预焙炭阳极环形槽炭碗设计的仿真研究

在工业铝电解槽阳极中,炭碗底部由于存在较大的铁-炭间隙而无法导电.针对这一弊端,提出了一种环形开槽的阳极炭碗设计.采用数值模拟的方法,考察了环形槽炭碗设计对阳极物理场的影响及机理.数值计算结果表明,在重力作用下,工业阳极炭碗底部存在1.2mm左右的初始铁-炭间隙,而环形槽炭碗设计能够将炭碗底部的初始铁-炭间隙降低到约0.2mm.因此,阳极运行时,采用环形槽炭碗的阳极中磷生铁和钢爪的热膨胀能够使炭碗底部的铁-炭间隙闭合,从而与炭碗底部产生接触应力,进而增加炭碗导电面积、改善阳极电流分布.采用环形槽炭碗设计能够降低阳极电压降约22mV,而对阳极温度场分布没有显著影响.     

基于CFD技术的负压病房气流组织的数值模拟及分析优化

负压病房对于医疗单位紧急应对新冠病毒等强传染性病菌在院区内发生交叉传染、医护感染等至关重要,原因在于良好的气流组织有利于传染性病菌快速排出。设计相适应的、安全有效的送排风方案对于模块化负压病房的构建来说非常关键。基于计算流体动力学理论,依托多物理场仿真计算软件Comsol,面向雷山医院等应急卫生场所,以负压病房作为研究对象,研究6种常见的通风排风方案对于病菌的排出扩散效率的影响。还对雷山医院病房现有气流组织情况的浓度分布进行探讨和研究,并提出和对比了多组优化方案,得出了较好的通风布置方案。该方案能为以后的模块化施工提供参考,减少病菌传播扩散,更有效保护医护人员。     

湿热环境下NCM三元锂离子电池热失控分析

从高温热滥用角度出发,对高湿高温环境中三元锂离子电池的热失控行为进行实验和模拟的对比分析.选择荷电量(SOC)为50%的镍钴锰三元锂离子动力电池(NCM523)作为研究对象,利用恒定功率1kW 的电热炉作为外加热源,加热660s后撤掉外热源,进行湿热环境下NCM三元锂离子电池热滥用实验,并利用COMSOL多物理场仿真软件进行数值模拟.结果表明:常湿条件下,环境初始温度的提高,造成热失控发生的时刻显著提前.对于SOC为50%的NCM三元锂离子电池,在相对湿度为50%的条件下,当环境初始温度由20℃增加到40℃时,电池达到热失控的时间提前了20.2%;在室温为30℃条件下,当环境湿度由50%增加到100%时,热失控导致的最高温度增加了37.2%.高温高湿环境将造成NCM三元锂离子电池热失控的危险性显著增加.