宝鸡电解槽价格_电解槽传热数学模型

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    随着计算机技术的发展，数学模型和自动控制在各行各业中的应用越来越广泛。在铝电解工业中也不例外。
铝电解工艺是非常复杂的。影响铝电解电流效率、电耗及生产成本的因素很多，如极距、电解质分子比、铝液水平以及内衬材料等。要研究这些因索究竟会对铝电解生产产生什么样的影响. 可以采取两种方法:一种是工业试验;另外一种是建立数学模型进行计算的方法。由于建立数学模型成本低，风险小，所以现在有越来越多的人重视运用数学模型来对铝电解的生产过程进行研究
现代大型预烙阳极电解槽生产过程中，如果操作条件稳定，那么电解槽的温度场分布也将处于一个比较稳定的状态。荃于这样的前提，许多工作者对电解槽的稳态温度场进行了计算。所采用的计算方法有有限差分法和有限单元法两种。
计算中，对于槽膛内熔体(电解质和铝液)与槽帮结壳接触部分，有的研究者将其作为类边界条件进行处理，即已知结壳边界的温度为电解质的初晶温度[[51;也有研究者将其看成第三类边界条件，用流体准数计算熔体与结壳之间的换热系数，并将电解温度作为熔体的已知温度来进行计算[24);还有的研究者把熔体本身也看作计算对象，将其划入计算区域进行计算[25)。由于电解摺内熔体温度很高(900℃以上)，生产中电解槽的表面又覆盖了一层氧化铝粉，因此要确定槽内熔体的流动状态非常困难，熔体的流速、密度、枯度等参数很难准确侧定，用准数公式计算熔体与槽帮结壳之间的换热系数就有一定的不确定性。为避免使用熔体流速等参数，文献【5,9]中采用了热流管的原理对熔体与榴帮结壳之间的换热系数进行了计算。
在铝电解生产中，铝液水平的高低对电流效率有很大的影响。一般认为，采用比较高的铝液水平，可以使电解槽内的多余热量传递出去，从而起到调节槽温的作用;同时，较高的铝液水平还可以减弱水平电流与垂直磁场的交互作用力，促进铝液保持稳定，有助于弥补磁场不平衡所产生的缺点。而采用比较薄的铝液层将有利于促使槽底沉淀物熔化，降低铝液波峰的高度，使铝电解榴在较低的极距下进行生产，避免局部短路现象(2, 3, 26]。虽然已经有人用数学模型来研究电解槽的槽膛内形[s, 20,川，但研究不同铝液水平对电解槽稳定生产的槽膛形状的影响的文献报导还不多见。
铝电解的生产成本中，停槽大修费用占有一定的比例。在现代铝工业中，大型预焙阳极电解槽的寿命，国内一般为三到四年，而国外一般为七到八年。也就是说，国内电解棺的寿命比国外电解槽寿命低一半，而由此引起的成本升高是显而易见的。影响铝电解槽寿命的主要因紊之一是铝电解棺的内衬材料。研究发现，电解质熔体中的钠元累向电解槽阴极内衬材料中的渗透对阴极内衬材料的寿命长短起决定性作用【27, 28]。不同的内衬材料其有不同的抗钠腐蚀性能，同时也具有不同的导热和导电性能[29-32]O 使用不同的阴极内衬材料，将会形成不同的槽膛内形。因此，在采用抗钠腐蚀性能好的材料的同时，也要注意电解槽温度场分布及槽膛内形的变化，力求二者都能达到比较合理的状态。
在电解槽的数学模型的研究工作中，模拟电压的变化对电解槽运行状态的影响也是很重要的一部分。对一般大型预培阳极铝电解擂来说，平均电压为4.2V左右，但生产中电压是不稳定的。有研究者对电解柑棺电压随时间变化时的电解槽进行了模拟。