矿浆电解槽内固液搅拌对隔膜变形的影响

摘要：

矿浆电解作为一种短流程湿法冶金工艺,隔膜袋在搅拌桨搅动及矿石的磨损下会产生变形,甚至出现破裂,严重制约了生产效率.针对该问题,基于单向流固耦合原理,采用计算流体力学与固体有限元相结合的方法对矿浆电解搅拌槽内隔膜变形规律进行了全三维解析.研究发现隔膜袋两侧压差是导致变形的根本原因,最大变形量出现在垂直高度y=1.2 m位置处,且搅拌转速越大,隔膜变形所需的最佳液位差越小.当阴极区压力不足时,隔膜袋向内挤压变形;压力增加后,则向两侧鼓包.隔膜最大变形量随流体域固体体积含量(SL)的增加先减小后增加,在SL=15％时,隔膜变形达到最小值226.7 mm;越靠近槽下部,SL对绝对压力的影响越大.添加框架约束后,隔膜最大变形量减小到0.664 mm.通过可视化的解析,可以为矿浆电解工业控制提供参照.

关键词：矿浆电解、流固耦合、隔膜变形、计算流体力学-有限元、压强差

所属期刊栏目：45

分类号：TF19(冶金技术)

资助基金：国家自然科学基金51974018

在线出版日期：2023-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1205-1213