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156kA铝电解槽内电解质两相流动的数值模拟

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中国有色金属学报 2006年第11期16卷 1988-1992页

作者：夏小霞周乃君崔大光包生重中南大学能源科学与工程学院

以商业CFD软件CFX4.3为平台,采用欧拉欧拉方法中多流体模型和标准湍流模型,对156kA铝电解槽内电解质层的气液两相流动流场(半槽)进行数值模拟。结果表明:阳极气体的推动对铝电解槽内的电解质运动起主要作用,电磁力的影响也较显著;电解... 详细信息

以商业CFD软件CFX4.3为平台,采用欧拉欧拉方法中多流体模型和标准湍流模型,对156kA铝电解槽内电解质层的气液两相流动流场(半槽)进行数值模拟。结果表明:阳极气体的推动对铝电解槽内的电解质运动起主要作用,电磁力的影响也较显著;电解质运动主要是以每个阳极周围的小循环为主;流速较大的区域主要分布在阳极间缝以及中缝和大面正对阳极间缝处;阳极气体的平均流速为0.199m/s,最大流速为0.74m/s;电解质的平均流速为0.079m/s,最大流速为0.717m/s;阳极以下以及大面和中缝正对阳极间缝处湍流最强。

关键词：铝电解槽电解质两相流动数值模拟

阳极中硫含量对气体分析法测量电解槽电流效率的影响

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轻金属 2022年第4期 30-34,62页

作者：王怀江周剑张正和包生重遵义铝业股份有限公司贵州遵义563000 中铝郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041

本文采用气体分析法对多个铝电解系列的多台电解槽进行了电流效率测量,规范了测量和计算方案,研究了炭阳极中硫含量对测量电流效率数值的影响。结果表明:炭阳极中的硫会使气体分析法测量电流效率的结果偏高;奥氏气体分析仪的未计量体积... 详细信息

本文采用气体分析法对多个铝电解系列的多台电解槽进行了电流效率测量,规范了测量和计算方案,研究了炭阳极中硫含量对测量电流效率数值的影响。结果表明:炭阳极中的硫会使气体分析法测量电流效率的结果偏高;奥氏气体分析仪的未计量体积和炭阳极中的硫含量是气体分析法中电流效率计算公式修正系数的主要构成因素;规范化的测量作业和合理的修正系数取值是确保气体分析法测量电流效率具有较高重现性和准确性的关键;采用本文提出的规范的测量方案和综合修正系数,能够使气体分析法测量的电流效率与平均出铝电流效率的差值小于0.3%。

关键词：铝电解气体分析法硫含量电流效率修正系数

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铝电解槽内阳极气泡运动的冷态模拟

中国有色金属学报 2006年第10期16卷 1823-1828页

作者：薛玉卿周乃君包生重中南大学能源科学与工程学院长沙410083

采用硫酸铜作电解质、石墨作阳极的电解实验模拟研究工业铝电解槽的阳极气体运动规律,以及气泡运动对电解质运动影响的规律。当阳极倾斜度小于6°时,倾角的变化对速度影响较大,阳极倾斜角的增加会加速气泡运动速度但减小气泡尺寸;阳极... 详细信息

采用硫酸铜作电解质、石墨作阳极的电解实验模拟研究工业铝电解槽的阳极气体运动规律,以及气泡运动对电解质运动影响的规律。当阳极倾斜度小于6°时,倾角的变化对速度影响较大,阳极倾斜角的增加会加速气泡运动速度但减小气泡尺寸;阳极倾斜度达到6°以上时,几乎不存在气泡合并现象,且倾角变化对气泡速度的影响变小;气泡运动对电解质的推动作用主要体现在阳极底部气泡所在的薄层内,同时在电解质的底部存在回流现象,但流速甚小,约为5 mm/s。

关键词：铝电解阳极气泡电解质流动冷态模拟

四缸汽油发动机电控系统设计及其仿真系统研究

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四缸汽油发动机电控系统设计及其仿真系统研究

作者：包生重中南大学

学位级别：硕士

电子控制技术是降低污染排放、降低油耗、提高汽油机动力性和安全性的重要手段，并且电控系统的技术水平也是衡量发动机和汽车工业水平的一个重要标准，其研究和开发越来越受到重视。本文通过跟踪国内外先进的电控技术，对四... 详细信息

