電解鋁殘陽極粉塵顆粒在紊流場運動狀態(tài)研究.pdf

1、本論文通過CFD數(shù)值模擬方法分析工業(yè)制備高純度鋁所采用的電解鋁工藝中，電解鋁殘陽極粉塵顆粒在機械通風除塵系統(tǒng)的紊流流場下的運動狀態(tài)，研究陽極粉塵顆粒的擴散速度、濃度和軌跡的變化規(guī)律與特性，確定合理、高效的電解鋁殘陽極清理除塵方式，為電解鋁殘陽極除塵罩的設計提供理論依據(jù)。
　　本課題采用了計算流體力學（ComputationalFluidDynamics，CFD）數(shù)值模擬的方法，通過GAMBIT2.3、ANSYSFLUENT12和T

2、ECPLOT等模擬軟件，采用DPM模型，運用數(shù)值分析法中GEMCHIP算法對單點射流源粉塵顆粒運動軌跡進行了數(shù)值模擬，對粉塵顆粒運動狀態(tài)進行了微分方程離散求解，對其在幾組不同的簡單紊流場中進行數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果進行比較分析。其中包括對模型的確定，方程的選擇，算法的確定等。同時，分析了類似問題的常見模擬求解方法，比較它們之間的差異，得出了相應的結(jié)論。
　　電解鋁殘陽極粉塵顆粒污染物在清理廠房內(nèi)的幾種簡單紊流場條件下，固體電解鋁殘

3、陽極粉塵顆粒與氣體相相對速度規(guī)律與關系，濃度分布與氣流關系。以及整個廠房內(nèi)電解鋁殘陽極粉塵在操作工人呼吸區(qū)內(nèi)的濃度并不會隨著時間積累而無限增加，這種模擬結(jié)果完全吻合我們實際工業(yè)除塵廠房內(nèi)的情況。并發(fā)現(xiàn)廠房內(nèi)濃度的平衡點為350ug/m3，即在整個區(qū)域達到此濃度時發(fā)塵面的發(fā)塵量等于在廠房內(nèi)完全失去運動能力的殘陽極粉塵顆粒量。
　　與此同時，在微觀電解鋁殘陽極粉塵顆粒運動軌跡上我們也可以認為其模擬結(jié)果近似接近真實情況，從軌跡上看，其運