現(xiàn)代大型預焙鋁電解槽仿真優(yōu)化與實踐

第一篇 鋁電解工業(yè)的發(fā)展概況
第1章 鋁電解工業(yè)發(fā)展概況 （3）
第2章 現(xiàn)代大型預焙鋁電解槽結(jié)構(gòu)簡介 （6）
2.1 上部結(jié)構(gòu) （6）
2.2 陰極結(jié)構(gòu) （11）
2.3 母線結(jié)構(gòu) （14）
2.4 電解槽電氣絕緣 （15）
2.5 國內(nèi)主流大型鋁電解槽槽體結(jié)構(gòu)剖析 （16）
第3章 我國鋁電解槽槽型發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn) （18）
第二篇 鋁電解槽數(shù)值仿真原理與方法
第4章 鋁電解槽仿真基本概念 （25）
4.1 物理場仿真概念及進展 （25）
4.2 物理場仿真平臺介紹 （27）
4.3 鋁電解槽多相多場耦合的概念 （32）
第5章 鋁電解槽多物理場建模原理及數(shù)學模型 （37）
5.1 電場模型 （37）
5.2 磁場模型 （39）
5.3 流場模型 （43）
5.4 磁流體穩(wěn)定性模型 （51）
5.5 熱場模型 （56）
5.6 應力場模型 （59）
5.7 氧化鋁輸運模型 （61）
第6章 鋁電解槽多物理場仿真流程與求解方法 （65）
6.1 鋁電解多物理場仿真流程 （65）
6.2 結(jié)構(gòu)及物理性質(zhì)參數(shù)的確定 （67）
6.3 實體及有限元模型的建立 （73）
6.4 求解器的設置及模型求解 （92）
6.5 結(jié)果導出及后處理 （96）
第7章 大型鋁電解槽物理場仿真實例 （99）
7.1 穩(wěn)態(tài)電場 （99）
7.2 穩(wěn)態(tài)磁場 （101）
7.3 穩(wěn)態(tài)流場 （104）
7.4 磁流體穩(wěn)定性 （104）
7.5 熱場 （106）
7.6 應力場 （109）
7.7 瞬態(tài)流場 （111）
7.8 氧化鋁濃度場 （120）
第三篇 現(xiàn)代大型預焙鋁電解槽仿真優(yōu)化工業(yè)實踐
第8章 槽體結(jié)構(gòu)（長寬比）的仿真與優(yōu)化 （125）
8.1 長寬比概念 （125）
8.2 長寬比定義及優(yōu)化方案 （126）
8.3 長寬比與物理場分布的關(guān)系研究 （128）
8.4 長寬比優(yōu)化判據(jù) （135）
第9章 陽極系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化 （137）
9.1 陽極尺寸與電解槽關(guān)系分析 （137）
9.2 陽極開槽的計算模型 （141）
9.3 陽極長度方向開槽分析 （142）
9.4 陽極寬度方向開槽分析 （146）
9.5 陽極豎直方向開槽分析 （148）

9.6 陽極結(jié)構(gòu)開槽優(yōu)化的建議 （149）
第10章 陰極系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化 （152）
10.1 導流型陰極 （152）
10.2 曲面陰極 （157）
10.3 異形陰極 （158）
10.4 底部出電陰極 （161）
10.5 加高型異形鋼棒陰極 （167）
10.6 幾類雙鋼棒的對比 （174）
10.7 異型陰極炭塊與鋼棒優(yōu)缺點剖析 （181）
第11章 內(nèi)襯結(jié)構(gòu)的仿真與優(yōu)化 （184）
11.1 傳統(tǒng)鋁電解槽的內(nèi)襯結(jié)構(gòu) （185）
11.2 高效節(jié)能型鋁電解槽的內(nèi)襯結(jié)構(gòu) （186）
11.3 鋁電解槽可壓縮內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及新型抗?jié)B材料研究 （188）
11.4 某500 kA特大型鋁電解槽的內(nèi)襯與熱場仿真 （196）

11.5 某600 kA鋁電解槽的內(nèi)襯熱應力計算與優(yōu)化 （198）
第12章 陰極母線系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化 （202）
12.1 母線設計理念及其變更 （203）
12.2 母線優(yōu)化設計方法 （207）
12.3 母線優(yōu)化設計步驟 （218）
第13章 焙燒啟動過程的仿真與優(yōu)化 （222）
13.1 焙燒啟動過程對鋁電解槽早期破損的影響 （222）
13.2 焙燒啟動過程的物理模型 （223）
13.3 焙燒啟動過程的仿真分析 （227）
13.4 焙燒工藝溫度場的仿真優(yōu)化 （231）
13.5 焙燒啟動方案優(yōu)化建議 （235）
第14章 氧化鋁濃度仿真與下料系統(tǒng)的優(yōu)化 （237）
14.1 引言 （237）
14.2 基于氧化鋁輸運模型的下料點配置仿真對比研究 （239）
14.3 應用實例 （240）
14.4 下料系統(tǒng)配置對400 kA級電解槽內(nèi)氧化鋁濃度分布的影響 （245）
14.5 大型鋁電解槽內(nèi)氧化鋁下料點配置的設計準則 （254）
第15章 預焙鋁電解槽在線仿真模型開發(fā) （257）
15.1 基于最優(yōu)化原理的迭代方法簡介 （258）
15.2 槽幫形狀的二分法和黃金分割法迭代計算 （260）
15.3 電-熱場模型的選取及熱交換處理 （266）
15.4 不同陽極電流下鋁電解槽電-熱場的仿真計算 （268）
15.5 鋁電解槽在線仿真的建議 （274）
第16章 惰性電極鋁電解槽的仿真優(yōu)化 （276）
16.1 惰性電極鋁電解槽結(jié)構(gòu) （276）
16.2 20 kA級惰性電極鋁電解槽電熱場仿真優(yōu)化 （281）
16.3 20 kA級惰性電極鋁電解槽熱應力仿真研究 （287）
16.4 20 kA級惰性電極鋁電解槽電磁流場仿真研究 （294）
16.5 惰性電極槽優(yōu)化建議 （301）
第17章 大型鋁電解槽三維全槽爐幫技術(shù)與影響因素分析 （304）
17.1 模型建立的實例 （306）
17.2 基于熱-流強耦合的全槽三維槽幫形狀仿真 （313）
17.3 不同流場因素對傳熱過程及全槽槽幫形狀的影響研究 （331）
第18章 大型預焙鋁電解槽物理場測試 （350）
18.1 大型鋁電解槽物理場測試方法與原理 （350）
18.2 大型鋁電解物理場測試案例 （356）
第19章 大型預焙鋁電解槽物理場與控制優(yōu)化的工業(yè)實踐 （370）
19.1 鋁電解槽結(jié)構(gòu)、 工藝與控制器綜合仿真優(yōu)化方法研究 （370）
19.2 鋁電解低電壓高效節(jié)能新工藝與控制參數(shù)的研究 （372）
19.3 臨界穩(wěn)定控制模型與算法及新一代控制系統(tǒng)開發(fā) （374）
19.4 基于云架構(gòu)、 以數(shù)據(jù)為中心的全分布式鋁電解控制系統(tǒng) （378）
第20章 異常槽況下的物理場仿真優(yōu)化 （380）
20.1 鋁電解槽換極的物理場仿真研究 （381）
20.2 槽底沉淀時的物理場仿真研究 （390）
20.3 鋁電解槽系列電流波動過程的物理場仿真研究 （395）
附錄 彩圖 （405）