通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析

在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置分布下的电解槽电解时内部各物理场的变化情况,通过对比电流密度、电势差、电解温度的大小寻找最合适的通电方式。结果表明:只考虑电解效率时,导电板四侧中位通电最优分布方式,此时电解槽内电流密度最大,电能损耗最低,电解效果最好。若考虑制造成本以及可操作性,导电板单侧中位分布是最优解,这种设计的电解槽电解效率较高,同时也留出较大操作空间。其余几种分布均存在弊端,需要进一步完善。该研究旨在为稀土电解槽的结构优化提供参考意见。

8 kA稀土电解槽单侧电导及阴极优化数值模拟

稀土电解槽导电板的分布位置对稀土电解槽的物理场会有影响,为探究稀土电解槽中导电板分布的最优位置,在本次仿真实验中为该导电板的分布引入一个等差数列的分布梯度,通过对不同分布梯度下的槽内物理场仿真数值进行比较,进而得到稀土电解槽导电板最优分布模型。在仿真过程中观察到阴极底部的尖角对实验结果影响较大,在其他条件保持不变的基础上将阴极底部由圆柱优化为半球形,通过与未优化的结构进行对比,验证新型电解槽结构的合理性。仿真结果显示:随着导电板由侧边位置向中间偏移,电解反应时槽内的温度与阳极电势基本保持不变,槽盖板与阳极间的电势差逐渐减小,槽内电流密度缓慢增大。当将阴极钼棒底部由柱状结构改为球状结构后,槽内电势分布更为均匀,电流密度相较于之前的结构也有所增加,优化后的结构能改善局部过热问题,同时也使得电解效率增大。

阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响

针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明:在阴极棒底部优化成半球形结构后,阴极底部电流密度降低,且电解槽的下半部分电场分布更为均匀,改善了电解槽的局部过热的情况;阳极倾角适当增大,可以使槽内电压降低,高温区域向槽底转移;在阴极底部半球形结构条件下,当阳极倾角为8°、插入深度为320 mm时,电热场分布最为合理。

无轴轮缘推进器流热耦合研究

无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体,螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响,进而改变各部分的温度分布。采用有限元法(FEM)计算推进电机的电磁损耗,采用有限体积法(FVM)建立流体场和温度场仿真模型,对推进器的电磁-流-热耦合问题进行仿真分析。通过对比仿真和试验结果,验证了流热耦合仿真方法的有效性。在此基础上,推导了螺旋桨转速与集成电机的损耗关系,并利用仿真模型分析了在不同进速系数、不同转速、不同间隙下推进器电磁损耗及流体场对推进器散热的耦合影响。结果表明,外域水流对推进器的温升影响较小,当间隙流速达到一定程度时散热减缓;推进器螺旋桨转速与集成电机电磁损耗存在幂次方关系;推进器主要靠间隙流体的流动带走热量,间隙大小会影响推进器散热,应合理选择推进器间隙尺寸。

15 kA稀土电解槽阴阳极中心距对槽内电热场影响的模拟分析

为了解决稀土电解槽内热场分布不均匀的问题,建立15kA稀土电解槽三维模型并对模型的阴阳极中心距进行调整,同时利用COMSOL软件对不同阴阳极中心距下的电解槽内电热场进行模拟分析,从而得到电解槽内三维电热场的分布情况。结果表明:电解槽内高温等值面随着阴阳极中心距的增大不断朝电解槽中心移动,右侧阴极的最高等温面逐渐缩小并从阳极脱落,而左侧阴极附近最高等温面不断扩大并向电解槽中心移动;随着阴阳极中心距的增大,电解槽内最大电流密度的变化未出现明显规律,在阴阳极中心距d=33 mm时达到极大值,此时高温等值面分布也最为均匀;最佳电解槽阴阳极中心距为33mm。

多因素对稀土电解槽电解效率的影响

为解决稀土电解槽生产过程中电解效率不高的问题,以10kA稀土电解槽为研究对象,根据实际生产情况,确定了对电解效率影响较大的4个因素:阴极直径、阴极插入深度、纵向极间距、横向极间距。通过正交试验找出最佳因素组合。在阴极直径为70mm、阴极插入深度为370mm、纵向极间距为95mm、横向极间距为75mm条件下电解效率最高。实践验证结果表明,最佳因素组合条件下生产时电解槽电解产率最高。

不同搅拌桨形式对稀土萃取槽内搅拌效果的影响模拟分析

搅拌桨是稀土萃取搅拌反应器最重要的辅助设备之一,不同搅拌桨类型对搅拌效果有不同影响。利用计算流体力学模拟软件——MIXSIM,对圆盘式四直叶涡轮搅拌桨及开式45℃折叶涡轮搅拌桨的搅拌情况进行模拟分析,得出了2种搅拌桨的搅拌混合特点及应用范围。

