3KA钕电解槽中电磁场及流场的数值模拟

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稀土被人们誉为新材料的“宝库”，由于其具有优异的物理和化学性能，因此在国民经济和现代科学技术的各个领域得到了重要应用。近年来我国稀土产业飞速发展，而稀土金属产业在整个稀土产业链中具有极其重要的地位，尤其金属钕已成为拉动我国稀土产业发展的主要元素，而钕主要是以金属形式应用到稀土永磁材料钕铁硼之中。随着钕铁硼永磁体的蓬勃发展，制备该磁体所需的金属钕及含钕中间合金的需求量也猛增，对金属钕及其合金的质量也提出了更高的要求，同时也进一步促进了生产钕及含钕中间合金的工业化进程。本文即是通过数值模拟的方法，对3KA钕电解槽的电磁场及流场进行了研究。以期对该型及类似电解槽的结构和工艺改进提出理论性指导，以便探索出更好的槽型和生产工艺。文中具体所做的工作如下： 1.简要评述了稀土产业和稀土电解技术的发展现状和趋势。 2.简单介绍了金属钕产业的发展现状及前景。 3.建立了3KA钕电解槽中电磁场及流场的数学模型，修改了已有研究的一些物性参数，确立了合理的边界条件。 4.利用有限差分法对所建立的数学模型的控制方程实行离散化，完成了由微分方程向代数方程转化的工作。在此基础上，结合半隐式SIMPLE计算方法，完成了二维程序计算步骤，设计了计算区域和计算网格。 5.通过对已有电磁场及流场程序的修正，得到了计算精度更高、收敛性更好的程序。 6.利用程序，模拟计算了3kA钕电解槽一般工况下，不同电极插入深度，不同阳极内径以及阳极侧壁开孔时的电解槽中电磁场及流场。 7.根据计算结果，结合已有研究成果，通过比较和深入分析，总结出了电极插入深度，阳极内径，阳极侧壁开孔情况等因素对电解过程中电解槽的电磁场及流场的影响。为探讨电解槽设计提供了新思路，为进一步改善和优化电解槽结构，扩大电解槽规模，改进电解槽工艺过程提供了理论依据。

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作者
齐素慈;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科钢铁冶金
授予学位硕士
导师姓名刘中兴;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类稀土金属冶炼;电磁波与电磁场;
关键词
稀土钕; 熔盐电解; 电解槽; 电磁场; 流场; 数值模拟;

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