脉冲筛板萃取柱已经广泛应用于核燃料后处理厂中,一直备受关注并且进行了大量的深入研究。连续相的轴向混合、分散相的液滴直径和存留分数是脉冲筛板萃取柱进行液-液萃取设计和运行过程中的重要参数。因此,为了优化脉冲筛板萃取柱的设计,使得设计方法更为规范、可靠,针对脉冲筛板萃取柱的轴向混合、液滴直径和存留分数特性进行研究是很有必要的。本论文在内径为38 mm的标准脉冲筛板萃取柱中,以30%磷酸三丁酯(TBP) /煤油-水为实验体系,其中水为连续相,30%TBP/煤油为分散相,实验测定了各种操作条件下连续相的轴向混合系数、分散相的液滴直径和存留分数。实验过程中,采用“扰动-响应”技术实测了无传质条件下示踪剂的停留时间分布(RTD)曲线,并依照轴向扩散柱塞流模型应用时间域最小二乘法拟合求出连续相的轴向混合系数值Ec。分散相的液滴直径值d32和存留分数值φ的测定则分别采用照相法和体积置换法。本文主要研究了脉冲强度、连续相表观流速和分散相表观流速等操作条件的变化对脉冲筛板萃取柱中轴向混合、液滴直径和存留分数的影响。研究结果表明,示踪剂浓度、径向取样位置和轴向取样位置的不同对于连续相轴向混合系数的影响相对较小。连续相的轴向混合系数随脉冲强度的增大而增大,随连续相表观流速的增大而增大,随分散相表观流速的增大而增大;分散相的液滴直径则随脉冲强度的增加而减小,随连续相表观流速的增加而减小,随分散相表观流速的增加而减小;分散相的存留分数随脉冲强度的增加而增大,随连续相表观流速的增加而增大,随分散相表观流速的增加而增大。此外,亚甲基蓝溶液作示踪剂求得的连续相轴向混合系数值Ec与KC1溶液作示踪剂求得的连续相轴向混合系数值Ec比较相近,可以认为这两种示踪剂溶液作为无传质条件下测量连续相轴向混合系数所得到的结果是相同的。结合实测实验数据,对脉冲筛板萃取柱中轴向混合、液滴直径和存留分数影响因素进行分析,分别拟合得到了Ec1、E2、d32和φ的经验关联式:Ec1=9.45×10-2uc0.56ud0.95(Af)2.17(1-φ)0.82、Ec2=3.25×10-2uc0.56ud1.06(Af)2.24φ-0.36、d32=2.84uc-0.106ud-0.067(Af)-0 111 和φ=1.4×10-4uc0.505ud1.215(Af)2.097,验证发现经验关联式计算值与实验值的相对误差分别为±20%、±20、±15%和±20%。通过以上经验关联式,可以对脉冲筛板萃取柱的轴向混合和流体力学性能作出一定的估算,为脉冲筛板萃取柱的设计和放大提供基础研究数据。