镁电解槽的冷模实验与数值模拟研究

基于镁电解槽冷模实验建立数值模型.并根据一定的边界条件和初始条件,应用商用CFD软件Fluent对此模型进行数值求解.结果表明,计算所得与PIV测得的实验数据在一定精度范围内相符.因此所建立的数值模型可以描述工业镁电解槽流场分布并进行电解槽的结构优化.     

延长镁电解槽石墨阳极板使用寿命的措施

分析了镁电解槽石墨阳极板破损的原因，论述了一系列相应的技术措施，结果是延长了石墨阳极板使用寿命和槽龄，保证了正常生产。     

几种镁电解槽型比较

近年来在海绵钛产能的扩张中,双极性槽几乎成为海绵钛企业的标配。它虽然有着诸多的优点,但其昂贵的造价以及高昂的"技术转让费"却拉升了海绵钛的生产成本。而无隔板槽以其简单的结构、低廉的造价、相对较长的使用寿命,以及能适应多种原料而受到青睐。对它稍加改造,仍不失为一款适用于海绵钛生产的镁电解槽。尤其在土地资源相对宽松,电价相对便宜的地区,优势更加明显。     

镁电解槽场研究进展

金属镁生产方法分为电解法和热还原法。本文综述了电解法中的关键设备电解槽内部流场的研究现状,镁电解槽内部流场研究的方法分为热模实验、数值模拟、冷模实验三种,针对各种方法进行了探讨,分析各种方法的优缺点,指出了电解槽流场研究的发展方向。     

镁电解槽阳极氯气及电解质的流动特性

本实验采用透明石英电解槽对电解过程中阳极氯气泡的运动特征进行观察和测定，并采用水力模拟的方式研究了工艺参数和模拟槽结构变化对流体流动状态的影响。     

关于提高镁电解槽石墨阳极寿命的几点建议

分析了镁电解槽石墨阳极损坏的原因，提出应组织生产镁电解用的的专用石墨电极，采用偏磷酸盐高温浸渍石墨电极，认真做好石墨电极的加工制作，加强管理和维护是提高石墨阳极的重要措施。     

复合阳极电解制镁的研究

本文介绍了氧化镁-炭复合阳极的实验室制备方法及用复合阳极电解时分解电压、反电动势和阳极过电压的测定结果。     

前苏联的镁电解槽

介绍了前苏联在炼镁工业上所采用的无隔板镁电解槽,列出了用同样电解质成份在不同的无隔板电解槽试验条件下的技术指标及近年试车投产的较先进的镁生产流水线。     

110kA无隔板镁电解槽热平衡测试及分析

介绍了国内某厂对大型无隔板镁电解槽热平衡测试的情况，通过热平衡测试的结果分析，提出了改进措施。     

110kA无隔板镁电解槽热平衡测试及分析

介绍了国内某厂对大型无隔板镁电解槽热平衡测试的情况,通过热平衡测试的结果分析,提出了改进措施。     

PIV测速技术分析异型坯连铸结晶器流场

通过建立1[∶]1异型坯结晶器物理模型，采用PIV粒子测速技术，研究断面尺寸为767.3 mm×383.1 mm×103.2 mm异型坯结晶器不同工艺参数条件和不同水口结构对结晶器内流场的影响。PIV实验结果表明，减小拉速和增大水口底部内径可以有效地减小冲击深度，结晶器深度860 mm处水口中心最大流股速度分别下降了27.96%和41.46%；增加拉速和减小水口浸入深度可以提高流场下旋涡上顶点位置。通过减小拉速和浸入深度，增大水口底部内径可以改善结晶器内流场。     

阀腔内速度场的PIV测量

本文利用流场可视化技术对液压滑阀中的流场进行了实验测量。通过对相似模型中的速度场进行图象采集,经过图象处理与分析,得到了流场内某些点上速度的近似值,并通过插值方法得到全流场的速度。     

PIV技术在中间包和结晶器流场模拟中的应用

针对异断面浇注,即同一板坯双流中间包内浇铸时,各流拉速和断面不同,生产不同规格铸坯的问题,采用用粒子成像测速技术（Particle Image Velocimetry,PIV）研究了钢液在中间包、结晶器水模型中的流场行为。根据PIV流场测速结果表明：断面尺寸差为200 mm时,中间包两流浇铸区平均流动速度相差约5.83%、最大速度相差约1.22%,结晶器流场差异不大,可进行异断面浇铸;断面尺寸差为1 100 mm时,中间包两流浇铸区流场速度差异最大约为50%,两流结晶器射流区平均速度、钢液冲击深度、涡心高度差异较大,不利于两流浇铸一致性,不建议进行异断面浇铸。     

