<<
>>

Научная новизна 1.

Разработан критерий устойчивости алюминиевого электролизера, удовлетворяющий требованиям АСУТП, позволяющий учитывать состав электролита, конфигурацию магнитного поля и длину настыли. 2.

Разработана методика определения ведущей пары гравитационных частот в критерии устойчивости Бояревича-Ромерио. 3.

Для расчета физических полей в алюминиевом электролизере построена двумерная модель, учитывающая длину подовой настыли. Существующие двумерные модели физических полей в алюминиевом электролизере позволяют учитывать настыль на боковых стенках электролизера (гарниссаж), в разработанной модели реализована возможность учитывать настыль на подине. 4.

Получена оценка индуцированных токов в алюминиевом электролизере. Согласно оценкам величина индуцированных токов на порядок меньше общего тока, это расходится с результатами оценок других авторов [81], согласно которым индуцированные токи сравнимы по величине с общим током.

Значение для теории 1.

Полученная модель физических полей в алюминиевом электролизере позволяет рассчитывать распределение плотности электрического тока, распределение магнитного поля, распределение электромагнитной силы, скорости циркуляции металла и электролита, давление в металле и электролите и форму поверхности металла с учетом индуцированных токов и подовой настыли. 2.

Разработанный критерий устойчивости и методика определения ведущей пары гравитационных частот позволяют рассчитывать критическое значение межполюсного расстояния в зависимости от конфигурации магнитного поля, длины настыли и других технологических параметров. 3.

Малая величина индуцированных токов по сравнению с общим током, полученная в результате оценок показывает, что систему уравнений магнитной гидродинамики можно в первом приближении разделить на отдельные уравнения для нахождения электрического тока, магнитного поля и скоростей в алюминиевом электролизере. 4.

Разработанные модели позволяют оценивать эффективность различных конфигураций ошиновок, определять, как изменятся физические поля и устойчивость работы алюминиевого электролизера при внесении изменений в ошиновку. 5.

Разработанная модель физических полей позволяет рассчитывать контуры циркуляции жидкого металла и электролита, которые необходимы для предсказания распределения температуры, переноса глинозема и других примесей в электролите, выявления возможных мест размыва стенки ванны.

6. Разработанные модели позволяют рассчитывать физические поля и порог устойчивости алюминиевого электролизера при замене анодов.

Значение для практики 1.

Разработанный критерий устойчивости может быть включен в алгоритмы АСУТП электролиза благодаря высокой скорости расчета порога МГД-стабильности электролизеров в зависимости от содержания КО, А1203, CaF2, силы тока, длины настыли, конфигурации магнитного поля. 2.

Разработанные модели можно использовать для повышения эффективности расчета регламентов изменения технологических параметров - увеличения силы тока, изменения химического состава электролита, изменения уровня металла, изменения заданного напряжения и т.д., выбирать наиболее безопасный по запасу МГД- стабильности регламент. 3.

За счет применения разработанных моделей можно повысить эффективность проектирования новых электролизеров, избежать ошибок при проектировании.

Достоверность полученных результатов

Достоверность результатов подтверждалась проведением тестовых расчетов и сравнением результатов с теоретическими и экспериментальными данными.

Использование результатов диссертации

С помощью разработанных моделей реализован блок оценки МГД- стабильности для программы «Виртуальный электролизер» [105].

Программа представляет собой динамическую модель алюминиевого электролизера, она используется сотрудниками ООО «Инженерно-технологический центр» для расчетов регламентов изменения технологических параметров и позволяет выбирать наиболее безопасный по запасу МГД-стабильности регламент. В настоящее время разработанные модели в составе динамической модели электролизера интегрируются с АСУТП нового поколения и соответственно будут использованы в работе АСУТП на базе динамической модели при принятии управляющих решений.

