2 research outputs found
Synchronized measurement experiment and trial WAMS/WACS structure in the Russian Far East interconnected Power System
No full textВЛИЯНИЕ ПЕРЕГРЕВА И СОСТАВА ЭЛЕКТРОЛИТА НА ПРОФИЛЬ ГАРНИСАЖА В АЛЮМИНИЕВОМ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРЕ
No full textThe paper presents a theoretical study conducted to investigate the effect that the chemical composition of electrolyte and its overheating have on the size of sideledge formed in an aluminum smelting bath. Three electrolyte compositions were chosen: (1) sodium cryolite with the cryolite ratio CR = 2,7; (2) cryolite CR = 2,7 + 5 wt.% CaF2; (3) cryolite CR = 2,7 + 5 wt.% CaF2 + 5 wt.% Al2О3. The electrolyte liquidus overheating temperatures were 5, 10, 15 and 20 °C. Calculations were performed using the finite element method. A simplified design of an aluminum cell was used with a prebaked anode. The temperature field was calculated using a mathematical model based on the Boussinesq approximation, which contains the Navier–Stokes equation as well as thermal conductivity and incompressibility equations. The key role of electrolyte overheating in sideledge formation was established. The resulting sideledge profile depends on the heat transfer coefficients and thermophysical properties of materials. The smallest sideledge thickness with the same electrolyte overheating was observed in cryolite composition 3, and the profiles of the formed sideledge for samples 1 and 2 were nearly the same. The thickness of the sideledge formed with a 5 degree overheating exceeded 7 cm and the difference in temperature between the sideledge in contact with electrolyte and the side block wall was 20–25 degrees. It was found that the virtually total disappearance of the sideledge occurs at electrolyte liquidus overheating by 20 degrees.Проведено теоретическое исследование влияния химического состава электролита и его перегрева на профиль гарнисажа, формируемого в ванне для выплавки алюминия. Были выбраны три состава электролита: (1) натриевый криолит с криолитовым отношением КО = 2,7; (2) криолит с КО = 2,7 + 5 мас.% CaF2; (3) криолит с КО = 2,7 + 5 мас.% CaF2 + + 5 мас.% Al2О3. Температуры перегрева ликвидуса электролита составляли 5, 10, 15 и 20 °C. Расчеты выполнены с помощью метода конечных элементов. Была применена упрощенная конструкция алюминиевого электролизера с предварительно обожженным анодом. Для расчета температурного поля использовалась математическая модель в приближении Буссинеска, содержащая уравнение Навье–Стокса, а также уравнения теплопроводности и несжимаемости. Установлена ключевая роль перегрева электролита на формирование гарнисажа, образующийся профиль которого зависит от коэффициента теплопереноса и теплофизических свойств материалов. Наименьшая толщина гарнисажа при одинаковом перегреве наблюдалась в электролите состава 3, а профили образованного гарнисажа для образцов 1 и 2 практически совпадали. Толщина сформированного гарнисажа при перегреве на 5 град составила более 7 см, а разность температур между гарнисажем, соприкасающимся с электролитом, и стенкой бортового блока – 20÷25 град. Выявлено, что практически полное исчезновение гарнисажа происходит при перегреве ликвидуса электролита на 20 град
