| 摘要 | 第5-8页 |
| Abstract | 第8-11页 |
| 第1章 引言 | 第16-32页 |
| 1.1 铝的发现与工业化生产的发展 | 第16-17页 |
| 1.1.1 铝的发现 | 第16页 |
| 1.1.2 铝电解的工业化生产 | 第16-17页 |
| 1.2 冰晶石-氧化铝熔盐电解法 | 第17-22页 |
| 1.2.1 基本原理 | 第17-19页 |
| 1.2.1.1 冰晶石-氧化铝熔盐结构 | 第17-18页 |
| 1.2.1.2 电极反应 | 第18-19页 |
| 1.2.2 电解铝生产工艺流程 | 第19-20页 |
| 1.2.3 铝电解槽的类型 | 第20-22页 |
| 1.3 课题提出的背景及意义 | 第22-26页 |
| 1.3.1 原铝产量与消费量 | 第22-23页 |
| 1.3.2 国内外铝电解生产水平与成本的差距 | 第23-24页 |
| 1.3.3 现阶段亟待解决的问题及课题的提出 | 第24-26页 |
| 1.4 我国铝电解槽多物理场仿真与工业测试研究现状 | 第26-30页 |
| 1.4.1 我国铝电解槽多物理场仿真研究现状 | 第26-29页 |
| 1.4.2 我国铝电解槽多物理场工业测试研究现状 | 第29-30页 |
| 1.5 课题内容安排与创新点 | 第30-32页 |
| 1.5.1 内容安排 | 第30页 |
| 1.5.2 课题创新点 | 第30-32页 |
| 第2章 多物理场测试内容及方法 | 第32-52页 |
| 2.1 课题研究的对象与测试手段 | 第32-33页 |
| 2.2 电压平衡测试 | 第33-40页 |
| 2.2.1 电压平衡测试的内容 | 第33页 |
| 2.2.2 阳极电流分布测试方法 | 第33-35页 |
| 2.2.2.1 阳极导杆等距压降测试原理 | 第33页 |
| 2.2.2.2 阳极导杆等距压降测试方法 | 第33-34页 |
| 2.2.2.3 阳极电流分布的计算 | 第34-35页 |
| 2.2.3 电压平衡测试参数与计算方法 | 第35-39页 |
| 2.2.3.1 阴极压降 | 第35页 |
| 2.2.3.2 阳极压降 | 第35-36页 |
| 2.2.3.3 母线压降 | 第36-38页 |
| 2.2.3.4 极间压降 | 第38页 |
| 2.2.3.5 效应分摊电压 | 第38-39页 |
| 2.2.4 阴极电流分布测试与计算方法 | 第39页 |
| 2.2.5 斜立母线电流计算方法 | 第39-40页 |
| 2.3 能量平衡测试 | 第40-47页 |
| 2.3.1 能量平衡测试的内容 | 第40页 |
| 2.3.2 能量平衡的计算方法 | 第40-44页 |
| 2.3.2.1 能量收入计算 | 第42页 |
| 2.3.2.2 能量支出计算 | 第42-44页 |
| 2.3.3 能量平衡测点布置与测试方法 | 第44-47页 |
| 2.3.3.1 槽壳 | 第44-46页 |
| 2.3.3.2 罩板 | 第46页 |
| 2.3.3.3 槽沿板 | 第46页 |
| 2.3.3.4 阴极钢棒 | 第46页 |
| 2.3.3.5 铝导杆 | 第46页 |
| 2.3.3.6 摇篮架 | 第46页 |
| 2.3.3.7 电解质温度 | 第46页 |
| 2.3.3.8 烟气流量、压力及温度 | 第46页 |
| 2.3.3.10 环境温度 | 第46页 |
| 2.3.3.11 槽内形 | 第46-47页 |
| 2.4 磁场测试 | 第47-48页 |
| 2.4.1 测试仪器、设备和测点布置 | 第47-48页 |
| 2.4.2 计算方法 | 第48页 |
| 2.5 流速场测试 | 第48-52页 |
| 2.5.1 测试原理 | 第48-49页 |
| 2.5.2 测试点分布与测试步骤 | 第49-52页 |
| 第3章 多物理场工业测试数据分析与结果 | 第52-112页 |
| 3.1 电压平衡测试数据分析与结果 | 第52-73页 |
| 3.1.1 阳极电流分布计算数据分析与结果 | 第52-56页 |
| 3.1.2 电压平衡测试计算数据分析与结果 | 第56-58页 |
| 3.1.3 阴极电流分布计算数据分析与结果 | 第58-63页 |
