文档介绍：第—卷期有色冶金设计与研究年
月
基于电磁力信息熵的铝电解槽性能综合评估方法
陈晓方,刘妮,桂卫华
中南大学信息科学与工程学院,湖南长沙
摘要通过分析衡量铝电解槽稳定性的重要因素——电磁力对其进行信息熵计算,并结合能耗,提出
了稳定性与能耗的综合评估方法。并应用于不同极距配置下的铝电解槽研究。研究表明,该指标能够
有效地对槽稳定性与能耗进行综合评估,并揭示了极距对槽稳定性、电流效率和槽电压的影响规律,得到
铝电解槽低耗稳定运行的极距配置
关键词稳定性;信息熵;能耗;铝电解槽;极距
中图分类号:. 文献标识码: 文章编号:———
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铝电解槽生产过程中,位于槽膛上层的电解质与稳定性计算相互孤立,或者是槽稳定性研究着重
和槽膛下层的铝液在电磁力、重力等作用下产生水于磁流体,而忽略了节能降耗等经济指标。
平运动和垂直波动,对电流效率、生产稳定性等技术本文将从衡量铝电解槽稳定性的重要因素——
指标造成显著影响,构成了铝电解槽的磁流体动力电磁力入手,对其进行信息熵度量,并考虑影响铝电
学,问题】。铝电解槽解槽能耗的有关因素,提出一种槽稳定性和能耗的
研究是一项涉及铝电解工业核心技术的重要综合评估方法。该评估方法不仅可以有效地应用于各
研究,但随着人们对电解槽大型化、电解过程高效节种铝电解槽,如文中的不同极距配置下铝电
能化要求的进一步提高,在不同结构参数配置下的电解槽,而且在不同生产需求与效益指标下,决策者可
磁场,如何保持良好的槽稳定性,降低电解槽能耗, 以根据其偏好进行指标的动态调整,灵活应用。因此,
已成为电解铝行业的一个热点研究方向。但纵观国该评估方法的提出将对铝电解槽槽型优化设计、在线
内外研究的相关文献,存在较多物理场仿真计算控制以及物理场仿真分析等有很大的应用价值。
收稿日期:—
基金项目:国家科技支撑计划项目;国家自然科学基金;中央高校基本科研基金;教育部博士点新
教师基金。
作者简介:陈,男,中南大学信息科学与工程学院讲师,主要研究领域为复杂过程的建模与优化控制。
· · 有色冶金设计与研究第卷
割后子区域的个数。
铝电解槽稳定性的描述及其衡量电磁力,分量的信息熵,表示
与上式类似。
. 稳定性机理的研究
在铝电解槽中,熔体电解质与铝液等主要是在铝电解槽能耗的计算方法及其影响
电磁力、重力以及由温度与浓度梯度所引起的浮力
因素
和由电解质靠近阳极附近析出气泡产生的浮力等共
同作用下运动。其中磁场和电流相互作用产生的电磁
现今,国内外铝厂生产使用的方法为冰晶石~
力,是促使熔体产生循环流动和波动变形的主要原因。
氧化铝电解法,电能消耗便成为成本的一个主要部
和采用小参数摄动法给出
分,降低电能损耗则可较大幅度地降低成本,提高
二维磁流体方程组——方程组,该方程描述流
企业的效益。根据直流电耗的计算公式:
体系统与电磁力特生之间的相互关系。:夕,
和等嘲着重研究了铝液中电磁力分量以及其:×
构成部分在槽中如中心线、槽侧部等不同位置直线式中:为槽的平均电压,;田为槽的电流效