1.6 Безмембранная пневматическая система пульсации с золотниково-распределительным механизмом

Схема пульсации с золотниково-распределительным механизмом (ЗРМ) (см. рисунок 1.1) обеспечивает надежное генерирование колебаний жидкости в колонне за счет периодического изменения давления воздуха в пульсационной камере, соединенной пульсопроводом с ЗРМ. ЗРМ за каж­дый цикл пульсации соединяет пульсационную камеру то с линией сжато­го воздуха или инертного газа, то с выхлопной магистралью. Воздух от компрессора через ресивер и ЗРМ по пульсопроводу подается при прямом импульсе в пульсокамеру экстрактора и выдавливает жидкость из пульсокамеры через распределитель - гидрозатвор в экстрактор, приводя ее в по­ступательное движение по колонне. При обратном импульсе пульсокамера через ЗРМ соединяется с атмосферой и жидкость в колонне под действием силы тяжести совершает возвратное движение, выдавливая воздух из пульсокамеры. Частота пульсаций определяется скоростью вращения ротора ЗРМ, а амплитуда — давлением воздуха перед ним. Основными частями ЗРМ пневматического пульсатора являются вращающийся ротор - диск с окнами и неподвижное распределительное кольцо с двумя отверстиями для подачи сжатого воздуха и выхлопа газа. При совмещении окна ротора с отверстием происходит подача сжатого воздуха в пульсокамеру. Система пульсации обеспечивает частоту пульсации от 30 до 250 циклов в минуту, а амплитуду от 6 до 25 мм.

2 Данные для расчета

Исходные данные приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 – Исходные данные

Параметр	Обозначение	Величина
Производительность по урану, кг/час, (кг/с)		1000 (0.278)
Концентрация исходного раствора по урану, г/л		250
Концентрация урана в экстракте, г/л		68
Концентрация урана в рафинате, г/л		0.5
Концентрация ТБФ, %		20%
Концентрация в исходном растворе		0.5М
Примеси в исходном растворе		0.5М

3 Материальный расчёт

Объёмный расход исходного раствора (тоже что и растворителя)

,

где - массовая производительность по металлическому урану, ,

.

Массовый расход по уранил-нитрату

,

где - молекулярные массы соответствующих веществ, г/моль,

.

Массовый расход исходного раствора

,

где - плотность раствора, . Принимаем ,

.

Массовый расход по азотной кислоте

,

где - концентрация азотной кислоты в исходном растворе;

- молекулярная масса азотной кислоты, г/моль,

.

Массовый расход по

,

где - концентрация в исходном растворе;

- молекулярная масса , г/моль,

.

Объёмный расход экстрагента

.

Массовый расход экстрагента

,

где - плотность экстрагента, . Принимаем ,

.

Массовый расход по уранил-нитрату в экстракте

.

Массовый расход по уранил-нитрату в рафинате

.

На основании подсчитанных материальных потоков строится таблица материального баланса

Таблица 3.1 – Таблица материального баланса

Приход			Расход
Статья прихода		кг/с	Статья расхода		кг/с
Исходный раствор: 1) 2) 3) Растворитель: - -		(1.557) 0.460 0.135 0.035 0.929	Рафинат: 1) 2) 3) Растворитель: - -		(1.1) 0.135 0.035 0.929
Экстрагент: 1) ТБФ, 0.2G 2) Керосин, 0.8G		(3.223) 0.645 2.578	Экстракт: 1) ТБФ 2) Керосин 3)		(3.682) 0.645 2.578 0.459
Итого		4.78	Итого		4.782

Характеристическая скорость капель

,

где - плотность сплошной и дисперсной фаз, ;

- вязкость сплошной фазы, . Принимаем ,

.

Объёмное соотношение фаз

.

Скорость захлёбывания

.

Рабочая скорость

.