不同开槽阳极铝电解槽的节能性研究.pdfVIP

第１６卷第１期 材　 料　 与　 冶　 金　 学　 报 Ｖｏｌ１６ Ｎｏ１ ２０１７年３ 月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｍａｒｃｈ２０１７ ｄｏｉ １０１４１８６／ ｊｃｎｋｉ１６７１－６６２０２０１７０１００８ ： 不同开槽阳极铝电解槽的节能性研究 孙美佳，李宝宽，王 强，彭建平　 （东北大学 冶金学院，沈阳 １１０８１９） 摘 要：　 基于有限体积方法，建立三维传统阳极、纵向开槽和横向开槽阳极铝电解槽非稳态数学模型，采用 磁动力流体模型 （ＭＨＤ）中电势法计算电磁场，把电磁力作为动量方程的源项，通过流体体积函数 （ＶＯＦ） 法追踪电解质 铝液界面的波动，用离散相模型 （ ）追踪气泡的运动路径 对比分析传统阳极、纵向 － ＤＰＭ ． 开槽和横向开槽阳极铝电解槽中电解质－铝液界面波动和气泡分布情况． 结果表明，纵向开槽阳极下电解质 －铝液界面波动幅度小于横向开槽阳极下的电解质－铝液界面波动幅度，且都小于传统阳极下电解质－铝液 界面波动幅度 纵向开槽阳极底部的气体体积分数最小． ． 关键词：铝电解槽；开槽阳极；界面波动；极距 中图分类号：ＴＦ８２１　 　 文献标识码：Ａ　 　 文章编号：１６７１６６２０（２０１７）０１００４２０５ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｏｆ ｓｌｏｔｔｅｄ ａｎｏｄｅ ｃｅｌｌｓ ｉｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ Ｓｕｎ Ｍｅｉｊｉａ Ｌｉ Ｂａｏｋｕａｎ Ｗａｎｇ Ｑｉａｎｇ ＰｅｎｇＪｉａｎｐｉｎｇ ， ， ， Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８１９ Ｃｈｉｎａ （ ， ， ， ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｖｏｌｕｍｅｍｅｔｈｏｄ，ａｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｔｒａｎｓｉｅｎｔｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｌｏｔｔｅｄ ａｎｏｄｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｅｌｌ ｗａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｆｌｏｗ ａｎｄ ｇａｓｂｕｂｂｌｅｂｅｈａｖｉｏｒ． Ｍａｇｎｅｔｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ （ＭＨＤ）ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ． Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｏｒｃｅ （ＥＭＦ）ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ａ ｓｏｕｒｃｅ ｔｅｒｍ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｅｑｕａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ ｏｆ ｆｌｕｉｄ （ＶＯＦ）ａｐｐｒｏａｃｈ ｗａｓ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｔｒａｃｋ ｔｈｅ ｂａｔｈ － ｍｅｔａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ． Ｔｈｅ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｍｏｄｅｌ （ＤＰＭ）ｗａｓ ａｐｐｌｉ