回转窑中粉末粒度分布与形态演变的预测
材料科学
2007-12-14 v1
摘要
UO2 核燃料芯块的干法转化工艺包含两个步骤：UF6 水解生成 UO2F2，随后在回转窑中进行还原性水热解生成 UO2。窑尾所得粉末的物理特性（形态、粒度分布）决定了最终产品的性能（烧结性、流动性、生坯强度）。我们开发了一个数学模型来描述粉末在回转窑中的形态演变，该模型能够根据工艺条件预测 UO2 粉末的形态特征。首先，对窑内的粉末流动进行了建模，包括密相（粉末床）与气相（下落颗粒流）之间的交换。该模型的一个原创特点是考虑了扬料板（lifters）对计算动态变量的影响。其次，识别并建模了导致形态和晶粒尺寸变化的现象。模型考虑了一组分形团聚体，其数量和尺寸因布朗运动和沉降团聚、烧结、破碎以及化学反应而发生变化。该模型基于群体平衡方程，并将粒度分布划分为若干区间。将动力学和形态计算结果与现有测量数据进行了对比。最后，分析了不同形态演变机制对最终粒度分布的影响。
引用
@article{arxiv.0712.2139,
title = {Pr\'ediction de l'\'evolution granulom\'etrique et morphologique d'une poudre dans un four tournant},
author = {F. Patisson and C. Ablitzer-Thouroude and S. Hebrard and D. Ablitzer},
journal= {arXiv preprint arXiv:0712.2139},
year = {2007}
}