Разработанные модели и программные пакеты использовались при выполнении работ по договору с ОАО КрАЗ по теме «Математическое моделирование механизмов магнитогидродинамической неустойчивости электролизеров и разработка аппаратуры для контроля технологических параметров» в 2001 году, с ООО «Инженерно-технологический центр» по теме «Модернизация электролизеров С160М4» в 2003 году, «Разработка блока оценки МГД-нестабильности для программы Виртуальный электролизер» в 2004 году.

Акты приема-передачи выполненных работ и Заключение об использовании результатов исследований приведены в приложении А.

Личный вклад автора

Все результаты, имеющие научную новизну, получены лично автором.

Рекомендации по использованию результатов диссертации

Разработанный критерий устойчивости можно использовать на алюминиевых заводах в алгоритмах АСУТП электролиза для автоматического выбора таких параметров технологического процесса, которые обеспечат стабильную работу электролизеров. При проектировании и модернизации электролизеров разработанные модели можно использовать для экспертной оценки конструкции электролизеров и ошиновки.

Апробация результатов диссертации

Материалы диссертации были представлены на научных семинарах Красноярской Государственной Академии Цветных Металлов и Золота, Красноярского Государственного Технического Университета, Института Вычислительного Моделирования, кафедры Высшей Математики Красноярского Государственного Университета, ООО «Инженерно- технологический центр», на XI Международной конференции-выставки «Алюминий Сибири» в 2005 году, на заочной электронной конференции Российской Академии Естествознания в 2004 году, на Всесибирском конгрессе женщин-математиков в 2002 и 2004 году.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 5 работ, из них: 1 - статья в издании по списку ВАК; 4 — работы, опубликованные в материалах всероссийских и международных конференций.

<< | >>
Источник: Коростелев, Иван Николаевич. Математическая модель стационарных физических полей и критерий МГД—стабильности В алгоритмах динамической модели алюминиевого электролизера / Диссертация / Москва. 2005

Еще по теме Научная новизна 1.:

  1. Научная новизна.
  2. ПРОБЛЕМА НОВИЗНЫ
  3. 1.1. Парадокс новизны коучинга
  4. НОВИЗНА И ПРИЧИННОСТЬ В СВЕТЕ КОНЦЕПТОВ1
  5. НОВИЗНА И БЕСКОНЕЧНОЕ В СВЕТЕ ПЕРЦЕПТОВ
  6. НОВИЗНА И БЕСКОНЕЧНОЕ В СВЕТЕ КОНЦЕПТОВ1
  7. НОВИЗНА И ПРИЧИННОСТЬ В СВЕТЕ ПЕРЦЕПТОВ
  8. § 8.1. ГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА И ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ОТНОШЕНИЙ В ОБЛАСТИ НАУЧНОЙ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
  9. § 8.1.2. Организация и принципы регулирования научной (научно-технической) деятельности
  10. ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСЫ (сайты научно-популярных изданий и сетевых научных агентств)
  11. § 1. Этапы, способы научной деятельности и типы научного знания Понятие методологии и ее уровней
  12. В.А. Садовничий. О научных исследованиях и научных школах. Евразийское пространство, 2010
  13. Научное знание как система. Особенности и структура научного знания
  14. Методы научного исследования, формы научного знания
  15. ИТОГИ VII ПЛЕНУМА НАУЧНОГО КОМИТЕТА МЕЖДУНАРОДНОГО СОВЕТА НАУЧНЫХ СОЮЗОВ ПО ПРОБЛЕМАМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (СКОПЕ) А. Г. Назаров
  16. § 8.1.1. Научные работники и научные организации
  17. Л.А. Микешина. Философия науки: Современная эпистемология. Научное знание в динамике культуры. Методология научного исследования : учеб. пособие. — М. : Прогресс-Традиция : МПСИ : Флинта. — 464 с. , 2005
  18. Д ж. Р. Брайт ПРОЦЕСС ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАУЧНО- ТЕХНИЧЕСКИХ НОВОВВЕДЕНИЙ — ПОМОЩЬ В ПОНИМАНИИ СУЩЕСТВА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
  19. Новиков А.М., Новиков Д. А.. Методология научного исследования, 2010
  20. В.А. Канке. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ, 2014