电子控制技术是降低污染排放、降低油耗、提高汽油机动力性和安全性的重要手段，并且电控系统的技术水平也是衡量发动机和汽车工业水平的一个重要标准，其研究和开发越来越受到重视。本文通过跟踪国内外先进的电控技术，对四缸汽油发动机电子控制系统进行了研究和设计。主要内容包括：制定合理的空燃比和点火控制策略;在Matlab／Simulink环境中建立电控系统仿真模型，通过综合仿真验证控制策略和控制算法的可行性;建立发动机仿真标定模型，并进行仿真标定获得喷油和点火提前角的初始MAP;给出电控单元硬件电路及控制软件的具体设计方案。本文的主要结论和创新点如下： 1)采用参数模糊自整定PID控制算法控制怠速转速的稳定性，是一种较好的方案;本文通过仿真验证了其可行性和优越性。 2)通过对发动机模型进行改进和添加燃油蒸发与动态油膜模型，使其可以模拟稳态也可以模拟瞬态;利用一反正切函数来模拟氧传感器的输出特性，从而使发动机模型可以实现空燃比闭环控制的模拟;控制器模型的模块化建立方法为控制软件的模块化设计提供了理论基础。 3)建立了发动机仿真标定模型，并利用仿真标定的方法替代部分的实机试验获得初始MAP数据。在对初始MAP数据的优化处理中引入人工智能神经网络预测法，通过对比和理论分析，表明是一种较好的方法。 4)开发了一个发动机仿真标定系统。利用这种标定系统可以针对某一型号发动机进行快速的建模、仿真标定和获得初始MAP。 5)采用摩托罗拉16位高性能单片机MC9S12DP256作为电控单元的CPU，并采用成熟、简单、可靠的电路对信号处理电路和驱动电路进行了设计。仿真试验表明该设计方案可满足目前汽油发动机电控系统的要求。

关键词：汽油发动机电控系统控制策略 ECU 仿真标定

同方学位论文库评论

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含钾盐电解质对干式防渗料渗透的试验研究

轻金属 2017年第6期 28-34页

作者：包生重柴登鹏李晓星史志荣中国铝业郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041

本文通过试验,研究了纯钾盐电解质(KF-AlF_3-Al_2O_3)和含钾盐电解质(NaF-KF-AlF_3-Al_2O_3-X)对普通防渗料渗透的特点。结果表明:纯钾盐电解质以KAl F4形态的物理渗透为主,普通防渗料对其没有抗渗能力;对于KF含量固定为18.39%的含钾盐... 详细信息

本文通过试验,研究了纯钾盐电解质(KF-AlF_3-Al_2O_3)和含钾盐电解质(NaF-KF-AlF_3-Al_2O_3-X)对普通防渗料渗透的特点。结果表明:纯钾盐电解质以KAl F4形态的物理渗透为主,普通防渗料对其没有抗渗能力;对于KF含量固定为18.39%的含钾盐电解质,随着Na F含量的升高,渗透层显著减薄;增加防渗料中SiO_2含量利于提高抗渗透性能;对于分子比为1.37,KF含量18.39%的电解质,防渗料中铝硅比在0.6~0.69之间抗渗效果相对较好;在防渗料表面再撒一层石英或氧化铝都能显著提高其抗含钾盐电解质的渗透性能。

关键词：防渗料含钾盐电解质防渗机理

高钾电解质体系的物理化学性质及铝电解节能试验

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轻金属 2022年第5期 19-23页

作者：冷龙洋张正和文胜毅秦胜广包生重邱仕麟王富强遵义铝业股份有限公司贵州遵义563000 中铝郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041 沈阳铝镁设计研究院有限公司辽宁沈阳110001

本文针对某电解铝企业的高钾电解质体系(KF=5%左右),研究了初晶温度、电导率随分子比的变化规律,并开展了铝电解槽降电压综合节能试验。结果表明:运行过热度偏小可能是该高钾电解质体系铝电解的一个重要特征;分子比控制在2.4~2.5区间,... 详细信息

本文针对某电解铝企业的高钾电解质体系(KF=5%左右),研究了初晶温度、电导率随分子比的变化规律,并开展了铝电解槽降电压综合节能试验。结果表明:运行过热度偏小可能是该高钾电解质体系铝电解的一个重要特征;分子比控制在2.4~2.5区间,初晶温度和电导率变化平缓,受分子比和温度影响较小,可提高电解槽运行稳定性;能量平衡测试明确了降低侧部散热是该企业实现电解槽节能的主要方向;“四步处理法”实现了增厚炉帮、重建热平衡、降低侧部散热从而降低电解槽能耗的目标。

