新型阴极钢棒对铝电解槽电热场的影响

采用数值仿真的方法对应用一种可减小铝液中水平电流的新型阴极钢棒的420 kA级铝电解槽进行三维计算,分析这种新型阴极钢棒对铝液中水平电流、槽电压以及电解槽温度分布的影响。结果表明:新型阴极钢棒可有效地减小铝液中X方向的水平电流;新型阴极钢棒中绝缘材料的加入在一定程度上增大了槽电压;当钢棒和钢棒糊接触不是很好时,新型阴极钢棒电解槽比传统阴极钢棒电解槽更容易出现阴极炭块和钢棒连接区域温度过高的情况。该计算结果可为铝电解槽在应用此种新型阴极钢棒后所获得的节能效果以及个别槽在运行过程中出现的问题提供理论依据。     

铝电解槽电磁流强耦合仿真及其在新型阴极上的应用

已在工业应用的各新型阴极结构铝电解槽的电磁流场行为仍未完全明晰.论文首先在ANSYS平台上建立铝电解槽瞬态三维三相磁流体模型,并应用该模型对采用3种新型阴极结构的某420 kA槽开展电磁流场强耦合计算.结果表明,相较于普通阴极,3种新型阴极方案均可使槽内铝液、电解质流速下降,其中,凸台型阴极对应的电解质流速降幅较大,不利于氧化铝颗粒的熔解和扩散;在降低铝液-电解质界面波动方面,3种方案均有一定程度的效果,凸台型结构可使得界面大变形面积减小;此外,在电流效率上,应用凸台型阴极结构将使电流效率略微降低.该模型可为大型铝电解槽结构方案的选型提供基础工具.      

微波诱导硫等离子体的分子光谱模拟

该文介绍了作者在研究微波硫灯发光光谱工作中,获得模拟光谱的思路及方法,并通过模拟光谱和实验测量光谱的比较,证实了相对正确程度。     

基于JTAG的DSP调试系统的设计

JTAG标准,即IEEE1149.1标准,定义了一种国际通用的边界扫描结构和测试端口访问规范。如今众多芯片都兼容该标准。本文提出了一种基于JTAG的DSP调试系统的设计方案,支持断点,可观测内部寄存器、存储器,也可对存储器内容进行修改,对提高DSP开发效率有一定意义。     

微波光源发光物质的实验研究

本根据对微波无极光源工作原理及特性的分析，应用WGD-8型光谱仪对微波光源内填充的发光物质进行了研究，给出了相关的实验现象和数据，并得出相应结论。     

基于非线性浅水模型的铝电解磁流体动力学计算

基于铝电解槽内流体体系及电磁场分布特点,建立了非线性磁流体动力学浅水模型,并应用此模型对某300 kA电解槽的熔体流场及铝液-电解质界面波动进行瞬态数值研究.在此基础上,通过动力学计算分析极距及铝液区垂直磁场对磁流体稳定性的影响.结果表明:随着极距的减小,界面波动由稳定趋向于不稳定;减小铝液区的垂直磁感应强度能大幅提高磁流体的稳定性.     

铝电解槽异型阴极钢棒的对比仿真研究

减小铝液中水平电流是实现铝电解槽节能降耗的重要手段之一.本文针对当前出现的五种有代表性的异型阴极钢棒,在有限元商业软件ANSYS平台上分别建立其相应的三维电热场耦合切片计算模型,在兼顾槽底压降变化等因素的情况下,分析和对比了这些钢棒在减小铝液中水平电流方面的效果.结果表明:相比于传统阴极钢棒,五种异型阴极钢棒都能不同程度地战小铝液中的水平电流,但除方案二的阴极钢棒外,都在一定程度上增大了阴极压降;同时阴极发块和钢棒的电流密度也都有所改变.     

5kA惰性阳极铝电解槽槽膛内形及热平衡

以有限元软件ANSYS为开发平台,建立了5 kA惰性阳极铝电解槽槽膛内形及热平衡计算模型,计算了过热度和侧部炭块种类对槽膛内形的影响.过热度增大,结壳明显减薄.Si3N4/SiC侧部炭块比普通侧部炭块形成更厚的结壳,但采用普通侧部炭块也能够形成满足要求的结壳厚度,而且普通侧部炭块散热量更少,有利于实现热平衡.热平衡研究表明,采用无烟煤阴极炭块通过强化电流和加强保温可以实现热平衡,但在热平衡时底部等温线分布仍然不合理,石墨化阴极比普通阴极更难实现热平衡,但在热平衡时能够保证底部等温线的合理分布,热平衡时电流强度为6.4kA,极距为90mm,电解槽电压为7546mV.     

微波硫灯在照明工程中应用的探讨

自上世纪90年代以来,无极微波硫灯因为其具有的特殊优点引起了照明界的广泛关注。本文介绍了一个使用微波硫灯照明系统改善复旦大学正门的照明条件和实例。与传统光源相比,微波硫灯具有更高的光效、这样就能使用同样甚至更少的电能消耗来产生更高的照度和亮度;因为微波硫灯具有与太阳光谱类似的非常宽的光谱,所以在夜间它可以产生比传统光源更舒适的照明效果;因为微波硫灯具有比高压汞灯较长的使用寿命,维护费用也大大降低,它在这一个应用实例中的效果表明这种高效全光谱光源能够显著改善室外照明的效果。     

铝电解槽电磁流场的数学建模与应用

研究了铝电解槽复杂开域的媒质接触、结构化网格划分、磁场边界条件施加、场耦合等建模问题。运用标量电位法、标量磁位法和有限体积法在商业软件平台上开发了铝电解槽电一磁一流场的计算模块,并与工业电解槽上的测量数据对比验证其可靠性。在此基础上提出一种母线设计方法,获得较优的母线配置方案SG2。仿真结果表明：SG2水平电流小,磁场分布对称性好：熔体平行大面流动有助于氧化铝输运。磁场分析结果表明：立柱母线中的电流可大幅度抵消非均匀阴极母线电流对磁场分布的影响,决定最终磁场分布。