稀土萃取槽混合室结构研究

以实际工程中应用的稀土萃取槽混合室为研究对象,运用Fluent软件分析挡板对稀土萃取槽混合室内料液搅拌效果的影响,采用标准k-ε湍流模型和多重参考系法模拟了不安装挡板和安装不同数量挡板的混合室内的流场和湍动能,并进行对比分析。研究结果表明,安装挡板会改变混合室内的流场结构,使轴向流动得到明显增强;而且挡板能有效限制切向速度,增大轴向和径向速度以及湍动能,加强了混合室内料液的搅拌混合特性;根据模拟结果分析找到了能改善混合效果的挡板数量。

硕士研究生招生过程预测模型研究

应用无干扰研究与问卷调查相结合的方法,通过对多年研究招生数据进行研究,提出并分析了影响研究生招生的正性与负性因素,初步建立了基于考生的研究生招生影响因素预测模型,并基于此模型对某招生单位2004年的研究生招生情况进行了预测,结果与实际数据基本吻合,验证了相关模型的可行性。

机电液一体化的流量控制系统建模与仿真

在机电液一体化的流量控制系统设计方案的基础上,建立了输入信号脉冲与步进电机转速、步进电机转速与流量阀芯位移、流量阀芯位移与流量输出、反馈装置的涡轮流量计等4个环节的数学模型。通过SIMULINK仿真得到的结果与试验结果十分吻合。

萃取槽前室结构对两相混合过程的影响

针对200L稀土萃取槽混合室,利用计算机流体力学CFD软件FLUENT模拟3层搅拌桨在混合室内的搅拌过程,用示踪剂追踪法对液-液两相流的混合过程进行模拟计算,分析隔板式、V字式、管式3种前室结构对示踪剂扩散过程、混合时间及混合效率的影响。结果表明,管式结构在混合速率与混合效率上均优于隔板式、V字式结构。

圆锥破碎机腔型设计及破碎性能测试分析

根据国内外圆锥破碎机新的发展和设计思想,结合传统圆锥破碎机的现状和存在的问题,依据"多碎少磨"的发展方向、层压理论和双金属复合技术,对传统破碎腔进行合理设计,使用效果表明,该设计可大幅度提高破碎效果,延长衬板使用寿命。

行星磨机

从设计依据和无因次与运动学分析入手,对行星磨机的结构和理论分析给出了一个清楚的概念。

基于FPGA的旋转机械无线监测系统

介绍了一种基于无线传输和FPGA的振动信号分析系统,可用于旋转机械状态监测和故障诊断。详细阐述了系统的功能结构和开发流程。

新型自动拍照智能防盗系统的设计

本文介绍了一种新型智能防盗系统的硬件组成、工作原理及功能特点。详细阐述了该系统在夜间防盗自动拍照的典型应用。所设计的系统具有低成本、结构简单、操作方便,实用性强等特点。

行星式球磨机机理及磨碎试验研究

行星式球磨机可以用于超细磨矿。磨机的结构尺寸一旦确定,磨球脱离筒壁的临界转速脱离点位置则不会改变。影响磨矿的特性参数有转速、球粉比、球配比和磨矿时间(能量输入)等。当球粉比为0.7至0.75,球料总体积为磨筒容积的2/3左右时,磨碎效果好;球磨机的钢球搭配方式不适合于行星磨;当磨机的公转转速高时尤其适合于磨碎硬和特硬物料。

圆锥破碎机液压系统动态仿真研究

根据功率键合图得出了圆锥破碎机液压系统的数学模型(非线性状态方程),然后给出了仿真模型,并介绍了如何用MATLAB/Simulink软件包对该液压系统的动态特性进行仿真,同时讨论了如何通过改变参数来确定影响该系统特性的主要因素。

一个铝板带轧制变形区三维应力模型

根据塑性流动理论建立了铝板带轧制变形区三维应力模型 ,应用数值方法计算了变形区的应力 ,分析了变形区的压力变化规律 ,并和西别尔的实验进行比较 。

阴极对稀土电解槽电场影响的数值模拟

以10kA类跑道式稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL软件对稀土电解槽的电场进行模拟研究,得出不同阴极插入深度和阴极直径三维电场分布图,并对结果进行分析。结果表明:随着阴极插入深度的增加,槽压逐渐降低,底部收集区域电压逐渐降低;电流密度主要存在于阴阳极之间,在插入深度为380mm时和阴极直径为70mm时达到最大;阴阳极间电势线较为密集,阳极至阴极与阴极中间的区域电势线较为稀疏,随着阴极直径增大,左侧阴极向底部金属收集器延伸区域先减小后增大,在直径70mm时延伸最小,电势较低。

振动摆动辗压激振系统运动学和工艺参数分析

本文建立了振动摆动辗压激振系统的运动学模型,在做了合理的假设后,对激振油缸的工作过程中的六个运动阶段分别进行了相应的运动学分析;由此确定了激振系统的有效计算频率、临界频率、工作频率和及其振幅;在此基础上确定了液压激振系统工作参数与振动摆动辗压工艺参数之间的关系.