بررسی ارتباط آبشارهای مدل r، q و qi در سیستم‌های چندجزیی به روش سانتریفیوژ گازی

در این تحقیق به مقایسه تحلیلی و عددی آبشار جریان برگشتی مدل r با آبشارهای مدل q و qi در سیستم‌ های چندجزیی پایدار پرداخته می‌ شود. در این راستا برای اولین بار کدهای عددی جهت طراحی آبشارهای مدل r و qi به منظور مقایسه با کد تحلیلی طراحی آبشار مدل q در نرم‌افزار متلب نوشته شده‌ اند. نتایج نشان می‌ دهد که برای دو جزء 1k و 2k از خوراک با nc جزء، تعداد معدودی آبشار مدل r قابل تعریف است که همگی حالات خاصی از آبشار qi برای جزء 1k می ‌باشد. هم‌ چنین یافته‌ ها نشان می‌ دهد که مجموع مقدار برش جزیی برای دو جزء 1k و 2k در آبشار r همیشه برابر با یک است. از این طریق نشان داده می‌ شود در صورتی که میانگین حسابی جرم دو ایزوتوپ 1k و 2k در آبشار تطبیق یافته برابر با پارامتر m* در آبشار q باشد، دقیقاً شرایط آبشار r در آن فراهم می‌ گردد. بنابراین آبشار r حالت خاصی از آبشارهای qi و q می ‌باشد. هم‌ چنین بررسی ‌های عددی نشان می‌ دهد که آبشار مدل qi گستره وسیعی از آبشارها را در بر می‌ گیرد و با انتخاب صحیح برش در آن می‌ توان به شرایط بهینه‌ ای دست یافت که علاوه بر دست‌ یابی به غنای مورد نظر از ایزوتوپ مطلوب، کم‌ ترین نرخ جریان میان مرحله‌ ای کل ایجاد شود. به عنوان نمونه نتایج برای ایزوتوپ‌ های 4 و 9 زینان نشان می‌ دهد که مقدار نرخ جریان میان مرحله‌ ای در مقایسه با آبشار q و r برای آبشار qi بهینه است. بدین ترتیب می‌ توان آبشار qi را به طور قطع، کامل‌ ترین آبشار مدل جهت طراحی اولیه دانست که به ترتیب آبشارهای q و r حالت‌ های خاصی از آن را دربر می ‌گیرند.

investigating the r, q, qi model cascades in multicomponent system by gas centrifuge

in this research, the analytical and numerical comparison of the r model cascade with q and qi model cascades for stable isotope separation has been done. in this regard, the numerical codes for the design of the r and qi model cascade for comparison to the analytical q model cascade have been written in matlab software. the results show that for two components k1 and k2, a few r-cascades are special states of the qi cascade for the k1 component. also, the findings show that the sum of the partial cut values for two components k1 and k2 in the cascade r is always equal to one (θk1,s+ θk2,s=1). based on the results, if the parameter m* in the q model is equal to the mean value of the two components, k1, and k2, in the r model, these two models are the same. therefore, the r cascade is a special case of qi and q cascades. the qi cascade encompasses a wide range of cascades, and by choosing the right cut in it, optimal relations can be achieved. for example, the results for isotopes 4 and 9 of xe show that the total flow rate is optimal for the qi cascade. this is compared to the q and r models.