导流型铝电解槽烟气预热时多场耦合数值模拟
导流型铝电解槽是一种新型槽,与常规槽一样,预热焙烧方法对槽寿命起着重要作用.由于导流槽中阴极表面做成斜坡状,且开有聚铝沟,因此与焦炭预热焙烧法相比较,烟气预热焙烧法更适用于导流型铝电解槽.作者基于常规槽的研究经验,应用ANSYS商业软件,对156kA导流型铝电解槽在烟气预热与焙烧过程中的非稳态温度场与速度场进行了多场耦合数值模拟,旨在通过槽体内温度场的分析,对烟气预热焙烧方式的可行性进行评估,从而为导流槽的工业化提供理论依据.结果表明:经过72小时的烟气预热焙烧,导流槽阴极碳块表面的平均温度为910℃,聚铝沟平均温度为846℃,槽底平均温度为64.1℃,基本上可以满足导流槽启动的工艺要求.但是,如果气体喷嘴采用常规槽的布置方案,则在喷嘴侧的阴极碳块表面存在较大的温度梯度与低温区.为改进气体预热与焙烧导流槽的效果,对端部喷嘴的角度进行了调整,导流槽中的温度分布得到了明显的改善.通过对喷射角由0o变化到30o各种工况的温度场的模拟,得到了当喷射角为15o左右时温度场分布较优的结论。
导流型电解槽 铝电解槽 烟气预热焙烧 数值模拟 多场耦合 温度场
周萍 王志奇 周乃君
中南大学能源科学与工程学院,长沙,410083 湘潭大学机械工程学院,湘潭,411105
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2006-01-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）