一个现代化的基于ansys的铝电解槽热电设计有限元模型

概述:

在ICSOBA 2020会议，这个16分钟的演示围绕一种升级的方法来评估铝还原电池的热电行为。

电池热平衡对于铝电解槽的设计至关重要，因为它在很大程度上决定了(以及磁流体动力学)这些设备的操作窗口。此外，不适当的衬里设计通常会导致电池性能下降和过早失效。衬砌设计的第一个任务是确定冻结岩架的位置和一系列操作参数的电池过热。

一种被广泛接受的预测边缘剖面的方法最初是在80年代中期引入的，该方法基于在热电(TE)有限元(FE)模型中对熔池凝固前沿的迭代重新定位。本文对原有的方法进行了推广和改进，利用任意数量的一阶或二阶FE(包括金属垫层和槽层)通过壁厚预测壁架剖面。

现代化的建模框架被设计成通过通用的核心宏来最小化移动岩壁的计算成本，这些通用的核心宏也能有效地处理任何方向的岩壁前沿位移，从而允许解决否则不可能收敛的问题。

通过比较虚构的300 kA细胞技术与标准方法计算的结果，可以说明这种改进方法的稳健性。