关键词：高钾电解质体系初晶温度电导率铝电解节能

Effect of electromagnetic force and anode gas on electrolyte flow in aluminum electrolysis cell

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Journal of Central South University of Technology 2006年第5期13卷 496-500页

作者：周乃君夏小霞包生重 School of Energy Science and Engineering Central South University

Based on the commercial computational fluid dynamics software CFX-4.3, electrolyte flow fields in a 156 kA pre-baked anode aluminum electrolysis cell were investigated in three different cases where the electrolyte melt was driven by different kinds of force, i.e. electromagnetic force only, the anode gas drag force only and both of the former two forces. The results show that when electromagnetic force was introduced only, most of the electrolyte moves horizontally; when anode gas drag force was introduced only, the electrolyte flows mainly around each anode with small circulation; when electromagnetic force and anode gas drag force were both introduced together, the structure of the electrolyte flow fields and the velocity of electrolyte are similar to that of the case where only anode gas drag force is used. The electrolyte flow fields are mainly determined by the anode gas drag force.

关键词：铝电解槽电磁力阳极气体数值模拟

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KF含量对铝电解质物理化学性质的影响研究

轻金属 2022年第2期 18-21,34页

作者：汪艳芳何飞张芳芳李刚邱仕麟王园英包生重李昌林中铝郑州有色金属研究院有限公司河南郑州450041 遵义铝业股份有限公司贵州遵义563000 内蒙古大唐国际呼和浩特铝电有限责任公司内蒙古呼和浩特010200

基于步冷曲线法、CCVC法和观察法,研究了KF含量对电解质体系初晶温度、电导率、氧化铝溶解性能和阴极电解膨胀率的影响。结果表明:初晶温度随KF含量的增加而降低,平均每增加1%的KF,初晶温度降低1.83℃左右;电导率随过热度增加而增大,过... 详细信息

基于步冷曲线法、CCVC法和观察法,研究了KF含量对电解质体系初晶温度、电导率、氧化铝溶解性能和阴极电解膨胀率的影响。结果表明:初晶温度随KF含量的增加而降低,平均每增加1%的KF,初晶温度降低1.83℃左右;电导率随过热度增加而增大,过热度每增加1℃,电导率平均增大0.009 S/cm;相同过热度下,KF每减小1%,电导率平均升高0.033 S/cm;相同过热度下,KF含量对氧化铝溶解速度的影响较小;阴极炭块的电解膨胀率随KF含量的增加而增大。本工作旨在研究KF含量对铝电解质物理化学性质的影响,为铝电解工业选择适宜的电解质成分提供理论依据。

关键词：熔盐电解 KF 初晶温度电导率溶解性能

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惰性阳极铝电解槽内的气泡行为（英文）

Journal of Central South University 2018年第3期25卷 482-489页

作者：周益文周孑民陈首慧刘志明包生重 School of Energy Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Zhengzhou Non-ferrous Metals Research Institute Co.Ltd.of CHALCO Zhengzhou 450041China

气泡的行为是惰性阳极铝电解槽设计和工艺控制必须考虑的重要因素。为了研究气泡的行为和电解质的流动形态,构建了透明铝电解槽以进行观察。试验结果表明:受阳极气体的驱动,槽内电解质围绕阴极作循环运动,并在局部区域形成旋涡。气体产... 详细信息

气泡的行为是惰性阳极铝电解槽设计和工艺控制必须考虑的重要因素。为了研究气泡的行为和电解质的流动形态,构建了透明铝电解槽以进行观察。试验结果表明:受阳极气体的驱动,槽内电解质围绕阴极作循环运动,并在局部区域形成旋涡。气体产生于阳极底掌和垂直工作面。在阳极底掌,能够观察到气泡的形成、长大、滑移和脱离等现象。然而,阳极垂直工作面产生的气体则迅速脱离,然后向上运动,途中与别的气泡碰撞,导致气泡的并聚或破碎。大部分气泡达到液面时立即逸出至空气中,少部分气泡被冲出水平液面的电解质携带着继续向上运动,形成一个波峰,然后作水平运动并最终逸出。在电解质表面,部分气泡能保持不破裂,并在电解质上滑动。通过对比分析,惰性阳极上产生的气泡比石墨阳极上产生气泡的直径小。另外,石墨阳极上的气泡不呈球形,而呈圆盘状或扁平状,惰性阳极上的气泡则近似呈球状。

关键词：惰性阳极气泡直径逸出