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] |
|---|---|
| Hlavní autor: | |
| Korporativní autor: | |
| Další autoři: | , |
| Shrnutí: | 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 |
| Jazyk: | ruština |
| Vydáno: |
2015
|
| Témata: | |
| On-line přístup: | http://elibrary.ru/item.asp?id=25000653 |
| Médium: | Elektronický zdroj Kapitola |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=645826 |
MARC
| LEADER | 00000nla0a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 645826 | ||
| 005 | 20250514134434.0 | ||
| 035 | |a (RuTPU)RU\TPU\network\10930 | ||
| 090 | |a 645826 | ||
| 100 | |a 20160127d2015 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a RU | ||
| 135 | |a drcn ---uucaa | ||
| 181 | 0 | |a i | |
| 182 | 0 | |a b | |
| 200 | 1 | |a Математическая модель нестационарных гидравлических процессов, протекающих в каскаде газовых центрифуг при разделении многокомпонентных газовых смесей |d Mathematical model of non-stationary hydraulic processes in gas centrifuge cascade for separation of multicomponent isotope mixtures |f А. А. Орлов, А. А. Ушаков, В. П. Совач | |
| 203 | |a Текст |c электронный | ||
| 300 | |a Заглавие с экрана | ||
| 320 | |a [Библиогр.: с. 50 (8 назв.)] | ||
| 330 | |a 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. | ||
| 330 | |a 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. | ||
| 333 | |a Режим доступа: по договору с организацией-держателем ресурса | ||
| 461 | |t Альтернативная энергетика и экология |o международный научный журнал |d 2000- | ||
| 463 | |t № 23 |v [С. 45-50] |d 2015 | ||
| 510 | 1 | |a Mathematical model of non-stationary hydraulic processes in gas centrifuge cascade for separation of multicomponent isotope mixtures |z eng | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a труды учёных ТПУ | |
| 610 | 1 | |a гидравлические процессы | |
| 610 | 1 | |a газовые центрифуги | |
| 610 | 1 | |a изотопные смеси | |
| 610 | 1 | |a разделительные каскады | |
| 610 | 1 | |a гидравлика | |
| 610 | 1 | |a разделение | |
| 610 | 1 | |a моделирование | |
| 700 | 1 | |a Орлов |b А. А. |c физик |c профессор Томского политехнического университета, доктор технических наук |f 1962- |g Алексей Алексеевич |3 (RuTPU)RU\TPU\pers\25498 |9 11434 | |
| 701 | 1 | |a Ушаков |b А. А. |g Антон Андреевич | |
| 701 | 1 | |a Совач |b В. П. |g Виктор Петрович | |
| 712 | 0 | 2 | |a Национальный исследовательский Томский политехнический университет |c (2009- ) |9 26305 |
| 801 | 2 | |a RU |b 63413507 |c 20160127 |g RCR | |
| 850 | |a 63413507 | ||
| 856 | 4 | |u http://elibrary.ru/item.asp?id=25000653 | |
| 942 | |c CF | ||