新型阴极结构电解槽铝液波动模拟

来源期刊：中国有色金属2011年第S2期

论文作者：张晓博 王芳 齐凤升 李宝宽 冯乃祥

文章页码：347 - 349

关键词：铝电解槽;新型阴极结构;铝液波动;数值模拟;

摘    要：本文建立了300k A传统型与新型阴极结构（在阴极碳块上表面设计26对长方体凸台）铝电解槽物理模型,利用CFX软件,采用有限体积法和k-ε湍流模型求解粘性不可压缩流体三维雷诺平均的Navier-Stokes方程模拟计算了槽内铝液湍流流动,并运用高分辨率数值格式耦合VOF法跟踪铝液界面波动。研究结果表明:在传统型与新型阴极结构铝电解槽中,铝液的流动均形成了两个大的漩涡,但在新型槽中由于阴极碳块结构的改变,铝液流动形态相比传统型槽发生了明显的改变,且流速减小,在局部形成了较小的漩涡;因新型结构的作用,铝液波动的波长减小,波幅相对传统槽下降了19.7%,同时铝液两侧流速相对的加大对槽壁的冲刷在一定程度上加剧。