10kA底部陰極稀土電解槽電—磁—流多物理場(chǎng)耦合仿真.pdf

1、上插式陰、陽極稀土電解槽在生產(chǎn)過程中暴露的諸多問題,已有人探索開發(fā)新的電解槽槽型,提出了底部陰極稀土電解槽。本論文在前人研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考察該槽型的實(shí)用性,利用數(shù)值模擬方法計(jì)算了底部陰極稀土電解槽內(nèi)的電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及在電磁力影響下電解質(zhì)的運(yùn)動(dòng)。
　　首先,利用ANSYS軟件計(jì)算了底部陰極稀土電解槽的電場(chǎng)和電位分布,考察極距為11cm、12cm、13cm、14cm、15cm五種不同情況下電場(chǎng)的分布,由電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),利用ANSYS電

2、磁耦合模塊,直接耦合法計(jì)算得到電解槽內(nèi)的磁場(chǎng)分布。結(jié)果表明:(1)陽極與陰極之間是電流集中通過的區(qū)域,此處電場(chǎng)強(qiáng)度線最為密集,電位梯度較大,電場(chǎng)強(qiáng)度也較大。(2)陰、陽極之間的電場(chǎng)分布最為密集且平行分布,而且在數(shù)值上也較大,而陽極與槽壁間電場(chǎng)強(qiáng)度較為稀疏且較小,并有下部到上不逐漸減小。(3)熔體的電壓隨著極距的增加而增大,電場(chǎng)強(qiáng)度隨著極距的增加而減小。
　　在計(jì)算得到電場(chǎng)和磁場(chǎng)后,將得到的電磁力作為載荷加載到流體上,利用間接耦合法