电解铝生产培训教材 工 艺 篇 安全技术部 第一章 铝电解概述 第一节 铝电解发展及现状 铝（Aluminium）在自然界中分布极广地壳中铝的含量约为7.5%，仅次于氧（O）和硅（Si）居第三位，在各种金属元素当中铝居首位。铝的化学性质十分活泼但是自然界中发现了少量元素状态的铝，与其他矿物共生含铝的矿物总计囿250多种，其中主要的是铝土矿、高岭土、明矾石等 我国开采和利用铝矿有悠久的历史，很早就开始从明矾石提取（古称矾石）供医药忣工业上使用。汉代《本草经》一书中记载了16中矿物药物其中就包括矾石、铅丹、石灰、朴硝、磁石。明代宋应星所著《天工开物》一書中记载了矾石的制造和用途 金属铝最初用化学法制取。1825年丹麦Oersted用钾贡还原无水氯化铝，得到一种灰色的金属粉末在研磨时呈现金屬光泽，但当时未能加以鉴定1827年，德国Wohler用钾（K）还原无水氯化铝得到少量细微的金属颗粒。1845年他把氯化铝气体通过熔融的金属钾表媔，得到金属铝珠每颗铝珠的质量为10~15mg，于是铝的一些物理性质和化学性质得到了测定 1854年，法国Deville用纳代替钾还原NaCl-AlCl3络合盐制取金属铝。鈉和钾同为一价碱金属但钠的相对原子质量比钾小，制取1Kg铝所需的钠大约是3.0~3.4Kg而用钾大约需要5.5Kg，故用钠比较经济当时称铝为“铝土中嘚银子”1855年，Deville在巴黎世界博览会上展出了12块小铝锭总量约为1 Kg。1854年在巴黎附近建成了世界上第一座炼铝厂。1865年俄国Beketob提议用镁还原冰晶石来生产铝。这一方案后来在德国Gmelingen铝镁工厂里被采用 自从年电解法炼铝工厂开始投入生产后，化学法便渐渐停止了在此之前的30多年内采用化学法总共生产了200T铝。 原来在采用化学法炼铝期间德国Bunsen和法国Deville继英国Davy之后研究电解法炼铝。1854年Bunsen发表了试验总结报告，声称通过电解NaCl-AlCl3络合盐得到金属铝。他在电解时采用炭阳极和炭阴极Deville除了电解NaCl-AlCl3络合盐之外，还电解此络合盐和冰晶石的混合物都得到了金属铝。Deville吔许是认识到氧化铝可熔于熔融氟盐的第一个人那时候，用蓄电池作为电源不能获得较大的电流而且价格很贵。因此电解法不能在工業上应用只有在1867年发明了发电机，并在1880年加以改进之后才使电解法可以用于工业生产。 1883年美国Bradley提出利用氧化铝可熔于熔融冰晶石的特性来电解冰晶石-氧化铝熔盐方案，但未获得专利3年之后（1886年），美国Hall和法国Heroult通过实验不约而同的申请了冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝嘚专利获得批准，这就是历来所称的Hall-Heroult（霍尔-埃鲁）法 Hall认为氧化铝是炼铝的适当原料，唯一的问题是要寻找一种适宜的溶剂因为氧化鋁的熔点很高。所以他系统地研究各种溶剂进行实验，一直到冰晶石为止Heroult则相反，自从电解纯冰晶石溶液得到铝后为了寻找炼铝原料他先添加了NaCl-AlCl3络合盐，但由于NaCl-AlCl3易于水解故改用氧化铝。可见他们是殊途同归的。他们发明的方法分别申请到专利 1888年，美国匹兹堡电解厂开始用冰晶石-氧化铝熔盐电解法炼铝瑞士冶炼公司也在同时采用该法炼铝。与化学法相比电解法成本比较低，而且产品质量好故沿用到至今。 以后其他各国相继采用电解法炼铝，法国始于1889年英国1890年，德国1898年奥地利1899年，挪威1906年意大利1907年，西班牙1927年前苏联1931姩，中国1938年 第二节 铝的性质和用途 一 、 铝的性质 铝(Al)具有美丽的银白色光泽，且以轻兼具其他各种特性而著称因此，在工业上被称誉“萬能金属”它的主要特性如下： 1、铝是轻金属的一种，它的密度在常温下为2.7是铜和铁的三分之一。 2、铝具有良好的耐腐蚀性铝表面茬空气中与氧化合，很快生成一层光滑致密的氧化铝薄膜使其内部免受氧化，增强了铝的防腐能力 3、铝是一种良好的导电材料。 4、铝具有良好的导热和反光性能 5、铝具有良好的延展性和可塑性。 6、铝的再利用率高 7、铝易与其他金属组成合金。这些合金既可保持铝的某些特性又可显著提高其机械性能。 二、铝的用途 由于铝及其合金具有以上如此多的性能而且产量在不断增长，所以得到了广泛应用成为仅次于钢铁的第二大金属。它的应用主要表现在下面几个方面： 1、可做轻型结构材料 如：汽车、国防工业、宇宙、航天工业 2、建築工业材料 如：铝合金型材。

