Экспериментальное и теоретическое исследование термодинамики процессов концентрирования примесей в газовых смесях

• Автор: Масич, Дмитрий Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Новоуральск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ГЕКСАФТОРИДЕ УРАНА

1.1 Примеси, присутствующие в гексафториде урана

1.2 Методы определения примесей в гексафториде урана

1.3 Способы повышения чувствительности газового масс-спектрометра

1.4 Физические и химические свойства примесей

1.5 Методы концентрирования примесей в гексафториде урана

1.6 Обоснование необходимости разработки новых систем концентрирования примесей в ГФУ
1.7 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИМЕСЕЙ
В ГЕКСАФТОРИДЕ УРАНА
2.1 Теоретические основы низкотемпературного концентрирования примесей
2.2 Разработка экспериментального стенда для низкотемпературного концентрирования примесей
2.3 Результаты испытаний экспериментального стенда
2.4 Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИМЕСЕЙ В ГЕКСАФТОРИДЕ УРАНА ПУТЕМ СЖАТИЯ ГАЗА
3.1 Теоретические основы метода концентрирования примесей путем сжатия газа
3.2 Разработка системы концентрирования примесей путем сжатия газа
3.3 Результаты экспериментальных испытаний системы концентрирования примесей путем сжатия газа

3.4 Выводы
4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ С УЧЕТОМ ЭФФЕКТА ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ
4.1 Теоретические основы разрабатываемой методики определения химического состава газовых смесей
4.2 Экспериментальная часть
4.3 Выводы
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1 Разработка и испытания промышленного образца системы низкотемпературного концентрирования примесей
5.2 Исследование возможности практического применения метода концентрирования примесей путем сжатия газа
5.3 Практическое применение разработанной методики определения химического состава газовых смесей
5.4 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
АС - аттестованная смесь - смесь двух и более веществ, приготов-
ленная по документированной методике, с установленными в результате аттестации по расчетно-экспериментальной процедуре приготовления значениями величин, характеризующих состав смеси;
ГФУ - гексафторид урана;
КОЧ - коэффициент относительной чувствительности;
КЧ - коэффициент чувствительности;
МС - масс-спектрометр;
СКП - система концентрирования примесей в гексафториде урана;
СКП-ГХ - система концентрирования примесей в гексафториде урана
низкотемпературная, работающая на газообразном хладагенте (парах жидкого азота);
СКП-ЖХ - система концентрирования примесей в гексафториде урана низкотемпературная, работающая на жидком хладагенте;
СКП-СГ - система концентрирования примесей в гексафториде урана путем сжатия газа;
СПВП - система подготовки и ввода пробы;
Фреон-350 - перфторметилциклогексан, химическая формула C7Fi4;
ppm - (англ. part per million) единица выражения содержания вещества 2 в веществе 1, соответствует 1,0’10‘4 %.

вания, рассмотрим эти вещества с точки зрения теории термодинамического подобия.
Одно из центральных положений теории термодинамического подобия -закон соответствующих состояний - возникло как следствие из приведенного уравнения Ван-дер-Ваальса:
пр у2

1, (1.9)
где Гпр - Т/Ткр, Рпр - Р/Рщ,, Гпр = ОТкр- приведенные параметры; Гкр! Якр, К,ф -критические температура, давление и объем.
В уравнении (1.9) отсутствуют параметры, относящиеся к конкретному веществу. Следовательно, можно ожидать, что оно должно выполняться для определенной совокупности веществ. При введении в уравнение критерия термодинамического подобия веществ А, определяющего принадлежность вещества к определенной группе термодинамически подобных веществ, получается обобщенный вид уравнения:
рщ, = /(тщ,,г„р,4 (1.10)
где А - безразмерный параметр, описывающий подобие самих веществ.
Из данного уравнения вытекает обобщенный закон соответственных состояний: термодинамически подобные вещества подчиняются единому критериальному уравнению, связывающему безразмерные значения их физических свойств.
Главная ценность теории подобия заключается в том, что она резко увеличивает информативность конкретных сведений: закономерность, установленную для нескольких однотипных веществ, можно распространить на большую совокупность веществ, им термодинамически подобных, что позволяет судить о неизученном на основании исследованного.
Одна из проблем в современной теории термодинамического подобия заключается в отыскании безразмерного параметра А. В работе [37] были