабного изучения. Данная задача решена нами путем создания и программной реализации соответствующей математической модели, в которой разделительная ступень каскада представлена в виде четырех выделенных объемов (коллектор питания, ГЦ, коллектор отвала и коллектор отбора). Расчет нестационарной гидравлики сводится к замене дифференциальных уравнений первого порядка разностными уравнениями по неявной схеме Эйлера [1], решению полученных нелинейных алгебраических уравнений и итерационному нахождению величин давлений во всех объемах и потоков на каждом временном слое, удовлетворяющих уравнению баланса вещества в каскаде. Предложенная математическая модель опробована нами при разделении изотопов Si, Xe, Ni, W. Отклонение расчетных и фактических значений составило 7,5%. В результате установлено, что эта модель является универсальной для расчета гидравлических параметров каскадов ГЦ по разделению многокомпонентных изотопных смесей с использованием различных рабочих веществ. It is known that the optimal modes of gas centrifuge (GC) cascades are violated occurring the non-stationary hydraulic processes for a separation of multicomponent isotope mixtures. The perturbation arise and lead to violations of operating specifications and intolerable overloads equipment. The non-stationary hydraulic processes affect the cascade efficiency and the quality of the product. The GC cascades for the separation of multicomponent isotope mixtures have insignificant gas content, and, as a consequence, low inertia. It leads to increased influence of non-stationary processes on the cascade efficiency. In this regard, an important urgent task is the comprehensive investigation and modeling of these processes. We solved this problem by creating mathematical model and software for it. The separation stage of the GC cascade is presented in the form of four dedicated object (a feed manifold, GC, a heavy fraction manifold and a light fraction manifold). The calculation of non-stationary hydraulic amounts to replacing the first order differential equations by difference equations of the implicit Euler scheme [1] and the decision obtained by non-linear algebraic equations. The calculation is iteratively performed; the pressures and flow are determined in all objects at each time step, satisfying the equation of material balance in the cascade. These values must satisfy the balance of substances in the GC cascade. The developed mathematical model was tested for isotope separation of Si, Xe, Ni, W. The deviation of the calculated and actual values was 7.5%. As a result, this mathematical model is universal for calculation of hydraulic parameters of GC cascades for separation of multicomponent isotope mixtures by using different working substances. Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса |
| Published: |
2015
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://elibrary.ru/item.asp?id=25000653 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=645826 |