Investigación Numérica de la Ley de Distribución del Campo Electro-Térmico del Busbar bajo Diferentes Condiciones de Operación
Autores: Hou, Wenyuan; Sun, Kaibing; Sun, Shuaigeng; Li, Mao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Sistema de barra colectora electro-térmica
Intensidad de corriente
Distribución de temperatura
Caída de voltaje
Coeficiente de transferencia de calor
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El estado electro-térmico de un sistema de barras colectoras de celdas de electrólisis para la producción de aluminio representa el principal factor que afecta la estabilidad hidromagnética y la distribución de corriente. Basado en el sistema de barras colectoras de una celda electrolítica de aluminio de 500 kA, se estableció un modelo de cálculo de acoplamiento electro-térmico general de la barra colectora basado en ANSYS. Se analizaron las características de la temperatura de la barra colectora, la densidad de corriente y la distribución de la caída de voltaje. Además, se simuló la distribución electro-térmica del sistema de barras colectoras bajo diferentes intensidades de corriente, temperaturas ambientales y coeficientes de transferencia de calor. Los resultados muestran que la distribución de temperatura de la barra colectora de elevación y la barra colectora catódica es más alta en la ubicación central y tiende a disminuir a lo largo de los dos lados. Las diferencias en la conducción de calor y el entorno de disipación de calor son los principales factores que afectan la distribución del campo electro-térmico del sistema de barras colectoras, mientras que el calor de Joule de la corriente no es el factor principal. Aumentar la intensidad de corriente incrementará la temperatura promedio y la caída de voltaje promedio de la barra colectora. Con un aumento en la temperatura ambiental, la temperatura promedio de la barra colectora aumenta significativamente, y la caída de voltaje de la barra colectora también aumenta. Con un aumento en el coeficiente de transferencia de calor, la temperatura promedio y la caída de voltaje de la barra colectora disminuyen.
Descripción
El estado electro-térmico de un sistema de barras colectoras de celdas de electrólisis para la producción de aluminio representa el principal factor que afecta la estabilidad hidromagnética y la distribución de corriente. Basado en el sistema de barras colectoras de una celda electrolítica de aluminio de 500 kA, se estableció un modelo de cálculo de acoplamiento electro-térmico general de la barra colectora basado en ANSYS. Se analizaron las características de la temperatura de la barra colectora, la densidad de corriente y la distribución de la caída de voltaje. Además, se simuló la distribución electro-térmica del sistema de barras colectoras bajo diferentes intensidades de corriente, temperaturas ambientales y coeficientes de transferencia de calor. Los resultados muestran que la distribución de temperatura de la barra colectora de elevación y la barra colectora catódica es más alta en la ubicación central y tiende a disminuir a lo largo de los dos lados. Las diferencias en la conducción de calor y el entorno de disipación de calor son los principales factores que afectan la distribución del campo electro-térmico del sistema de barras colectoras, mientras que el calor de Joule de la corriente no es el factor principal. Aumentar la intensidad de corriente incrementará la temperatura promedio y la caída de voltaje promedio de la barra colectora. Con un aumento en la temperatura ambiental, la temperatura promedio de la barra colectora aumenta significativamente, y la caída de voltaje de la barra colectora también aumenta. Con un aumento en el coeficiente de transferencia de calor, la temperatura promedio y la caída de voltaje de la barra colectora disminuyen.