مطالعه جریان گاز UF6 با استفاده از اریفیس و شیرسوزنی تحت شرایط خلاء متوسط و بررسی پارامترهای مؤثر بر آن

Abstract

در تأسیسات هسته­ای معموﻻً عملیات غنی­سازی تحت شرایط خلاء بالا و متوسط انجام می­شود. اندازه­گیری دبی گاز UF6 به صورت خوراک یا محصولات غنی ­شده و تهی ­شده یکی از پارامترهای مهم و اساسی در هنگام راه­اندازی و تولید می­باشد. در این تأسیسات از اریفیس برای اندازه­گیری دبی جرمی گاز UF6 در محدوده gr/hr80-10 استفاده می­شود. به سبب پایین بودن محدوده فشار و دبی، اندازه­گیری دبی از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است. در این مطالعه چگونگی اندازه­­گیری دبی جریان در لوله­ها و عوامل مؤثر بر آن به وسیله اریفیس و شیرسوزنی مورد بررسی قرار گرفته ­است. برای ایجاد دبی­های مختلف جریان گاز از اریفیس‌هایی با قطرهای مختلف و تغییر فشار ورودی استفاده می‌شود. در بررسی­های انجام شده مشاهده شده ­است که برای یک اریفیس با قطر روزنه مشخص، افزایش فشار ورودی باعث افزایش دبی جریان شده و برای یک دبی ثابت افزایش فشار ورودی منجر به کاهش قطر روزنه اریفیس می­شود. افزایش اختلاف فشار بالادست و پایین‌دست اریفیس، باعث افزایش دبی جریان تا یک حد معین، می­شود. از آنجایی که در کلیه تست‌های شیرسوزنی، نسبت فشار خروجی به فشار ورودی کمتر از مقدار 0.5926 بوده، لذا خطی شدن منحنی تغییرات دبی جرمی برحسب فشار ورودی در یک سطح مقطع ثابت می‌تواند بعنوان تأییدی بر تبعیت داده‌های آزمایشگاهی موجود از رابطه جریان شوک به شمار آید. همچنین بررسی تغییرات دبی جرمی در حالت‌های مختلف شیر نشان می‌دهد که با باز شدن شیر، تغییرات دبی با افزایش فشار ورودی و افزایش اختلاف فشار، شدت بیشتری پیدا می­کند.