不锈钢板式热沉传热特性的实验与模拟研究

目的 研究流量、胀高及焊点排布方式对不锈钢板式热沉传热特性的影响。方法 搭建实验平台,加工出结构参数不同的板式热沉实验件,同时采用静力隐式算法建立相应的几何模型,通过实验与数值模拟相结合的方法,研究流量、胀高和焊点排布方式的变化对板式热沉热阻的影响规律,并分析热沉流道内部流场状态。结果 首先计算了6个工况下的热阻,发现实际换热量为540 W时,数值模拟与实验结果的最大相对误差不大于25%。然后分析了误差来源,最后得到了热沉全流道速度场与温度场的分布情况。结论 实验与模拟结果有较好的符合程度,证明了数值模拟方法的可靠性。在换热量相同时,板式热沉的热阻随流量与胀高的增大而减小,焊点为菱形排布的热沉传热性能相对更好。板式热沉内部的流场具有周期性,焊点使流体扰动增强,并形成射流和旋涡,起到了强化传热的效果。     

TiCl 4改性钠基膨润土的制备及其对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能研究

采用阳离子插层法制备了TiCl_4改性的钠基膨润土(Ti-Na-bent),并研究了Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的吸附性能。扫描电镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)表征结果显示,钛以粒状非晶态的形式存在于钠基膨润土(Na-bent)的表面或层间。吸附实验结果表明,当温度为298K,吸附剂用量为10mg,U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)初始质量浓度为500mg/L,pH分别为5.0、2.5,反应时间为2h时,Ti-Na-bent对U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的最大吸附量分别为336.25、231.62mg/g,比改性前分别提高了1.67倍、70%。吸附U(Ⅵ)和Th(Ⅳ)的过程符合Freundlich模型和准二级动力学模型,属于吸热、熵增的自发过程,吸附机理主要为UO_2~(2+)、Th~(4+)、[(UO_2)_n(OH)_(2n-1)]~+、[Th(OH)_2]~(2+)与Na-bent上可交换的阳离子和Ti(OH)_4上的氢之间的离子交换。Ti-Na-bent对U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的吸附容量高、稳定性好,有望用于处理含U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)的放射性废水和用作高放废物地质处置库缓冲/回填材料。