国家自然科学基金(51004115)
- 作品数：15 被引量：39H指数：2
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- 相关领域：冶金工程动力工程及工程热物理化学工程更多>>
- 线圈绕Y轴倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流的数值模拟
- 2012年
- 通过数值分析研究圆形载流线圈绕Y轴倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流。采用毕奥萨伐定律计算磁场强度;对控制方程基本变量采用控制容积法离散,采用SIMPLE算法求解,获得空气热磁对流的流场和温度场以及壁面平均Nusselt数。研究结果表明:线圈倾斜角yeuler和磁场力数γ对多孔介质方腔内空气流场结构与传热性能有重要影响,当γ<100时,努塞尔数Num随着yeuler的变化呈现交替性增大和减小;而当γ>100时,Num随着γ的增加而增大;当yeuler=0°时,方腔上半部区域形成2个大漩涡而下半部区域形成2个小漩涡;当yeuler=±90°时,方腔下半部形成1个垂直大漩涡而顶部形成1个水平小漩涡。
- 姜昌伟李贺松陈冬林石尔朱先锋李茂
- 关键词：热磁对流数值模拟多孔介质磁场力
- 低能耗下铝电解槽阳极结构的优化被引量：17
- 2012年
- 为了进一步降低铝电解工业能耗,以仿真软件ANSYS及ANSYS-FLUENT为平台,应用阳极穿孔方式对铝电解用阳极进行结构优化,并进行工业试验,以研究其工业应用并验证仿真结果。计算结果表明:新型阳极下气泡层厚度为1.28 cm,比普通阳极气泡层厚度减少0.72 cm,对应极距电压差约240 mV;阳极表面温度最低为704.3℃,阳极电压降为379 mV,电场分布与普通阳极保持一致;阳极碳块热应力最大值为17.4 MPa,远低于碳块的许用应力。新型阳极在3台槽上进行试验,长期运行的平均槽电压比传统电解槽的降低了229 mV,穿孔阳极结构电解槽电流效率从91.15%提高到91.85%,生产每吨铝直流电耗降低了683 kW.h。仿真结果与实验结果相符,说明此结构阳极能够快速排出气泡进而减小极距。
- 李贺松曹曦田应甫
- 关键词：铝电解槽低能耗数值模拟
- 铝电解槽换极工艺下的熔体流动研究被引量：1
- 2014年
- 对175kA预焙铝电解槽在各个阳极更换的情况下的流场进行了计算,分析了不同阳极更换时的流速和界面分布,并结合电磁场的分布分析了形成流场变化的原因。结果表明:换极对流场的速度影响较大,出电侧更换角部阳极时流速最大,然后向中部递减,进电侧由中部向两侧先减少再增加,出电侧的角部阳极更换比进电侧对熔体流动扰动的影响较大;换极增大了铝液和电解质界面的最大向上和向下变形量,最大向上变形量由中间向两侧增大;计算了磁场分布和换极时的电流分布,结合洛伦兹力定律分析了换极时熔体流动变化的原因。
- 李贺松刘正华
- 关键词：铝电解槽流速场
- 铝电解槽内铝液扩散传质过程的数值模拟被引量：2
- 2014年
- 结合多相流以及湍流传质等相关理论,充分考虑湍流以及浓度边界层对传质过程的影响,引入双方程湍流传质模型封闭湍流扩散系数,建立了较为完善的铝电解槽内铝液扩散传质模型。对350kA系列槽不同磁场工况下的铝液浓度场进行数值模拟,计算结果表明:铝浓度在边界层内迅速降低,湍流区内铝浓度变化不大,在反应区内铝被阳极气体氧化,浓度显著下降;;电磁力和气泡作用力共同影响铝液扩散过程,但扩散速率主要取决于电磁力。极距间铝液浓度分布模拟结果与测试结果较为吻合,模拟电流效率损失情况与现场基本一致。因此本模型具有一定可靠性和实用性,能够为节能优化提供理论依据。
- 李贺松韦隆和
- 关键词：铝电解槽电流效率
- 铝电解槽不同因素对流场的影响被引量：1
