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文檔簡介
1、能量平衡的測算是檢驗鋁電解槽設計并指導生產(chǎn)的重要手段,因此,對能量平衡的研究受到廣泛重視。在能量平衡的測量與計算中,熱損失計算的準確性將直接影響能量平衡計算的可靠性。而鋁電解槽槽殼側(cè)部散熱損失,占總散熱損失的比例較大(約占35%以上),對鋁電解槽的散熱具有重要影響。所以,探討準確地計算鋁電解槽殼散熱損失具有重要的意義。 本文以ANSYS商業(yè)軟件為平臺,以240kA預焙鋁電解槽為研究對象,對物理模型進行適當簡化,取鋁電解槽半槽側(cè)部
2、切片為解析區(qū)域,建立側(cè)部槽殼的二維和三維電熱仿真模型,對鋁電解槽側(cè)部槽殼的穩(wěn)態(tài)溫度場及散熱損失分布進行了數(shù)值仿真研究。 本文的主要創(chuàng)新點及結(jié)論: (1)本文利用鋁電解槽半槽切片電熱仿真模型對鋁電解槽槽殼側(cè)部散熱進行了計算分析,得出了鋁電解槽側(cè)部散熱分布規(guī)律及影響因素,并準確的計算出槽殼側(cè)部熔體區(qū)、陰極區(qū)及保溫區(qū)的熱流值,計算結(jié)果與實測值基本相符,為準確計算分析鋁電解槽槽殼側(cè)部散熱提供了一種新的方法和手段。 (2)
3、本文在研究鋁電解槽側(cè)部散熱損失時,將對流與輻射換熱耦合仿真計算(而不再使用復合換熱系數(shù)統(tǒng)一求解),分別得出其分布規(guī)律以及各個區(qū)域的對流換熱和輻射換熱的熱流值,同時指出輻射散熱在鋁電解槽側(cè)部散熱中的重要作用,計算結(jié)果更加合理。 (3)根據(jù)仿真結(jié)果,并針對不同區(qū)域的側(cè)部散熱規(guī)律,分區(qū)域修正了散熱公式,分別得到熔體區(qū)、陰極區(qū)和保溫區(qū)的對流、輻射散熱損失的計算公式。同時利用ANSYS輻射單元準確求解出輻射換熱的角系數(shù),為求解輻射換熱損失
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