低温喷嘴装置内流场的数值模拟研究

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激光抑制凝聚法(CRISLA)是目前极具工业应用潜力的激光同位素分离(LIS)方法.在应用激光抑制凝聚法分离S同位素时,需要借助低温喷嘴装置获得低温过饱和S F6气体,因此该方法的实际分离性能和优化除与激光参数相关外,还依赖于低温喷嘴装置内的流动状态,为了研究低温喷嘴装置结构和设计参数对分离性能的影响规律,优化分离性能,需要对低温喷嘴装置内的流场进行相关研究.利用计算流体动力学(C FD)方法,能够实现对低温喷嘴装置内流场的数值模拟,得到喷嘴内外的流动参数特别是温度分布.通过流场模拟的结果,验证了喷嘴设计方案,并从流体角度解释了基本分离原理.
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同位素分离中可能需要具有多个供料和取料的级联,以满足复杂的分离需求,取得更好的分离效果.对多供取料级联的分析,比传统三股流级联的分析复杂得多.获得多供取料下的级联数学描述,能够减少分析中的困难.本文针对多分段的连续流量的Q模型级联,在多供取料情况下,给出了描述级联的流量和同位素组分丰度在级联中分布的解析表达式,讨论了方程的求解和级联优化的原则.
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