大型铝电解槽电流效率数值建模研究

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%。     

Comparison of structure and physical fields in 400 kA aluminum reduction cells

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.     

圆柱锂离子动力电池电热特性仿真

基于COMSOL MULTIPHYSICS平台建立三维热仿真模型,定量分析不同工作电流条件下的温度分布。结果表明:单体及模块最高温度集中在中心区域,温度呈辐射状由内向外逐渐降低。在换热系数20 W/(m2·K)作用下,低于8C倍率放电可使单体电池工作在正常温度范围,而使三并五串电池模块最高温度在正常范围,放电电流应低于5C;在5C倍率下放电结束后,荷电状态(SOC)为0模块中心电池最高温度达到322.88 K,比同倍率绝热条件下单体最高温度仅低2.81 K。     

铜基合金水套综合热导率仿真分析

为考察合金管对铜基合金水套热导率的影响,建立了铜基合金水套综合传热数学模型,考察了合金管热导率对合金水套综合热导率、冷却水流速以及合金管热导率对合金水套本体与冷却水之间传热系数的影响.结果表明,设定冷却水流速为1.5 m/s时,随着合金管热导率增大,合金水套本体与冷却水之间的传热系数不断增大,合金管热导率从2 W/(m...     

气井井下节流排水采气工艺技术探讨

每个气田的开采环境不同,因此需要结合实际开采情况,为其选取一种最佳开采工艺。本文分析了每一种开采工艺的优缺点,结合苏里格气田开采工艺需求,对节流器进行改进处理,通过控制节流气井合理下深来达到提高气井携液能力的目的,从多项采气工艺中选取最佳工艺。试验结果表明,该项优化方案可以在一定程度上增加气井低压区段,有助于气井携液能力的提升。     

现代大型铝电解槽内复杂物理场的仿真计算与优化

总结了国内外在铝电解槽电热场、热应力场及电磁流场方面的研究进展,指出当前多物理场仿真计算算法的不足,介绍了最新开发的液(电解质)-液(铝)-气和液-气-固(颗粒)两类三相流模型、多物理场(电、磁、热、流、力、浓度分布场等)、磁流体稳定性和电流效率三维耦合仿真模型与算法,并提出基于多相-多场耦合仿真的大型铝电解槽结构与生产工艺综合优化方法,发现大型铝电解槽在3.7~3.9 V低电压下高效、低电耗、低排放、稳定运行的状态空间,并确立相应的工艺实现条件。     

利用子空间法识别统计能量分析参数

利用统计能量分析进行高频动力学环境响应预示的关键步骤之一是确定可靠的统计能量分析参数。该文研究了基于子空间的统计能量分析一阶功率流模型辨识和模型修正理论,基于多变量输出误差状态空间(MOESP)算法和约束优化思想,提出一种利用子空间法识别统计能量分析参数的新方法。通过算例对该方法进行了仿真验证,结果表明方法可行并具有较好的抗噪性能。最后,对L 型板结构进行了实验统计能量分析,比较了子空间方法和功率输入法结果,两者吻合很好,从而进一步验证了子空间方法的正确性。该文验证了利用瞬态时域数据进行统计能量分析模型修正和参数识别的可行性,也是对实验统计能量分析的补充和发展。     

锌浸出渣挥发窑窑衬腐蚀机理研究

采用扫描电镜(SEM)，X—射线衍射，电子探针微区分析等研究锌浸出渣挥发窑衬砖的损坏机理。查清了铬渣砖与残砖的化学成分和物相组成以及骨科刚玉和尖晶石的微观不均匀分布。铬渣砖在挥发窑反应带高温区内蚀损的主要形式为物理渗透、化学侵蚀和机械冲刷。     

GM(1,1)模型在铝电解氧化铝浓度估计中的应用研究

详细介绍了灰色GM(1,1)模型的原理及建立步骤.将CM(1,1)模型引入到铝电解氧化铝浓度估算中,对基于Kalman滤波的氧化铝浓度自适应估算模型进行修正.灰色模型建模维度为5,对采用浓度自适应估算模型得到的浓度与实际浓度的偏差序列进行预测,将预测值反馈到浓度自适应估算模型中,形成新的浓度估算值.通过对电解生产中的30余组氧化铝浓度工艺数据进行估算,结果表明,经修正后,浓度估算值与实际值变化趋势保持一致,基本能满足铝电解工业现场的应用要求.