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作者：尹刚;李伊惠;颜玥涵;曹文琦;全鹏程;王民;
单位：重庆大学资源与安全学院,煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室;贵州大学电气工程学院;阿坝铝厂;重庆旗能电铝有限公司;
摘要：铝电解槽进入正常生产阶段的重要标志之一是铝电解槽内壁形成规则稳定的内形，而铝电解槽内高温波动的铝液使得槽内运行情况难以判断，因此在线监测铝电解槽槽膛对企业来说十分重要。本文提出一种基于数字孪生技术的铝电解槽槽帮在线监测的方法，旨在实现铝电解槽内部的实时监控。首先构建了铝电解槽数字孪生框架结构，并根据铝电解槽槽膛形成原理和电-热场数学方程构建了铝电解槽电-热仿真模型。为获取铝电解槽运行数据，利用物联网技术对实时运行数据进行了采集和传输。最终构建了铝电解槽数字孪生模型，并在铝电解车间进行了验证实验。模拟得到的铝电解槽电解温度、槽壳温度和槽帮形状符合铝电解槽的实际运行情况，实现了铝电解槽槽帮的在线监测。另外利用数字孪生模型研究了槽帮厚度随温度场的影响，实验结果表明随着槽帮厚度的减薄电解温度和槽壳温度均升高，且槽壳温度变化更为明显。因此可以通过监测槽壳温度来判断槽帮破损情况，定位具有破损风险的位置。
关键词：铝电解槽;;数字孪生;;在线监测;;数值模拟;;故障检测
基金资助：重庆市自然科学基金创新发展联合基金项目（CSTB2024NSCQ-LZX0166）;; 重庆英才-创新创业示范团队项目（cstc2024ycjhbgzxm0131）;; 中央高校基本科研业务费（2024CDJQYJCYJ-001）;; 科技转化重大项目（H20201555）资助
