白晓
- 作品数：5 被引量：13H指数：3
- 供职机构：中南大学能源科学与工程学院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：冶金工程自动化与计算机技术一般工业技术金属学及工艺更多>>
- 炭阳极下“Fortin”型气泡运动的数值模拟
- 2015年
- 基于铝电解槽内二分之一个倾斜阳极的二维几何模型,采用VOF多相流计算方法分别对空气-水和二氧化碳-冰晶石两种系统中的单个"Fortin"型气泡的微尺度气泡运动行为进行了数值模拟研究,对比和分析了两种系统下"Fortin"型气泡的动力学特征。研究结果发现:两系统下随气泡体积增大,气泡会由扁平的椭球型变成具有厚而短的头部以及薄而长的尾部的"Fortin"型气泡;气泡终极滑移速度随气泡当量直径的增加而增大;气泡内部及周围流场存在一定差异。此微尺度研究结果可为减少阳极大气泡以及阳极效应的有效控制提供理论参考依据。
- 李茂白晓詹水清侯文渊李远
- 关键词：铝电解槽VOF
- 300 kA铝电解槽中氧化铝颗粒的溶解模拟被引量：5
- 2017年
- 在铝电解下料过程中,氧化铝颗粒吸热、结块、溶解并受到传热与传质溶解机制的综合作用。基于Open FOAM计算平台,有效区分主导颗粒溶解的控制机制,考虑气泡作用和下料后的电解质温度响应,开发铝电解槽中氧化铝颗粒传热、传质耦合溶解计算模型;利用Rosin-Rammler分布函数计算下料后电解质中氧化铝颗粒粒径分布,对实际300 k A铝电解槽中氧化铝溶解过程进行数值模拟。结果表明:前18 s氧化铝溶解50%(质量分数),属于快速溶解阶段;一个下料周期144 s结束后,剩余约1.5%(质量分数)的氧化铝未溶解,未溶解颗粒聚集,并在电解槽底部形成沉淀;仅考虑氧化铝溶解吸热的情况下,下料区位置电解质温度在前1 s快速下降,随后,电解质温度快速回升并在60 s之后呈现震荡趋势。
- 李茂高玉婷白晓李远侯文渊王玉洁
- 关键词：结块传热传质粒径分布
- 基于水模型实验的“Fortin”型气泡动力学研究被引量：1
- 2018年
- 阳极底掌下气泡的行为直接影响电解过程中相间的传热传质、阳极电流分布、槽电压降以及阳极效应的发生,对铝电解工业生产影响重大。本文基于几何和动力相似原理,设计和搭建了水模型实验平台,对不同当量直径和倾角下的气泡进行研究,选用计算分析软件MATLAB对单个"Fortin"型大气泡的形状曲线进行了拟合,得出"Fortin"型气泡形状的近似函数,探讨和分析倾斜阳极下单个大气泡的运动特征,气泡终极速度以及特征尺寸随气泡体积及阳极倾角的变化关系。
- 李茂王玉洁侯文渊张斌白晓孙帅更
- 关键词：铝电解槽水模型试验特征尺寸
- 氧化铝颗粒的溶解控制机制及其临界特征被引量：6
- 2016年
- 在铝电解工艺中,氧化铝在电解质中的溶解同时受传热与传质的控制。通过建立氧化铝颗粒溶解的传热控制模型、传质控制模型以及收缩核模型,基于Open FOAM开源软件平台,采用自编程的方法开发氧化铝溶解求解模块,对氧化铝颗粒在两种控制机制下的溶解进行数值模拟。结果表明:在传质机制控制下,其颗粒的质量溶解速率及其速率的变化梯度均随粒径的减小而降低;在传热机制控制下,其颗粒质量溶解速率也随颗粒粒径的减小而减小,但速率梯度变化不大。为了区分氧化铝溶解过程中传热与传质两种控制机制中哪种机制占主导作用,提出临界直径的定义及其判定。研究得出氧化铝颗粒临界直径为560μm,小于560μm的氧化铝颗粒溶解受传质机制的控制,大于560μm的氧化铝颗粒溶解受传热机制的控制。
- 李茂白晓李远侯文渊高玉婷
- 关键词：铝电解
- 氧化铝颗粒在传质机制控制下的溶解模拟被引量：3
- 2015年
- 铝电解过程中氧化铝的溶解过程是非常复杂的物理化学反应过程,为深入研究氧化铝颗粒溶解过程,本文建立了氧化铝颗粒溶解的传质控制模型以及收缩核模型,并基于OPENFOAM开源软件平台通过自编程开发氧化铝颗粒溶解计算模块,对50μm、100μm和200μm三种粒径氧化铝颗粒溶解计算并进行比较验证。模拟结果表明:氧化铝颗粒质量溶解速率随颗粒粒径的减小而减小,对于1mm结块氧化铝颗粒,其在20s左右溶解了50%的质量,在60s左右溶解了90%的质量,剩余10%的质量直到126s才全部溶解。
- 侯文渊李茂李远白晓
- 关键词：铝电解数值模拟
