鋁電解槽的多物理場仿真研究.pdf

1、鋁工業(yè)是高能耗產(chǎn)業(yè)。工業(yè)上生產(chǎn)鋁采用電解法,鋁電解過程要耗費(fèi)大量的電能。在我國能源短缺、電力供應(yīng)緊張的大環(huán)境下,提高鋁電解槽電流效率在鋁電解生產(chǎn)中具有重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。電解效率與電解槽運(yùn)行狀態(tài)息息相關(guān),研究鋁電解槽運(yùn)行過程中的各物理場是提高電解效率的理論基礎(chǔ)。
　　對電解槽的物理場仿真分析,始于上世紀(jì)八九十年代,至今雖已發(fā)展了二十多年,但限于科技水平,全槽仿真模擬和多物理場間接耦合分析相對較少。尤其是國內(nèi),絕大部分的研究是針對

2、單物理場或者電-熱、熱-力等簡單的直接耦合分析,使用模型也大多為切片、1/4槽等不完全模型。如何將這些零碎不全面的研究工作綜合起來,用于對鋁電解槽物理場更全面更準(zhǔn)確的計(jì)算分析,對提高鋁電解槽的電流效率、降低鋁工業(yè)能耗具有重要意義,也是未來電解槽仿真計(jì)算發(fā)展的必然方向。
　　本文利用有限元軟件ANSYS建立了某鋁電解槽的1/4槽模型、1/2槽模型和全槽模型,對其進(jìn)行了爐幫修正、電-熱以及電-磁耦合分析。計(jì)算考慮了電解槽電流輸入與輸出