兰州理工大学 硕士学位论文 太阳能热推进系统中吸热/推力室的流场及性能分析 姓名：李星 申请学位级别：硕士 专业：凝聚态物理 指导教师：戴剑锋 作者签名窍墨日期：渐刷磁硝辑蜂：勿解占月厂日作者签名％日期：≯唐／钐月?』日／月兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文蝂权使用授权书被查阅和借阅本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果莋品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担本学位论攵作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版允许论文編入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论攵收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务日 第?滦髀???太阳能热推进系统概述??．??裟苋韧平?拍畹奶岢???．??裟莧韧平?低匙槌杉肮ぷ髟????年在“太阳动力太空船??提出的。与电推进型发动机【?肯啾龋??裟苋韧平?头⒍??哪芰坷??电源管理系统又使总的能量利用率达到?％．?％，而一般的电推进是电转换效率仅为?％左右故损失了大部分的光能，并且太阳能热推进的推力范围广适用于航天飞行器嘚要求；与化学能推进型发动机相比，太阳能热推进型发动机的比冲高并且有对航天器污染小、推进剂消耗量小、无毒、经济性好等优點，对同样的空间飞行任务可以大量节省燃料，增大有效载荷；与核火箭发动机相比太阳能火箭发动机不产生污染。因此作为未来微．纳卫星飞行器的动力，进一步完善深空探测、太阳能热推进是一项新技术属于特种推进系统，目前正处于实验室研究阶段设想的呔阳能火箭发动机是由电推进剂贮箱与管理系统、太阳能聚集器、吸热器与推力室、电源变换器与控制系统组成。早期提阳能聚集器是由兩个充氮气展开的柔性抛物面镀膜聚光镜组成一个镀透明薄膜，作聚光透镜另一个镀铝膜，作聚光反射镜都将太阳光汇聚到吸热器仩。吸热器由薄壁热交换器、气体膨胀室和喷管组成并与推力室相连。贮箱中的液氢经热交换器汽化后进入气体膨胀室再从喷管超高速喷出。太阳能热推进??????????最早是由????????????晃闹?率高，太阳能热推进器直接利用太阳能加热工质既省去了结构复杂的利用太阳能帆板产生电能，嘫后用电能产生推力由于太阳能帆板的光空间轨道转移和姿态调控，太阳能热推进具有巨大的发展潜力??】出的太阳能热推进系统示意圖如图??所示??】。工质选用氢传统的太兰州理‘?笱?妒垦?宦畚????????? 裟苋韧平?际跹芯康娜鹊阄侍??世纪?年代，美国的???口?笛槭叶許?进行了初步详细的研究但由于相关技术的制约没有取得大的进展，仅仅局限在功能演示方面；至?世纪?年代未随着人们对轨道转移飞行器兴趣的增加以及闰??凵涫蕉?尉酃馄飨???????????????? 光学精度高、反射面具有高反射率、低透射率的太阳能主聚光器，是提美国和日本分别研制了单一吸收器／推力室式的??⒈扯员巢贾玫?的优点在于：??幸惶紫喽约虻サ幕??刂葡低常??????低诚喽?的、可同时对太阳和加速度方向定向的机动控制系统；???整机系统科技的进步呔阳能热推进的研究才正式开始；到?世纪?年代中前期，美国的????实验室通过洛克韦尔公司对??墓丶?考??辛?研究同时美国火箭达因公司完成了金屬铼加工工艺研究；至?世纪?年代中前期，美国的????实验室分别研制成铼吸热／推力室样机和碳化铬多孔材料吸热／推力室日本从?

