● 摘要
目前，国内外生产高纯铝的主要方法是高纯铝三层液电解法，所用设备为铝精炼电解槽。由于目前尚无对铝精炼电解槽进行相关的热场、电磁场和流场模拟计算等基础研究，迄今为止铝精炼电解槽尚未实现自动化控制，其设计依据主要靠经验数据。近年来随着现代数学物理理论、数值模拟方法以及计算机技术的发展，尤其是ANSYS技术在工业生产中的应用，使某些行业取得了飞速的发展。因此，有必要对铝精炼电解槽进行仿真模拟研究，开发出合理的运算平台，为铝精炼电解槽的优化设计和实现自动化控制提供合理优化的参数以供参考。本论文运用有限元法建立了铝精炼电解槽静态热电场和热传导数学模型，用ANSYS软件进行仿真模拟和模型优化，并与实际铝精炼电解槽进行对比建立了优化的三维模型。在模拟和优化计算过程中，首先开发了铝精炼槽中导电部分的二维切片模型，然后对实际的铝精炼槽进行简化开发三维模型，与实际铝精炼电解槽进行对比，修正边界条件，并验证其合理性，设计和优化出了更为准确的模型。计算结果表明，所开发的数学模型与实际测量的数据想吻合，模拟平台合理准确。通过对铝精炼电解槽的各项计算的参数进行敏感性分析，获得这些参数对电解槽的影响规律，提出了优化设计铝精炼电解槽的具体方法和实际运行优化方案。关键词：高纯铝，三层液电解法，铝精炼电解槽，有限元法，三维模拟分析
相关内容
相关标签