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国家自然科学基金(51104187)

作品数:10 被引量:46H指数:5
相关作者:张红亮徐宇杰李劼杨帅张翮辉更多>>
相关机构:中南大学南瑞(武汉)电气设备与工程能效测评中心更多>>
发文基金:国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
相关领域:冶金工程化学工程理学更多>>

文献类型

  • 10篇中文期刊文章

领域

  • 9篇冶金工程
  • 1篇化学工程
  • 1篇理学

主题

  • 9篇电解
  • 9篇铝电解
  • 8篇电解槽
  • 8篇铝电解槽
  • 4篇数值模拟
  • 4篇值模拟
  • 2篇大型铝电解槽
  • 2篇电流效率
  • 2篇预焙
  • 1篇电耗
  • 1篇电解质
  • 1篇电热
  • 1篇电热场
  • 1篇多相流
  • 1篇虚拟现实
  • 1篇阳极
  • 1篇阳极气体
  • 1篇阴极
  • 1篇阴极钢棒
  • 1篇有限元

机构

  • 9篇中南大学
  • 3篇南瑞(武汉)...

作者

  • 8篇张红亮
  • 7篇徐宇杰
  • 6篇李劼
  • 5篇杨帅
  • 4篇张翮辉
  • 3篇邹忠
  • 3篇赖延清
  • 1篇宗传鑫
  • 1篇尹诚刚
  • 1篇崔喜风
  • 1篇王振宇
  • 1篇邱泽晶

传媒

  • 2篇有色金属(冶...
  • 2篇轻金属
  • 2篇中国有色金属...
  • 2篇中南大学学报...
  • 1篇有色冶金设计...
  • 1篇Journa...