| 3.1.4 斜立柱母线电流计算数据分析与结果 | 第63-65页 |
| 3.1.5 阳极导杆等距压降测试数据分析与结果 | 第65-73页 |
| 3.2 能量平衡测试数据分析与结果 | 第73-81页 |
| 3.2.1 能量平衡与热平衡计算数据分析与结果 | 第73-79页 |
| 3.2.2 槽内形数据分析与结果 | 第79-81页 |
| 3.3 磁场测试数据分析与结果 | 第81-98页 |
| 3.3.1 磁感应强度计算数据分析与结果 | 第81-87页 |
| 3.3.2 电磁力数据分析与结果 | 第87-88页 |
| 3.3.2.1 水平电磁力数据分析与结果 | 第87-88页 |
| 3.3.2.2 垂直电磁力数据分析与结果 | 第88页 |
| 3.3.3 铝液水平环流与电流分布之间的关系 | 第88-93页 |
| 3.3.4 母线结构配置分析 | 第93-98页 |
| 3.3.4.1 立柱进电比 | 第93-95页 |
| 3.3.4.2 阴极母线的垂直位置 | 第95-96页 |
| 3.3.4.3 端部绕行母线与槽底补偿母线分析 | 第96-98页 |
| 3.4 流速场测试数据分析与结果 | 第98-104页 |
| 3.4.1 水平流速场的分析 | 第98-101页 |
| 3.4.2 铁棒的溶蚀 | 第101-102页 |
| 3.4.3 铝水平、水平最大流速位置与沉淀高度 | 第102-104页 |
| 3.5 小结 | 第104-112页 |
| 3.5.1 多物理场测试分析的新视角 | 第104-105页 |
| 3.5.2 多物理场测试结果分析总结 | 第105-109页 |
| 3.5.2.1 按出电形式 | 第106-108页 |
| 3.5.2.2 按阴极炭块形式 | 第108页 |
| 3.5.2.3 方案四、五、六电解槽的细节差异 | 第108-109页 |
| 3.5.3 存在的问题与建议 | 第109-112页 |
| 第4章 反映导杆等距压降状态新方法的参数确定 | 第112-120页 |
| 4.1 研究问题的提出与理论研究思路 | 第112-113页 |
| 4.2 阳极导杆三维温度场方程的推导和建立 | 第113-117页 |
| 4.3 与阳极导杆等距压降相关的参数确定 | 第117-118页 |
| 4.4 方程及参数确定的现实意义与应用 | 第118-120页 |
| 第5章 拟合公式与工业测试验证 | 第120-130页 |
| 5.1 参数的工业测试 | 第120页 |
| 5.2 拟合公式及物理意义 | 第120-121页 |
| 5.3 拟合曲线与等距压降曲线等效的数据分析说明 | 第121-129页 |
| 5.3.1 数据分析完整示例说明 | 第121-122页 |
| 5.3.2 其他数据图示说明 | 第122-129页 |
| 5.4 结论 | 第129-130页 |
| 第6章 温度场反映铝液液面状态的理论研究 | 第130-140页 |
| 6.1 问题研究的可行性 | 第130-132页 |
| 6.2 理论研究与公式推导 | 第132-139页 |
| 6.2.1 电流和温度的关系的建立 | 第132-134页 |
| 6.2.1.1 “0上”微元作为研究对象的F_v | 第132-133页 |
| 6.2.1.2 “0下”微元作为研究对象的F_v | 第133页 |
| 6.2.1.3 “0”微元作为研究对象的F_v | 第133-134页 |
| 6.2.2 导杆电流公式的推导与建立 | 第134-135页 |
| 6.2.3 导杆温度与铝液高度间关系式的建立 | 第135-139页 |
| 6.3 结论 | 第139-140页 |
| 第7章 总结与展望 | 第140-144页 |
| 7.1 研究内容与结论 | 第140-142页 |
| 7.1.1 电、热、磁、流场测试结果间的相互关系 | 第140-141页 |
| 7.1.2 电解槽的生产运行稳定性和设计的合理性 | 第141-142页 |
| 7.1.3 反映导杆等距压降状态和铝液液面状态的新方法 | 第142页 |
| 7.2 研究工作展望 | 第142-144页 |
| 参考文献 | 第144-154页 |
| 致谢 | 第154-156页 |
| 攻读学位期间发表的论文 | 第156-158页 |
| 攻读学位期间参加的科研项目和主要工作 | 第158页 |