[發(fā)明專利]一種槽幫預(yù)測量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810238069.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN108446501A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紅亮;王棋鈺;李劼;冉嶺;孫珂娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06T17/20
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種槽幫預(yù)測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取鋁電解槽的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)，并使用假設(shè)的初始槽幫形狀，采用有限元理論及方法建立有限元切片模型；

步驟2：獲取每班每臺(tái)槽現(xiàn)場測量的電解質(zhì)溫度及各監(jiān)測點(diǎn)的槽殼溫度參數(shù)；

步驟3：將步驟2中得到的電解質(zhì)溫度及各監(jiān)測點(diǎn)的槽殼溫度參數(shù)作為邊界條件輸入有限元切片模型中進(jìn)行迭代求解，計(jì)算槽幫厚度；

步驟4：獲取對(duì)應(yīng)溫度所計(jì)算的槽幫內(nèi)形曲面的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，對(duì)所有節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)先進(jìn)行二維插值預(yù)處理，再進(jìn)行三維插值建模，得到三維槽膛整體形狀，并反饋槽幫形狀。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟1中采用有限元理論及方法建立的有限元切片模型的表達(dá)式如下所示：

式中，T為節(jié)點(diǎn)溫度，k_x、k_y、k_z為x、y、z軸方向的導(dǎo)熱系數(shù)，由步驟1獲得，q_s為熱源強(qiáng)度，對(duì)于設(shè)置電解質(zhì)恒定溫度，q_s＝0。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟4中所述二維插值的方法采用最小曲率法，其所采用的約束條件為：

式(2)中，x、y、z為各點(diǎn)坐標(biāo)值，f為曲面函數(shù)，E為曲面能或粗糙度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟2中槽殼溫度參數(shù)通過在槽殼大面、小面及拐角處的槽幫高度位置均勻設(shè)置有限個(gè)溫度監(jiān)測裝置測量得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：所示溫度監(jiān)測裝置為紅外測溫槍、熱電偶儀器、熱流計(jì)及紅外探測儀中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟1中鋁電解槽結(jié)構(gòu)參數(shù)包括槽體各部分的尺寸和材料屬性參數(shù)；槽體各部分的尺寸是指陽極、陰極、爐膛、槽殼和各種內(nèi)襯材料的長度、寬度以及高度或厚度；槽體各部分的材料屬性參數(shù)是指槽體各部分的導(dǎo)熱系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟1中鋁電解槽工藝參數(shù)包括極距、電解質(zhì)水平、鋁液水平及槽系列電流值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槽幫預(yù)測量方法，其特征在于：步驟1中建立的有限元切片模型包括：電解槽大面、小面及拐角的有限元切片模型。