年份

  • 2篇2015
  • 2篇2014
  • 1篇2013
  • 5篇2012
10 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
全数字化500kA虚拟铝电解槽被引量:1
2015年
以某500kA特大型铝电解槽为对象,通过数值仿真研究得到电解槽各物理场的分布结果,进而提出一种将仿真结果与虚拟现实技术相融合的方法,最终创建一个数字化的500kA虚拟铝电解槽。通过在3D虚拟现实平台上展示的结果表明,该成果能够创建一个完全基于计算机的虚拟世界,能让参与者非常直观地全面掌握电解槽结构、槽内物理场的分布等,从而为铝电解的培训、展示、槽况诊断等提供强有力工具。
邱泽晶张红亮王振宇李劼
关键词:数值模拟虚拟现实
工业铝电解直流电耗与电流效率的经济关系研究被引量:2
2014年
槽电压降低的同时伴有电流效率损失是铝电解工艺调整中较常出现的情况,本文以铝电解企业的实际经济效益为考察对象,定量分析了直流电耗和电流效率的经济关系,建立了不强化电流和强化电流情况下与电流效率降低值相对应的节电费阈值、节能阈值和降槽电压阈值的计算方法,为企业选择最经济适宜的工艺技术条件提供支撑。
张红亮李劼徐宇杰邱泽晶王振宇江南
关键词:铝电解直流电耗电流效率
大型铝电解槽电解质流场涡结构的数值模拟被引量:12
2012年
针对铝电解槽内熔体旋转流动的特点,提出使用涡量和旋转强度来对其涡结构进行定量解析,并以某300kA槽电解质流场为研究对象,使用CFX12软件平台进行数值模拟。结果表明:极间水平截面和阳极间缝垂直截面的旋转强度最大值分别为1.611和1.961 s 1,其绝对涡量最大值分别为4.002和3.391 s 1;阳极气泡的搅动使阳极周围电解质中成对出现反向对称小涡;而电磁力的不均匀性导致部分阳极底部出现不对称大涡;阳极中缝和间缝相交位置的绝对涡量超过4 s 1,在该位置布置下料点有利于氧化铝的分散。故运用涡分析法能得到更为丰富和精确的流场信息,为槽结构的设计提供理论指导。
李劼张翮辉张红亮徐宇杰杨帅赖延清
关键词:铝电解槽电解质涡量数值模拟
铝电解槽钢棒加高型阴极对铝液中水平电流的优化被引量:13
2012年
为减小传统铝电解槽内铝液中存在的较大水平电流,提出一种阴极钢棒加高型阴极。采用含电接触的有限元模型计算钢棒加高型阴极结构的电场,考察此种阴极对于铝液中水平电流的优化作用。计算结果表明:选择合适的加高位置及加高高度可使铝液中X向水平电流密度的最大值和平均值有效减小,并且可以优化X向水平电流密度的分布,而对于减小Z向水平电流密度的最大值也有一定作用。以300 kA铝电解槽的阴极为例,在距阴极炭块边缘800 mm处钢棒上加高70 mm至90 mm时为最佳加高设计;同时钢棒加高型阴极结构的电压降小于传统结构的,铝液中的等势线分布更平缓。
杨帅李劼徐宇杰张红亮张翮辉邹忠赖延清
关键词:铝电解
铝电解槽异型阴极钢棒的对比仿真研究被引量:6
2013年
减小铝液中水平电流是实现铝电解槽节能降耗的重要手段之一。本文针对当前出现的五种有代表性的异型阴极钢棒,在有限元商业软件ANSYS平台上分别建立其相应的三维电热场耦合切片计算模型,在兼顾槽底压降变化等因素的情况下,分析和对比了这些钢棒在减小铝液中水平电流方面的效果。结果表明:相比于传统阴极钢棒,五种异型阴极钢棒都能不同程度地减小铝液中的水平电流,但除方案二的阴极钢棒外,都在一定程度上增大了阴极压降;同时阴极炭块和钢棒的电流密度也都有所改变。
李劼尹诚刚张红亮杨帅徐宇杰宗传鑫
关键词:铝电解槽电热场数值模拟
Comparison of structure and physical fields in 400 kA aluminum reduction cells被引量:1
2014年
To investigate the differences and the development trends of the 400 kA aluminum reduction cell, four representative cells were deeply analyzed. By using numerical simulation methods in ANSYS software, the structure parameters were firstly compared, and then three-dimensional models of electric-magnetic-flow field were built and solved with finite element method(FEM). The comparison of the structures reveals that the cell bodies are similar while the current flow path and distribution ratio of bus bars are different. It appears that most of the current(70%-80%) in side A are used as the magnetic field compensation current and flow through two ends. The numerical simulation results indicate that the distributions of magnetic fields are different but all satisfy with the magnetohydrodynamics(MHD) stabilization, and the flow patterns are all two or multi vortexes with appropriate velocities. The comparison shows that all studied cells can satisfy with the physical field requirement, and the commercial applications also verify that the 400 kA cells have become the product of the mature and world's leading technology.
丁吉林李劼张红亮徐宇杰杨帅刘业翔
大型铝电解槽电流效率数值建模研究被引量:5
2015年
对铝电解槽内电流损失机理和现代大型槽(>400kA)的强湍流特征进行剖析,采用界面更新理论描述铝液—电解质界面附近的传质行为,建立了电流损失计算方程、质量传递系数方程及电流效率全域计算方程,进而结合多相流体力学及熔盐电化学相关理论,在CFX平台上建立了关联熔体运动的大型铝电解槽电流效率全域数值计算模型。应用该模型对某400kA级大型铝电解槽的电流效率进行了瞬态实时计算,求得全槽时均电流效率约为92.57%。
邱泽晶张红亮徐宇杰王振宇
关键词:铝电解槽电流效率数值模拟多相流
铝电解槽预焙阳极开槽对气泡排出的影响被引量:9
2012年
采用数值仿真的方法计算在铝电解槽预焙阳极上开槽后的气泡电解质流场,从阳极底掌下电解质中气泡分布的角度考察阳极不同开槽方式对气泡排出的影响。结果表明:阳极不开槽时底掌下电解质中的气泡可以分为2层,靠上的一层为方形薄层,靠下的一层为聚集于中部的半方半椭圆的气泡层,整个气泡层厚度较大且气泡含量多;开槽位置及开槽数量均对在阳极长度方向开槽的排气效果有较大影响,合理开槽能明显加快气泡的排放,消除中心聚集的部分气泡层;在阳极宽度方向开槽也可以促进气泡排放,但其效果主要受开槽数量的影响;在阳极竖直方向开槽对减小气泡层厚度和气泡含量作用不太显著。
杨帅张红亮徐宇杰张翮辉邹忠李劼赖延清
关键词:铝电解阳极气体
预焙铝电解槽三维槽帮形状的模拟计算被引量:6
2012年
应用APDL语言设计一种新型的三维槽帮形状计算算法,通过循环调用前处理、求解和后处理模块,自动调整三维槽帮表面节点坐标,实现铝电解槽三维槽帮形状的计算。选择成熟的180kA铝电解槽作为研究算例,在有限元软件ANSYS的平台上建立四分之一槽电热模型,并引入热接触来描述熔体与槽帮、阳极和阴极等之间的对流传热,进行三维槽帮的数值仿真研究。采用这种三维计算方法可以更加真实的考虑铝电解槽的结构和工艺参数情况,电热耦合计算又将电场对热场的影响考虑在内,更加符合实际情况。研究结果表明:该算法得到的槽帮形状与实测结果基本一致,同时验证铝电解槽槽帮在小面厚度大于大面厚度,而在角部处槽帮最厚的规律。该方法可为新型铝电解槽设计提供技术支撑。
崔喜风邹忠张红亮李劼徐宇杰
关键词:铝电解槽有限元
铝电解槽熔体涡运动对界面变形影响仿真研究
2012年
维持较小的铝电解槽内铝液—电解质界面变形对控制极距(ACD)进而降低电解能耗具有重要的意义。以某300 kA预焙阳极铝电解槽为例,采用有限元分析软件ANSYS和计算流体力学软件CFX进行了电磁流场仿真,解析得到铝液—电解质的界面变形和熔体涡结构分布情况。研究发现,界面在涡结构的内部区域下凹而在涡外部边缘则向上隆起,相邻大涡连接区域的界面隆起高度较大;提高槽内水平电磁力分布的对称性可使熔体涡运动更为均匀,也是减小界面波动并维持规则的界面变形的有效途径。
张翮辉张红亮徐宇杰杨帅
关键词:铝电解电解槽
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