Свойсва квазиидеальных каскадов

В случае выбора , отличающегося от (10.2), квазиидеальные каскады являются смешивающими по всем компонентам и парам изотопов. Их свойства похожи на R-каскады. Главное отличие заключается в возможности обеспечения заданных внешних концентраций по одному из изотопов путем подбора соответствующего при принятых j и s.

В табл. 10.2 приведены данные по квазиидеальным каскадам для разделения SF₆. Исходные данные соответствуют приведенному примеру R-каскада с ключевыми компонентами 1,2.

Таблица 10.2

Параметры квазиидеальных каскадов при разделении SF₆

	Концентрации отбора компонентов, %				Концентрации отвала компонентов, %				Суммарный поток, г/с
	1	2	3	4	1	2	3	4
0,80	99,32	0,29	0,39	7∙10-5	90,68	1,22	8,06	0,04	50,4
0,871	99,14	0,34	0,51	1∙10-4	88,54	1,39	10,02	0,05	47,4
0,95	98,89	0,41	0,70	2∙10-4	85,68	1,57	12,68	0,07	39,1

Первый каскад получен уменьшением по сравнению со значением , характеризующим R-каскад. При таких концентрация легкого компонента в отборе возрастает, что влечет за собой увеличение затрат на разделение, отражаемое большим суммарным потоком питания ступеней. Увеличение , напротив, ведет к уменьшению концентрации легкого компонента в отборе.

6. Оптимальные каскады Методика расчета и оптимизации

Оптимизация процесса разделения многокомпонентной смеси изотопов в каскаде центрифуг может быть выполнена в тех же упрощениях, что и для квазиидеальных каскадов. Если считать, что центрифуги работают в каскаде при одинаковых g и их полные коэффициенты разделения не зависят от и , то расчет оптимальных параметров каскада можно произвести по методике [14].

В такой постановке задачи количества центрифуг пропорциональны потокам питания и количество независимых параметров каскада уменьшается до n+s+2. Если задать концентрации компонентов на питании , поток питания (или отбора ) и концентрации отбора и отвала по целевому компоненту, то останется n переменных для оптимизации.

В число оптимизируемых переменных входят n, p и n-2 параметров ступеней. Наиболее простые алгоритмы расчета оптимальных параметров каскада получаются, если в качестве этих параметров использовать концентрации целевого компонента в отвалах ступеней с номерами .

Общая процедура поиска решений включает перебор конструкционных переменных n и p. Для каждого их набора производится оптимизация по концентрациям целевого изотопа в отвалах ступеней. В работах [14, 16] в качестве критерия эффективности каскада использовалась минимизация суммарного потока питания ступеней. Кроме того, исследовалась задача построения каскадов с выполнением условий несмешения (6.1) по целевому компоненту. Для обоих классов задач для оптимизации концентраций целевого изотопа в отвалах ступеней применялся численный метод Хука-Дживса.