分散相液滴径スペクトルに基く燃料抽出装置の性能比較

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03680196
• Research Institution: KYUSYU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 西川 正史 九州大学, 工学部, 教授 (90026229)
• Keywords: 抽出操作 / 液滴径スペクトル / 空気まき込み / 正規分布 / 対数正規分布 / ミキサー

Research Abstract

燃料の抽出操作におけるウラン、プルトニウムおよびFP等の抽質の移動を支配する界面現象を理解するためには、理想的な均一液滴分散状態を仮定した解析では不充分で、抽出装置内の複雑な乱流場に形成される液滴群の滴径スペクトルおよびこれに基く解析が必要である。本研究ではミキサー速度を大にした時に不可避的である空気まき込み条件下でのミキサー内における液滴径スペクトルの変化を実験的に検討するとともにその相関式を得た。また気-液-液系の滴径分散生成機構についても考察を試みた。
ミキサー内の液滴はミクロ又はマクロスケールの乱れやフローパタンに強い影響を受ける。空気まき込みや通気を加えることによって撹拌槽部のフローパタンや乱流運動は変化するので液滴径分布も大きな変化を受ける。本研究によると、ミキサー内での空気泡の存在は、微小滴と大きい液滴の存在確率を増加せしめ、中間サイズの液滴の比率を低下せしめる。このため気泡のある場合の滴径スペクトルは無い場合に較べてかなりなだらかなものになる。又滴径の体積分布スペクトルは3本の正規分布の組合せで、個数分布スペクトルは2本の対数正規分布の組合せで相関することができた。なお、体面積平均径の撹拌エネルギー依存性および分散相容積比を変化させた場合の影響からみて、空気まき込み又は通気のあるミキサー内での液滴は総括的にみて合一現象に支配されているとみなされる。