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COUPLED SIMULATION OF 3D ELECTRO-MAGNETO-FLOW FIELD IN HALL-HEROULT CELLS USING FINITE ELEMENT METHOD 总被引:6,自引:0,他引:6
J. Li W. Liu Y.Q. Lai Q.Y. Li Y.X. Liu 《金属学报(英文版)》2006,19(2):105-116
Two full 3D steady mathematical models are developed by finite element method (FEM) to calcalate coupled physics fields. the electro-magnetic model is built and solved first and so is the fluid motion model with the acquired electromagnetic force as source body forces in Navier-Stokes equations. Effects caused by the ferromagnetic shell, busbar system around, and open boundary problem as well as inside induced current were considered in terms of the magnetic field. Furthermore, a new modeling method is found to set up solid models and then mesh them entirely with so-called structuralized grids, namely hex-mesh. Examples of 75kA prebaked cell with two kinds of busbar arrangements are presented. Results agree with those disclosed in the literature and confirm that the coupled simulation is valid. It is also concluded that the usage of these models facilitates the consistent analysis of the electric field to magnetic field and then flow motion to the greater extent, local distributions of current density and magnetic flux density are very much dependent on the cell structure, the steel shell is a shield to reduce the magnetic field and flow pattern is two dimensional in the main body of the metal pad. 相似文献
904.
光电化学方法研究不锈钢钝化膜的局部破坏 总被引:2,自引:1,他引:2
建立了评价钝化膜稳定性的光电化学方法——电位台阶光电流测量和恒电位光电流响应测量。研究了铁素体高铬不锈钢25Cr和奥氏体不锈钢AISl304,316L,321在0.1mol/LNaCI溶液中钝化膜的局部破坏及十二烷基苯磺酸钠和癸胺对AISI304不锈钢孔蚀的抑制作用。结果表明:钝化膜破坏后光电流增加;电位台阶光电流测量得出光电流开始突增的电位值与钝化膜的击穿电位对应,钝化膜破坏后光电流i_(ph)随电极电位增加值△E_b的变化规律可以反映钝化膜破坏的本质;缓蚀剂的加入改变了AISI304不锈钢i_(ph) 相似文献
905.
用单源低能氩离子束辅助沉积(IBAD)法制备了非晶碳薄膜.氩离子能量为400-1500eV.膜面光滑致密,与衬底的结合力较高。用Raman,FTIR,HRTEM,TED,SEM,ERD及RBS研究了薄膜的形貌、结构和组分,测量了膜的电阻率、显微硬度及摩擦系数.薄膜为无定形的类金刚石(DLC).其中含氢约为205at.-%,碳原子与氢原子几乎没有形成C-H键.随着离子束能量及束流的增加,显微硬度、摩擦系数增加,电阻率减小.硬度增加是由于薄膜致密度的增加,而电阻率降低是由于膜中金刚石键(sp~3键)含量减少的缘故. 相似文献
906.
Using capacitance measurement and Mott-Schottky analysis, the semiconducting properties of passive films formed on chromium within the passive potential range under different conditions were investigated. The study reveals a p-type behavior of the passive layers. Two semiconductive parameters, i.e., the acceptor density (NA) and the flatband potential (EFB), which are mainly related to composition and surface charges of the passive films, have been measured. The effect of film formation potential, passivation time, pH and composition of solutions on the parameters are discussed. NA increases either with lowering film formation potentials or with prolonging passivation times. This is attributed to the transformation of a less hydrated oxide film into a more hydrated form. The changes of EFB are discussed as a function of adsorptive anions and pH values of electrolyte solution. 相似文献
907.
目的根据质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC)不锈钢双极板的表面镀膜改性要求,探索改性薄膜成分对性能的影响规律,并提供一种行之有效的薄膜成分设计方法。方法首先应用团簇加连接原子结构模型,结合电子轨道饱和原则,理论上设计出Cr-C二元材料体系的最佳团簇式和最佳成分,再利用电弧离子镀技术在316L不锈钢双极板上制备出一系列不同成分的CrxC1-x薄膜,对薄膜的成分、结构及性能进行表征和分析。结果设计所得Cr-C材料体系的最佳团簇式为[Cr-C4]CrC3,对应的最佳原子比成分为Cr0.22C0.78。所制备的CrxC1-x薄膜的成分系数x在0.05~0.23之间变化,薄膜的导电性和耐蚀性能随着成分x的增加,呈明显增加趋势。其中Cr0.23C0.77薄膜的综合性能最好:在1.2MPa压紧力下,接触电阻为2.8 mΩ·cm^2;在模拟腐蚀环境下,腐蚀电流密度仅为9.1×10-2μA/cm^2。该性能已优于美国能源部DOE的标准指标要求。结论Cr-C改性薄膜的成分对导电性能和耐蚀性能有着重要的影响。由于实验制备的性能最佳的薄膜成分Cr0.23C0.77与基于团簇加连接原子模型设计薄膜的最佳成分Cr0.22C0.78基本相同,从而证实了依据此模型进行双极板改性薄膜成分设计是行之有效的。 相似文献
908.
Xu-hui Zhao Yu Zuo Jing-mao Zhao Jin-ping Xiong Yu-ming Tang 《Surface & coatings technology》2006,200(24):6846-6853
The electrochemical behaviors of anodized aluminum in neutral NaCl and Na2SO4 solutions were studied using electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results reveal that there is a self-sealing process for unsealed anodic film in neutral NaCl and Na2SO4 solutions. The resistance of the porous layer (Rp) and the capacitance of the barrier layer (CPEb) increase and the capacitance of the porous layer (CPEp) decreases with immersion time in the initial stage. Corrosion resistance provided by the anodic film is improved by the self-sealing process of the porous layer. However, chloride ions have an opposite effect. The improving effect of the self-sealing process on film resistance is decreased with the increase of chloride concentration of the solution. 相似文献
909.
在河弯处修建水工建筑物时,研究弯道水流特性对水工建筑物布置的影响十分重要。采用RNCκ-ε紊流模型对急弯段闸孔出流的弯道水流进行了三维数值模拟。通过模拟计算,比较分析了急弯段不同闸位、不同流量条件下闸孔过流时的流速分布、紊流动能、压强分布和环流等相关水流特性与变化规律。分析研究结果表明,闸坝位于弯道上游时,弯道对闸坝过流的影响最小,但需对闸坝下流弯道凸岸岸坡附近区域采取一定的防护措施;闸坝布置在弯道中游时,过闸水流受弯道的影响最小,闸室水流的稳定性、闸门的工作安全以及闸墩的空蚀破坏都是实际工程中需要注意的重点。数值模拟验证与物理模型试验结果吻合较好,计算精度较高,能够满足相关计算研究要求。 相似文献
910.
受周边地形条件及环境限制,巢湖兆河分洪闸与河道呈垂直布置,进流条件不利。针对分洪闸与河道垂直布置这一特征,分别对开敞式和涵洞式分洪闸进行了水工模型进口流态试验分析,结果表明涵洞式分洪闸进流流态优于开敞式分洪闸,能更好地保证各闸孔的均匀进流。针对涵洞式分洪闸方案,研究了分洪闸敞泄和控泄的泄流能力,指出敞泄状态下进口行近流速对流量计算影响明显,在水闸规划设计中,应计入行近流速影响。为改善消能效果及出口水流与下游的衔接,进行了多方案消能防冲改进试验,结果表明尾坎作为一种冲击式消能工布置在挖深式消力池末端,可使出口水流流速分布更加均匀并与下游水流衔接更为平顺,明显增强消能防冲效果。 相似文献