- •Уральское отделение академии технологических наук Российской Федерации
- •Физические основы центрифужного метода разделения изотопов
- •Учебное пособие
- •Екатеринбург
- •Разделительная способность каскада Эффективная разделительная способность
- •Коэффициент полезного действия
- •Показатели эффективности разделения
- •Технико-экономические показатели процесса разделения Оптимальная концентрация отвала
- •Расчет работы разделения
- •1.Многокомпонентное разделение в каскадах
- •Параметры и характеристики ступени Основные параметры центрифуг
- •Параметры и уравнения ступени
- •Обогащение ступени
- •Параметры и уравнения каскада Основные параметры
- •Уравнения каскада
- •Критерии эффективности
- •Квазиидеальные и r-каскады Методика расчета
- •Свойства r-каскадов
- •Свойсва квазиидеальных каскадов
- •Оптимальные каскады Методика расчета и оптимизации
- •Свойства оптимальных каскадов
- •Сравнение с r-каскадами
- •Разделение смеси изотопов с примесью
- •Прямоугольные каскады Особенности расчета и оптимизации
- •Свойства прямоугольных каскадов
- •Ограничения на концентрации изотопов
- •2.Многокомпонентный потенциал и показатели эффективности разделения
- •Введение и использование потенциала разделения Особенности введения потенциала разделения
- •Определение разделительной способности
- •Показатели эффективности разделения
- •Аксиоматическое обоснование потенциала разделения Потенциал Смородинского
- •Потенциал Лэрер-Айлэмда
- •Потенциал Ямамото-Канагава
- •Потенциал Сазыкина
- •Определение потенциала на основе r-каскада Потенциал Де ла Гарза
- •Потенциал Сулаберидзе-Борисевича-Вуда
- •Потенциал разделения идеализированных процессов Общая форма потенциала
- •Потенциал разделения целевых изотопов
Ограничения на концентрации изотопов
В
табл. 10.4 приведены данные по оптимизации
каскадов, аналогичных вышеприведенным,
при
и ограничениях на отборную концентрацию
промежуточного изотопа. Видно, что
введение ограничения изменяет ступень
подачи внешнего питания, а оптимальное
количество ступеней сохраняется. Если
требуется увеличить
,
то необходимо уменьшить p.
Обратно, при условии снижения
следует увеличить p.
Это характерно для случая, когда целевым
изотопом является легкий компонент.
Таблица 10.4
Параметры оптимального прямоугольного каскада при ограничениях на концентрацию промежуточного изотопа
, % |
ограничение на , % |
расч. |
n |
p |
|
50 |
нет |
46,6 |
13 |
6 |
100 |
<35,0 |
34,1 |
13 |
10 |
122 |
|
>48,5 |
48,8 |
13 |
4 |
115 |
|
95 |
нет |
4,98 |
20 |
8 |
100 |
<4,0 |
3,95 |
20 |
16 |
159 |
|
>4,999 |
4,999 |
20 |
2 |
224 |
В случае, когда целевым является промежуточный изотоп, характер зависимостей меняется на обратный. Для снижения концентрации более легкого изотопа в отборе необходимо уменьшить p.
2.Многокомпонентный потенциал и показатели эффективности разделения
11.1. Введение и использование потенциала разделения
Особенности введения потенциала разделения
Определение разделительной способности
Показатели эффективности разделения
11.2. Аксиоматическое обоснование потенциала разделения
Потенциал Смородинского
Потенциал Лэрер-Айлэмда
Потенциал Ямамото-Канагава
Потенциал Сазыкина
11.3. Определение потенциала на основе R-каскада
Потенциал Де ла Гарза
Потенциал Сулаберидзе-Борисевича-Вуда
11.4. Определение потенциала на основе R-каскада
Общая форма потенциала
Потенциал разделения целевых изотопов
Введение и использование потенциала разделения Особенности введения потенциала разделения
Исследования различных авторов показывают, что для многокомпонентной смеси нельзя предложить универсального потенциала разделения, пригодного для оценки эффективности любых процессов. Каждому типу процесса многокомпонентного разделения должна быть сопоставлена своя функция ценности.
Существуют различные подходы к обоснованию потенциала, отражающие особенности рассматриваемых процессов. Основным из них является аксиоматический, в котором в виде аксиом формулируются требования к потенциалу и работе, затрачиваемой на разделение. Детальный анализ различных способов аксиоматического построения теории ценности и потенциала проведен Сазыкиным [4]. Им же дана новая формулировка аксиом Дирака.
Вторым направлением является введение потенциала на основе требования независимости потерь работы разделения ступеней от смешения на ее питании потоков с различными концентрациями неключевых компонентов. Это требование приводит к построению R-каскада и определению соответствующего потенциала. Первый потенциал подобного типа, как и R-каскад, был предложен Де ла Гарза [11]. В дальнейшем более общие соотношения были получены в работе [18].
Еще один подход связан с рассмотрением идеализированного процесса с умножением бесконечно малых элементарных эффектов разделения, характерным для устройств с произвольным обогащением [19]. Этот подход предложен автором настоящего пособия и обобщает аналогичный метод, использованный для бинарной смеси [6]. Его особенностью является определение потенциала из условия однозначного соответствия работы разделения, затрачиваемой на идеализированный процесс, и количества произведенных элементарных эффектов.