多喷嘴射流泵流场的数值模拟与PIV测量

为研究多喷嘴射流泵性能和内部流场特征,设计了不同结构的多喷嘴射流泵试验模型.采用k-ε湍流模型和壁面函数法对不同参数下的多喷嘴射流泵进行了数值模拟,模拟结果表明,喷嘴数和喷嘴角度及喉嘴距对射流泵工作性能影响较大;在吸入室及喉管入口处湍动能较大.利用PIV系统对不同结构射流泵内部流场进行了三维测量,获得了射流泵对称面流场的速度矢量和湍动能等值线图.试验结果表明,其速度梯度衰减得愈快,工作流体和被吸流体混合距离越短.验证了多喷嘴射流泵可缩短喉管长度.测量结果证明数值模拟的正确性,为多喷嘴射流泵理论研究和合理设计提供了理论依据.     

PIV射流管伺服阀啸叫问题的研究

射流管伺服阀在装调过程中会产生啸叫现象,导致伺服阀的弹簧管产生高频振荡,使得弹簧管迅速疲劳破裂,造成灾难性的事故.为解决此问题,利用Fluent对射流管伺服阀前置级进行流场分析,分析射流管伺服阀啸叫产生的机制;利用粒子成像测速技术(PIV)对射流管伺服阀前置级进行可视化试验验证,得到射流管伺服阀前置级内部流场的直观图像...     

Modeling and simulation of the flow field in the electrolysis of magnesium

A three-dimensional mathematical model was developed to describe the flow field in the electrolysis cell of the molten magnesium salt, where the model of the three-phase flow was coupled with the electric field force. The mathematical model was validated against the experimental data of the cold model in the electrolysis cell of zinc sulfate with 2 mol/L concentration. The flow field of the cold model was measured by particle image velocimetry, a non-intrusive visualization experimental technique. The flow field in the advanced diaphragmless electrolytic cell of the molten magnesium salt was investigated by the simulations with the mathematical model.     

AZ31镁合金电塑性流动应力模型

材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一.基于温度为373～433 K、应变速率为1/300～1/75 s-1、通电电压为60～100 V和通电频率为120～200 Hz的条件,对AZ31镁合金的流动应力变化规律进行了单向拉伸试验研究.通过对Fields-Backofen的本构方程进行修正,引入充电电压和通电频率2个电参数,建立了镁合金的电塑性流动应力模型.结果表明:修正后的模型计算结果能很好地模拟AZ31镁合金的电塑性加工流动应力的变化规律.     

AZ31铸造镁合金的塑性流动特征及物理概念的本构关系

利用准静态试验机以及Hopkinson压杆装置对AZ31铸造镁合金在不同应变速率和不同温度下的塑性流动性能进行研究,结合金相显微技术对试验后的试样进行微观分析。结果表明:在低应变速率下,随着温度的升高,AZ31镁合金发生明显的由脆性到韧性的转化,其转化温度为473 K左右;当应变速率增加到1.2×104 s-1时,会发生脆化现象,塑性变形能力变差。基于微观分析,低应变速率下晶体中孪晶的存在是促进材料塑性变形增加的主要因素。而在高应变速率下,动态再结晶和第二相粒子沉淀硬化显著地影响金属的塑性变形。结合系统的试验结果,基于热激活位错机制,建立一种物理概念的塑性流动本构模型,对较高应变速率和不同温度下的流动应力进行模型预测。通过对比,模型预测结果与试验数据吻合较好。     

挤压态镁合金流变行为及本构模型研究

通过Gleeble热模拟机,在变形温度250~500℃、应变速率0.005~5 s-1下对挤压态镁合金进行热压缩实验,得到应力-应变曲线,基于加工硬化与软化机制,分析了温度和应变速率对流变曲线及峰值应力的影响。其次,考虑变形中温升,在高应变速率下采用温度补偿修正流变应力。最后,运用双曲正弦模型构建不同流变应力范围的本构模型,得到流变应力与温度、应变速率和应变的定量关系。将模型预测应力值与实验值进行对比。结果表明:实验值与预测值的相关性系数为0.984,平均相对误差绝对值为3.87%,说明所建立的本构模型能够准确预测成形过程中不同变形量下镁合金的流变应力值。