预焙铝电解槽炉膛内形仿真模拟

良好槽帮的形成对于大型预焙铝电解槽调节电解热平衡，保护槽内衬，提高电流效率和延长槽寿命具有很重要的作用-l J。
对于一个设计合理、运行正常的普通预焙铝电解槽，要求槽帮厚度适当，一方面为电解保持合理的热平衡，另一方面对内衬起到很好的保护作用。槽帮太薄会引起槽侧壁过量散热，加剧熔体对内衬的冲刷和腐蚀；太厚又会影响电解槽侧部散热，限制正常电解质流动和氧化铝传质。理想的伸腿长度要求其末端位于阳极正投影的边缘。
伸腿过长，使铝液中水平电流增大，引起铝液波动加剧，影响电解稳定性；伸腿太短，又会使阳极侧部铝液表面积增大，二次反应增加，从而使电流效
率降低。因此，槽膛内形对电解槽电流分布、熔体流动、电流效率以及吨铝消耗都有很大的影响[2] 2。电解槽设计必须保证较好的槽膛内形的形成，这
样才能保持正常的电解。另外，对于电解槽热平衡计算，必须首先建立起一个准确的计算模型，当槽体其它物性参数一定时，槽膛内形的确定就成
了影响热平衡的关键性因素。因此，在电解槽设计和热平衡计算时，准确的槽膛内形模拟方法显得尤为重要。
梅炽等人采用有限差分法计算了电解槽阴极部分的温度分布，从而为槽膛内形的计算提供了依据L1 J。梁芳慧等人采用有限元法对电解槽内温度分布进行了计算，并确定了槽膛形貌。我们于2002年11月对青铜峡铝厂两台200
大型预焙铝电解槽的槽膛内形进行了现场测试，并通过计算机仿真对槽膛形貌进行模拟。本文论述的工作旨在为青铜峡铝厂200 kA大型预焙铝电解槽建立一个槽膛内形的二维计算模型，为
下一步热平衡计算和设计评估做准备。此模型在Mare使用的计算模型基础上进行了方法改进和程序优化，使用有限元软件通过程序循环迭代模拟出其槽膛形貌，其计算结果能较好地与工厂实测值吻合。

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