陽(yáng)極焙燒及其熱工過程的數(shù)學(xué)分析與仿真

內(nèi)容概要

隨著科學(xué)的進(jìn)步，煉鋁的研究十分活躍。在我國(guó)鋁電解工業(yè)發(fā)展的歷程中，科學(xué)家們做了大量的研究，相關(guān)論文一篇接一篇地發(fā)表，新技術(shù)、新理論、新材料不斷涌現(xiàn)，極大地推動(dòng)著我國(guó)鋁工業(yè)的發(fā)展。然而我國(guó)鋁電解工業(yè)的整體技術(shù)水平和生產(chǎn)指標(biāo)與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距仍然很大，特別是在改進(jìn)碳陽(yáng)極與陰極質(zhì)量方面，在我國(guó)還有很大潛力可挖。碳陽(yáng)極是鋁電解槽的“心臟”，我國(guó)的碳陽(yáng)極質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，一旦這些陽(yáng)極應(yīng)用到生產(chǎn)中，就會(huì)造成陽(yáng)極局部過熱、電流分布不均、陽(yáng)極掉塊、陽(yáng)極掉渣等，對(duì)鋁電解生產(chǎn)的電流效率和能耗等影響巨大。就鋁電解對(duì)陽(yáng)極質(zhì)量的要求而言，要求生陽(yáng)極的焙燒過程要有均勻的溫度和合理的熱工制度，所獲得較小的溫差，準(zhǔn)確控制升溫，其中溫度曲線是熱工制度的核心。長(zhǎng)期以來(lái)，相關(guān)的數(shù)學(xué)模型只是在形式上進(jìn)行單一的模擬，以解析方法為手段的經(jīng)典燃燒理論只能在大量的簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上得到定性的關(guān)系，熱工方程的近似周期解不能收斂，漸近展開式解失效，從定量上反映不出其溫度分布，燃燒裝置的設(shè)計(jì)也主要靠實(shí)驗(yàn)。

書籍目錄

第1章  概述  1.1 國(guó)內(nèi)外陽(yáng)極生產(chǎn)發(fā)展與研究現(xiàn)狀    1.1.1 國(guó)際陽(yáng)極工業(yè)近年?duì)顟B(tài)    1.1.2 焙燒原理    1.1.3 焙燒的工藝制度    1.1.4 焙燒工序    1.1.5 環(huán)式爐焙燒工藝  1.2 國(guó)內(nèi)在提高陽(yáng)極質(zhì)量方面的研究  1.3 生陽(yáng)極在焙燒過程中的物理一化學(xué)變化  1.4 制品質(zhì)量的理論分析與綜合技術(shù)    1.4.1 有關(guān)原料    1.4.2 生產(chǎn)工藝分析  1.5 影響焙燒制品質(zhì)量的因素    1.5.1 焙燒體系中氣氛的影響    1.5.2 壓力的影響    1.5.3 加熱制度的影響    1.5.4 填充料的影響  1.6 升溫與冷卻速度對(duì)焙燒后制品質(zhì)量的影響    1.6.1 揮發(fā)物析出量與升溫速度的關(guān)系    1.6.2 焦炭密度與升溫速度的關(guān)系    1.6.3 熱應(yīng)力與毛坯的平均溫度  1.7 焙燒溫度對(duì)制品性能的影響    1.7.1 焙燒溫度對(duì)孔隙度的影響    1.7.2 焙燒溫度對(duì)比電阻的影響    1.7.3 焙燒溫度對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響    1.7.4 焙燒溫度對(duì)預(yù)焙陽(yáng)極電解消耗的影響    1.7.5 焙燒溫度對(duì)預(yù)焙陽(yáng)極被空氣氧化速率的影響    1.7.6 焙燒溫度對(duì)預(yù)焙陽(yáng)極被二氧化碳?xì)怏w氧化速率的影響    1.7.7 焙燒溫度對(duì)預(yù)焙陽(yáng)極反電動(dòng)勢(shì)的影響  1.8 動(dòng)量、熱量、質(zhì)量傳輸過程模型的表述    1.8.1 一維傳遞機(jī)理    1.8.2 通用微分方程組    1.8.3 湍流計(jì)算的雙微分方程模型  1.9 本章小結(jié)第2章  陽(yáng)極焙燒爐燃燒室數(shù)學(xué)模擬  2.1 焙燒室中流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)描述  2.2 焙燒室中傳輸過程的基本方程  2.3 源項(xiàng)表達(dá)式    2.3.1 化學(xué)反應(yīng)率    2.3.2 能量方程的源項(xiàng)    2.3.3 動(dòng)量方程的源項(xiàng)  2.4 數(shù)學(xué)模型的引入    2.4.1 k-s-f-g方程    2.4.2 PDF(概率密度分布函數(shù))模型    2.4.3 火焰?zhèn)鳠徇^程的基本方程  2.5 本章小結(jié)第3章  基本方程的數(shù)值理論與計(jì)算第4章  混沌、分形及其現(xiàn)象分析與應(yīng)用研究第5章  陽(yáng)極焙燒爐全息檢測(cè)系統(tǒng)第6章  現(xiàn)代爐窯的研究熱點(diǎn)與碳陽(yáng)極焙燒爐燃燒室的四場(chǎng)耦合仿真第7章  對(duì)生產(chǎn)高質(zhì)量陽(yáng)極的進(jìn)一步設(shè)想第8章  現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法在求解熱工微分方程近似解中的進(jìn)一步應(yīng)用參考文獻(xiàn)

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