乏燃料连续溶解过程的动态仿真模型研究

本文通过分析乏燃料芯块与硝酸之间溶解反应的质量传递过程,以及溶解液中溶质的质量传递过程,基于质量衡算得到了乏燃料芯块溶解过程的动态溶解模型,并利用Comsol和Matlab软件建立了求解溶解模型的仿真程序。仿真结果表明,在温度90℃、硝酸进料浓度6 mol/L、进料流率11 L/min、回流量35 L/min的工艺条件下,溶解液需要270 min达到出料要求,而达到平衡所需时间为2000 min。达到平衡后的溶解液出料中,铀浓度为253.23 g/L、硝酸浓度为2.78 mol/L,能满足出料要求。模拟结果的全过程质量平衡计算表明,模拟结果与理论计算值的相对误差为2.57%。模拟结果中溶质浓度变化趋势与实际过程基本一致,溶解器内铀浓度总体上呈先迅速升高、后较快减小、最后又缓慢减小,而硝酸浓度总体变化趋势则与铀浓度的变化趋势相反。以上结果表明,本研究所建立的回转式连续溶解器动态溶解仿真模型能较好地描述该溶解器中乏燃料的实际溶解行为,能为实际生产过程中乏燃料溶解工艺段提供仿真数据支撑。

高雷诺数下交叉圆柱涡激振动的数值分析

基于能量捕获应用场景,利用数值仿真的方法研究了高雷诺数下交叉圆柱的涡激振动(Vortex Induced Vibration,VIV)现象。首先建立了三维VIV数值模型,通过与已有文献试验数据对比验证了该数值模型的准确性。进而在该模型的基础上,对交叉圆柱的VIV进行了仿真研究,并与普通圆柱做了对比分析。研究发现,受竖圆柱的影响,交叉圆柱在中低流速的涡强度有所减小,使低流速下的柱体振幅减小,启动流速变大;在中流速范围,涡脱落位置的改变,使得振幅增加;在高流速范围涡强度和涡脱落位置变化并不明显,振幅也与普通圆柱相近。

一株蔗糖偏好型海洋异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及性能研究

目前,养殖尾水氮含量高、无法实现达标排放是一个普遍问题,因此,亟需寻求一条低成本、高效安全的解决途径。本文从黄河三角洲海水中分离出一株蔗糖偏好型且具有异养硝化-好氧反硝化功能的菌株XH1,通过形态学观察和16S rDNA同源性分析,该菌株属于肠球菌属(Enterococcus sp.)。影响因素分析实验结果表明,该菌株在碳源为蔗糖、C/N=15、T=25℃、盐度=35的条件下,硝化反应TN去除率最高,达到78.8%;反硝化过程脱氮率最高,达到80.8%。以水产养殖广泛应用且成本低廉的蔗糖为唯一碳源,在C/N=5~30、盐度=5~55、T=15℃~35℃环境下菌株XH1均可良好生长并进行脱氮反应,这显著扩大了菌株的应用范围,为其在高氮养殖尾水处理中的应用奠定基础。