Исследование процесса электролиза алюминия с помощью математической модели

На сегодняшний день главным способом получения алюминия является электролиз раствора глинозёма Al2O3 в расплавленном криолите Na2AlF6 при 960–970°С. Процесс электролиза проводят в аппаратах, катодом в которых является подина ванны, а анодом – предварительно обожженные угольные блоки или самообжигающиеся электроды, погруженные в расплавленный электролит.

В данной работе предлагается создание детальной математической модели, позволяющей рассчитывать все переменные состояния в объеме, достаточном для расчета критерия качества управления, позволит сделать их полностью наблюдаемыми, а, следовательно, управляемыми. Введение такой модели в контур управления позволяет перевести их в класс управляемых и создать алгоритм оптимального управления по сформулированному критерию управления. Если такая модель создается на основании механизма протекающих в объектах процессов, она обладает прогнозирующими свойствами в отличие от статистических моделей, создаваемых на основе обработки статистических данных о функционировании реальных объектов.

Теплообмен в электролизере имеет распределенный в пространстве характер. В системах управления электролизом отсутствуют распределенные контроль и управляющие воздействия, поэтому можно считать адекватной тепловой моделью электролизера модель с сосредоточенными параметрами:

Выводы

В процессе научной работы была исследована математическая модель процесса электролиза алюминия. Построена функциональная схема автоматизации электролизёра и подобрана спецификация приборов. Алюминиевый электролизёр был представлен как объект управления, приведены входные управляющие воздействия, возмущающие факторы и выходные параметры.

Список использованных источников

1. Металлургия алюминия / И.А.Троицкий.

2. Лысенко А.П., Хайрулина Р.Т. Металлургия алюминия. Учебное пособие. – М., МИСиС.

3. Управление процессом электролитического получения алюминия с использованием алгоритма расчёта ненаблюдаемых параметров/Петров П.А. Автореферат.

4. Теория автоматического управления и регулирования/Зайцев Г.Ф.

5. Автоматический контроль технологических параметров алюминиевых электролизёров/Громыко Л.И., Шайдуров Г.Я.