多物理场模拟计算和分析模拟的高水平废物液体喷雾化

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 核废物管理 核废物管理

背景情况:

• 高水平废液需要有效的处理和转化为稳定的氧化物.
• 喷雾化是液体废物预处理和转化的一个关键过程.

研究的目的:

• 开发一个模拟的高水平废物液体喷雾化转化处理试验装置.
• 通过有限元分析建立一个用于喷雾化的三维多物理场模型.
• 为了研究温度的分布,流场,和化学反应状态在设备内.

主要方法:

• 用有限元分析创建了一个3D多物理场模型.
• 使用模拟的高水平废物液体 (酸盐溶液和糖糖).
• 该模型分析了原子化水滴的蒸发,干燥和化.

主要成果:

• 温度显著影响产品产量,与产品度呈正相关性.
• 与Na2O相比,温度对NO2的产量有更大的影响.
• 反应剂度 (NaNO3,HNO3) 与产品度 (NO2,Na2O) 呈正相关,但随着反应剂水平的提高,增加的速度会减少.

结论:

• 多物理场合在喷雾化中至关重要.
• 优化反应温度是最大限度地提高产品产量和控制特定氧化物形成的关键.
• 了解反应物度的影响对于高效的废物转化工艺设计至关重要.