- 2015年
- 本文根据磁流体力学相关理论和铝电解槽内的熔体流动特征,建立铝电解槽磁流体流场计算模型,利用该模型对175k A系列预焙铝电解槽进行稳态流场分析,并与该系列流场测试数据进行对比验证,并计算分析单个方向磁场、极距变化、铝水平和不均匀电流等不同工况对铝电解槽熔体流动流场的影响。
- 苏杰曹亚飞李贺松文超刘正华
- 关键词：铝电解槽数值仿真熔体流动
- 基于阳极电流波动的铝电解槽槽况诊断系统被引量：13
- 2011年
- 引言铝电解槽在正常生产过程中处于高温状态,且其内的高温熔体具有很强的腐蚀性,一般的材料在其中会很快被腐蚀。因此铝电解槽的工作状态很难直接探测并实现在线显示,
- 李贺松殷小宝黄涌波丁立伟姜昌伟
- 关键词：铝电解槽频谱小波包神经网络
- 多孔介质方腔内空气热磁对流的数值模拟
- 2012年
- 数值分析了微重力环境下圆形载流线圈绕X轴倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流。方腔左侧垂直壁面等温加热、右侧垂直壁面等温冷却,其它壁面绝热。控制方程基本变量采用控制容积法离散,求解采用SIMPLE算法。计算过程中Ra数变化范围为104～105,线圈倾斜角xeuler的变化范围为0°～90°,磁场力数γ变化范围为0～200、Da数变化范围为5×10-4～5×10-3。计算结果表明随着γ数、Ra数和Da数的增加,多孔介质方腔内对流变得越来越强。线圈倾斜角xeuler从0°到90°变化时,对流结果关于xeluer=45°呈现对称关系。
- 姜昌伟李贺松陈冬林石尔朱先锋李茂
- 关键词：热磁对流数值模拟微重力多孔介质
- 铝电解槽中Marangoni对流研究
- 2013年
- Marangoni对流是由界面张力梯度引发的,通常发生在界面张力存在梯度的多相流中。铝电解槽内熔体运动是典型的两相流问题。为此,从工业电解槽中电解质内酸度分析出发,指出该界面上界面张力存在梯度。正是这个梯度引发了铝电解槽中的Marangoni对流。在FLUENT环境下,建立了简单的铝电解槽二维两相流模型对Marangoni对流进行数值模拟。结果表明,电解质/铝液界面张力梯度引发的Marangoni对流对铝电解槽熔体运动和界面变形的影响可以忽略。
- 罗文旭李贺松
- 关键词：铝电解槽两相流数值模拟
- 应用热非平衡模型模拟梯度磁场作用下多孔介质方腔内空气热磁对流被引量：1
- 2011年
- 梯度磁场可用来控制多孔介质内空气的自然对流传热过程。利用局部热非平衡模型对圆形截流线圈水平放置时三维多孔介质方腔内的空气热磁对流进行了数值研究。控制方程基本变量采用控制容积法离散,求解采用SI MPLE算法。计算过程中Ra为103～105,磁场力数γ为0～150、Da为10-7～100。获得了空气热磁对流的流场和温度场,以及壁面平均Nusselt数并进行了比较。结果表明:γ、Ra、Da对方腔内流场和传热有重要影响,多孔介质内空气热磁对流可以通过施加梯度磁场得到强化或控制。
- 姜昌伟李贺松陈冬林石尔朱先锋李茂
- 关键词：热磁对流数值模拟多孔介质载流线圈
- 磁场对多孔介质方腔内空气热磁对流的影响被引量：2
- 2012年
- 数值分析了微重力下圆形载流线圈倾斜时多孔介质方腔内空气热磁对流.磁场计算采用毕奥-萨伐定律求解;动量方程与能量方程分别采用达西模型与局部热非平衡模型求解.计算结果表明随着磁场力数γ数和Da数的增加,方腔内对流变得越来越强.线圈倾斜角x_(euler)从0°到90°变化时,对流结果关于z_(euler)=45°呈现对称分布.Nμ_m数随线圈倾斜角的改变而变化且每个工况下局部最大Nμ_m数出现在z_(euler)=45°.局部最小Nμ_m数出现在z_(euler)=0°,90°.
- 姜昌伟李贺松陈冬林石尔朱先锋李茂
- 关键词：热磁对流数值模拟多孔介质载流线圈
