采用數(shù)值模擬方法建立了三維非穩(wěn)態(tài)電解質(zhì)-鋁液兩相流500 kA全槽模型,并通過(guò)鋁液流速和電解質(zhì)/鋁液的界面變形測(cè)試數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上模擬并定量評(píng)估了6種實(shí)際電解生產(chǎn)中存在的局部陰極電流增大60%對(duì)鋁液流場(chǎng)和界面變形產(chǎn)生的影響程度。結(jié)果表明,局部陰極電流增大并不能改變?nèi)鄣匿X液流場(chǎng)和界面變形的整體趨勢(shì),只是局部位置的鋁液流速和界面變形幅度略有差異,其中A2A3陰極電流增大有利于抑制B側(cè)中部的界面隆起,極距平均改善幅度為3.0%。分別通過(guò)增大電解槽兩端部,中部和A、B兩側(cè)的部分陰極電流比例對(duì)比分析了兩相流場(chǎng)變化規(guī)律。結(jié)果表明,適當(dāng)增加電解槽兩端部的陰極電流有利于抑制界面變形,尤其是A1～A4和A21～A34陰極電流增加28%可將界面隆起最大值降低2.4 mm,B7～B18的極距平均拉高9.5%。該研究為母線(xiàn)優(yōu)化和改善電解槽磁流體穩(wěn)定性提供了一條新思路。 

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【文章目錄】：
1 模型簡(jiǎn)述
    1.1 物理模型及物性參數(shù)
    1.2 數(shù)學(xué)模型
        1.2.1 兩相流VOF模型
        1.2.2 湍流模型
        1.2.3 磁流體MHD模型
    1.3 邊界條件
2 正常槽況下電解質(zhì)-鋁液兩相流場(chǎng)模擬及驗(yàn)證
    2.1 電解質(zhì)-鋁液兩相流場(chǎng)模擬
    2.2 電解質(zhì)-鋁液兩相流場(chǎng)結(jié)果驗(yàn)證
3 局部陰極電流增大對(duì)電解質(zhì)-鋁液兩相流場(chǎng)的影響
4 電解質(zhì)-鋁液兩相流場(chǎng)的優(yōu)化
5 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電解槽內(nèi)異型凸臺(tái)對(duì)電解質(zhì)/鋁液界面波動(dòng)的影響[J]. 賀鑄,李寶寬,王芳,馮乃祥.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(05)
[2]鋁電解槽電磁流場(chǎng)的數(shù)學(xué)建模與應(yīng)用[J]. 劉偉,李劼,賴(lài)延清,徐宇杰,劉業(yè)翔.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2008(05)
[3]300 kA鋁電解槽電、磁、流多物理場(chǎng)耦合仿真[J]. 李茂,周孑民,王長(zhǎng)宏.  過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2007(02)
[4]鋁電解槽磁流體的兩相模擬及其界面追蹤[J]. 周孑民,李茂,蔣勝矩.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(02)
[5]Numerical calculation and industrial measurements of metal pad velocities in Hall-Heroult cells[J]. 周萍,周乃君,梅熾,蔡祺風(fēng),姜昌偉,王志奇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2003(01)

碩士論文
[1]鋁電解槽內(nèi)熔體運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)建模及應(yīng)用研究[D]. 徐宇杰.中南大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3712487