ЧИСЛЕННАЯ МОДЕЛЬ ПОВЕДЕНИЯ ГАРНИСАЖА В АЛЮМИНИЕВОМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ

Описание

Перевод названия: A COMPUTATIONAL MODEL OF LEDGE BEHAVIOR IN ALUMINUM REDUCTION CELL

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Ключевые слова: гарнисаж, ledge, heat transfer through onboard lining, the equations in private derivatives, obvious allocation of the front of crystallization, a method of "catching of the front in phase knot", теплопередача через бортовую футеровку, уравнения в частных производных, явное выделение фронта кристаллизации, метод "ловли фронта в фазовый узел"

Аннотация: Процесс получения алюминия путем электролитического разложения глинозема является очень энергозатратным. Лучшие российские и зарубежные электролизеры и технологии имеют показатель 13 кВт/час/кг алюминия, на старых сериях этот показатель может достигать до 17 кВт/час/кг алюминия. При этом половина подводимой энергии расходуется в виПоказать полностьюде теплопотерь в окружающую среду. В настоящее время во всем мире конкурентоспособность алюминиевых заводов в первую очередь определяется их возможностью снизить энергопотребление. Разрабатываемые способы энергосбережения в основном направлены на создание новых конструкций электролизеров. При этом совершенствование алгоритмов управления на уже работающих конструкциях также может внести значительный вклад в снижение расхода электроэнергии. Перспективными являются алгоритмы, использующие адекватные математические модели технологического процесса. В настоящей статье рассматривается часть математической модели теплообмены в алюминиевом электролизере, рассматривающая теплопередачу через бортовую футеровку и процессы плавления - кристаллизации гарнисажа, имеющегося на внутренней поверхности стенки ванны и вносящего нелинейные аспекты в управление этим металлургическим аппаратом. Представлена новая численная одномерная модель поведения гарнисажа, позволяющая рассчитывать динамическое изменение температур по сечению борта электролизера и положение фронта кристаллизации. Модель использует динамическое одномерное уравнение теплопроводности, гараничные условия 1 и 3 рода, условие Стефана и метод явного выделения фронта кристаллизации. С использованием разработанного программного обеспечения проведено сравнение расчетов динамики температур бортовой футеровки и толщины гарнисажа различными моделями. Показано, что разработанная модель лучше учитывает характеристики переходных процессов теплообмена при воздействиях, и может быть использована при разработке алгоритмов управления заданным напряжением на алюминиевых электролизерах.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Информационные технологии и математическое моделирование в экономике, технике, экологии, образовании, педагогике и торговле

Выпуск журнала: 9

Номера страниц: 32-50

Место издания: Красноярск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Авторы

Вхождение в базы данных