【摘要】：稀土元素是鑭系元素和化學(xué)性質(zhì)與其相似的元素的統(tǒng)稱。在國家發(fā)展的過程中,它被廣泛應(yīng)用于新能源、航空航天、導(dǎo)彈及核潛艇等領(lǐng)域。由于3kA稀土電解槽具有操作方便、工藝成熟及結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,目前仍然被稀土行業(yè)廣泛的使用。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,通過數(shù)值模擬的方法讓我們對電解槽各物理場有了系統(tǒng)的了解。但還有許多尚待解決的問題,例如氧化釹顆粒下料過程中,原料顆粒的粒徑大小和原料的投入點都會對電解過程產(chǎn)生影響。如果得不到很好的解決,顆粒就會在電解槽底部產(chǎn)生結(jié)瘤,電解槽的使用壽命會縮短。本課題以氧化釹顆粒的下料過程為主線,對電解槽內(nèi)的電解質(zhì)流場分布和顆粒運動狀況進(jìn)行模擬,得到不同粒徑下的顆粒運動情況。通過變工況的模擬,可以為實際生產(chǎn)過程顆粒的加入和后續(xù)減少結(jié)瘤物生成等提供一定的參考價值。具體內(nèi)容如下:(1)采用3kA電解槽槽型,先用歐拉法模擬電解質(zhì)流場分布,再用拉格朗日法模擬顆粒運動狀況。通過模擬得到在臨界粒徑的范圍內(nèi),粒徑越大,顆粒運動的越遠(yuǎn),但軌跡相似;同時,得到顆粒在兩電極中間位置下料最為合適。(2)研究電極插入深度的改變對顆粒運動的影響。通過對電極插入深度為150mm,185mm,220mm,255mm,280mm五種工況的模擬,發(fā)現(xiàn)電極插入深度越大,顆粒臨界粒徑越大,運動的距離越遠(yuǎn),但軌跡相似。對電極插入深度不同工況的模擬,得出220mm為最優(yōu)的電極插入深度、臨界粒徑為0.7mm,有利于控制結(jié)瘤物生成。(3)研究極間距的改變對顆粒運動的影響。通過對極間距為25mm,50mm,75mm,100mm,115mm五種工況的模擬,發(fā)現(xiàn)極間距增大,顆粒臨界粒徑減小,顆粒運動的距離變化不大,但軌跡相似。通過對不同工況極間距的模擬,得出75mm為最優(yōu)工況的極間距、臨界粒徑為1.9mm,有利于控制結(jié)瘤物生成。(4)抑制電解槽內(nèi)結(jié)瘤物的生成還有很多措施,如在電解槽內(nèi)定期加入LiF、控制好下料速度、開發(fā)新型電解槽等,這些對于延長電解槽的壽命是很有幫助的。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TF845
【圖文】：

圖1.2 Models 控制面板了非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種情況。穩(wěn)態(tài)的適用于模型中有，有來有回，比較確切，符合一個閉合回路的思想了，對于顆粒來說，入射進(jìn)去后能無限期運動，達(dá)模型包括了混合器、流化床等[40]。本次研究的是稀口，因此選擇了穩(wěn)態(tài)離散相模型。的過程中，可以對電解槽邊界條件進(jìn)行不同的參數(shù)的設(shè)置，可采用單顆粒入射、面（組）顆粒入射等求，依據(jù)實際需求來確定具體操作，在 Fluent 操作作[41]。在設(shè)置的過程中，可以根據(jù)需要來設(shè)置入射）入射點，在面（組）上確定一個具體的點來觀察

離散相模型設(shè)置對話框

-16-本課題研究的總體思路圖：圖2.1 總體思路圖2.3 課題創(chuàng)新點本課題在氟化物—氧化物體系電解槽內(nèi)對下料過程中氧化釹顆粒進(jìn)行追蹤模擬。通過對下料過程中不同粒徑下氧化釹顆粒運動軌跡的模擬，得到顆粒在電解槽內(nèi)運動情況，對需要解決的電解槽結(jié)瘤問題進(jìn)行分析，提出控制結(jié)瘤物生成的一些建議或意見。

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本文編號：2791795