国家高技术研究发展计划(2008AA30504)
- 作品数：8 被引量：23H指数：3
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- 160kA预焙铝电解槽电流强化后热平衡的数值计算被引量：1
- 2011年
- 电流强化是提高铝电解槽产能和劳动效率的有效途径,但同样会带来热场等槽况的波动,需要调节相关生产工艺以维持热量平衡,确保生产的平稳运行。本文以某160kA中小型铝电解槽为对象,采用有限元分析软件ANSYS平台进行电热平衡数值仿真计算。结果表明,当该型电解槽电流强化至180kA时,将极距和上部氧化铝覆盖料厚度分别降低10mm和15mm,并将铝水平提高20mm,可维持良好的热平衡状况。工业实验证明,通过同时对控制精度及工艺的调整,该槽型电流效率从92.5%提高到93.5%,直流电耗由13600kWh/t-Al降至12400kWh/t-Al。
- 张红亮张翮辉李劼吕晓军徐宇杰崔喜风丁凤其邹忠
- 关键词：铝电解电解槽热平衡
- 5kA级惰性阳极铝电解槽热平衡仿真被引量：4
- 2009年
- 使用有限元软件Ansys仿真计算5kA级惰性阳极铝电解槽的槽膛内形及热平衡情况。结果表明:过热度和侧部炭块类型对槽膛内形产生显著影响,过热度增加10℃,槽帮厚度减少约50%,伸腿宽度减少约30%;侧部炭块散热性越好,槽帮厚度和伸腿宽度越大;半石墨质类型的侧部炭块能够在保证形成满足要求的槽膛内形时降低热量损失,建议采用这类侧部炭块;采取一定措施后,采用半石墨质阴极和石墨化阴极的电解槽均能实现热平衡,石墨化阴极电解槽比普通阴极电解槽所需能量约多9%,但在热平衡时阴极底部等温线分布更合理。
- 李劼王志刚张红亮赖延清徐宇杰
- 关键词：铝电解惰性阳极电解槽热平衡
- 槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽电热场影响仿真研究被引量：1
- 2010年
- 提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在分别采用普通阴极、石墨化阴极下的电热场分布情况。计算结果表明:不同槽型电解槽在初始条件下热量不平衡,但在强化电流、增加极距、加强保温后,均能实现热平衡;采用石墨化阴极需要输入更多的热量才能实现热平衡,但能够使阴极底部等温线分布更合理;在同样达到热平衡时,槽型2结构略优于槽型1。
- 王志刚张红亮赖延清
- 关键词：铝电解惰性阳极电解槽电热场数值模拟
- 铝电解金属陶瓷惰性阳极气体及电解质流场仿真被引量：6
- 2010年
- 采用有限体积法仿真计算惰性阳极气体运动及其带动下的电解质流动,并研究工艺及结构参数对阳极气体和电解质流场的影响。研究结果表明：电解质沿阳极中心呈对称循环流动,距离阳极气体越近,电解质流速越大;气体流速随气泡直径的增大而增加,电解质流速先下降后增加,气泡直径控制在3 mm为宜;若电流、电解温度和阳极浸入电解质深度增加,则气体的平均流速降低,电解质平均流速增加,应适当降低电流、电解温度和阳极浸入电解质深度;极距增加,则气体平均流速增加,电解质平均流速降低,可适当增加极距;阳极结构本身对流场结果有一定影响,若阳极半径增加,则气体的平均流速增加,电解质平均流速降低,合理的阳极倒角半径为35~40 mm。
- 张红亮王志刚李劼赖延清
- 关键词：铝电解惰性阳极阳极气体电解质流场仿真
- 槽型对5kA级惰性阳极铝电解槽流场影响仿真被引量：3
- 2012年
- 提出了两种5 kA级惰性阳极铝电解槽结构,使用有限元仿真方法计算了不同槽型电解槽在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的流场和界面波动情况。计算结果表明:铝液运动主要受电磁力控制,电解质运动主要受阳极气体控制;槽型1比槽型2整体流速更低,界面波动更小。
- 王志刚张红亮
- 关键词：铝电解惰性阳极电解槽流场
- 阴极炭块材料对铝电解槽电热场影响的研究被引量：3
- 2011年
- 阴极炭块材料的选取与铝电解槽的经济效益密切相关。以某180 kA级铝电解槽为例,采用有限元分析软件ANSYS建立电热场数学模型,分析比较了半石墨质、半石墨化和石墨化三种阴极炭块材料对电解槽电热场的影响。结果表明,上述三种情况下的阴极炭块欧姆压降分别为0.286 V、0.226 V和0.142 V,总散热量分别为333 kW、339 kW和346 kW,采用石墨化阴极炭块的节能效果最好,而半石墨化阴极炭块次之。
- 张翮辉张红亮崔喜风徐宇杰杨帅
- 关键词：铝电解电解槽电热场ANSYS
- 5kA级惰性阳极铝电解槽流场仿真研究被引量：2
- 2010年
- 针对铝电解槽流场计算方法的不足,率先提出一种用于铝电解槽流场仿真计算的间接耦合方法,并使用此方法对5 kA级惰性阳极铝电解槽分别在电磁力、阳极气体、电磁力和阳极气体共同作用下的电解质和铝液流场分布情况进行了仿真计算。计算表明,计算方法能够合理计算出电解质和铝液在任一体积力作用下的流场分布。5 kA级惰性阳极铝电解槽电解质流动主要受阳极气体控制,铝液流动主要受电磁力控制。电解质在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的平均流速分别为1.784 cm/s、3.657 cm/s、3.814 cm/s,铝液平均流速分别为1.295 cm/s、3.509 cm/s、3.696 cm/s。
- 王志刚李劼张红亮赖延清
- 关键词：铝电解惰性阳极电解槽流场数值模拟
- 基于ANSYS的铝电解槽电场数值仿真研究被引量：5
- 2010年
- 铝电解槽的电场作为形成各物理场的基础,其分布好坏直接影响电解槽的生产。采用基于ANSYS的仿真分析方法研究了铝电解槽的电场分布。采用有限元法,建立了铝电解槽电场的数学模型,并利用有限元仿真分析软件ANSYS建立电解槽三维电场有限元模型,计算了铝电解槽各导电部分的电场分布,总结了分布规律,为电解槽多物理场优化提供基础。其仿真结果与实测结果相吻合,验证了方法的正确性。
- 高洁张红亮阳春华
- 关键词：铝电解槽电场有限元法ANSYS