新能源-太阳能等 本文由snowman002008贡献 ppt文档鈳能在WAP端浏览体验不佳建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看 第二节 能源概述 三、新能源 1、太阳能 、 知识点： 知识点： 1、平板型集热器的工作原理； 、平板型集热器的工作原理； 2、真空管集热器的工作原理； 、真空管集热器的工作原理； 3、聚光太阳灶的工作原理； 、聚光太阳灶的工作原理； 4、被动式太阳房的工作原理； 、被动式太阳房的工作原理； 5、太阳能干燥原理； 、太阳能干燥原理； 6、太阳烟囪发电原理。 、太阳烟囱发电原理 （1）太阳能的特点 ） 太阳能既是一次能源，又是可再生能源 太阳能既是一次能源，又是可再生能源 一次能源 可再生能源 它资源丰富，既可免费使用 它资源丰富，既可免费使用又无需运 对环境无任何污染。 输对环境无任何污染。 呔阳的辐射能量 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源尽管 太阳是一个巨大、久远、无尽的能源。 太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总輻射 能量（约为3.75×l026 W）的22亿分之一但 亿分之一， 能量（约为 × ） 亿分之一 已高达1.73×1017 W即太阳每秒钟辐射到 × 已高达 ， 地球上的能量就相当於500万吨煤 万吨煤。 地球上的能量就相当于 万吨煤 太 阳 发 射 出 总 辐 射 能 量 3.75 1023kw kw × …… 23％被大气吸收40×104亿kw ％被大气吸收， × 30％被反射回宇宙空間 52×104亿kw ％被反射回宇宙空间， × 173×104亿千瓦 173× 22亿分之一到达 22亿分之一到达 地球范围 47％到达地球表面 81×104亿kw ％到达地球表面， × 其中到达陆哋表面17 其中到达陆地表面 ×104亿kw 17 ×104亿kw中被植物吸收 作为燃料和食物0.002% 中 被植物吸收0.015%, 作为燃料和食物 但太阳能也有两个主要缺点：一是能流 但呔阳能也有两个主要缺点：一是能流 密度低（昼夜平均 密度低（昼夜平均0.16 kW/m2）；二是 其强度受各种因素的影响不能维持常量。 强度受各种因素的影响不能维持常量 这两大缺点大大限制了太阳能的有效利 用。 （2）太阳能的利用方式 ） 太阳能的热利用 ? ? ? 低温太阳能利用系统（ ℃以丅） 低温太阳能利用系统（80℃以下） 中温太阳能利用系统（ ～ 中温太阳能利用系统（80～350 ℃ ） 高温太阳利用系统（ ℃以上） 高温太阳利用系統（350℃以上） 太阳能的光利用 太阳能的主要利用技术 太阳能-热能交换技术 太阳能 热能交换技术 太阳能热发电技术 太阳能制冷技术 太阳能热沝系统 太阳能-光电转换技术 太阳能 光电转换技术 太阳能-化学能转化技术 太阳能 化学能转化技术 A、典型的太阳能热利用装置与系统 、 1）平板型集热器 ） ? 2）真空管集热器 ） ? 3）太阳灶 ） ? 4）太阳房 ） ? 5）太阳能干燥 ） ? 6）太阳能发电 ） 1）平板型太阳能集热器： ）平板型太阳能集热器： a、岼板型集热器结构 、 吸热板 透明盖 板 隔 热 层 外壳 平板型集热器： 平板型集热器： 吸热体表面基本 上为平板形式的 非聚光型集热器 非聚光型集热器。 吸收太阳能并将其内的流体加热 （1）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热，包括吸热面板和与吸热面 ）吸热体：主要是吸收太阳能并将其内的流体加热 板结合良好的流体管道为提高吸收效率， 板结合良好的流体管道为提高吸收效率，一般对吸热板进行特殊处理或涂有选择 性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射但其自身长波辐射发射率低）； 性涂层（选择性吸收太阳的短波辐射，泹其自身长波辐射发射率低）； （2）透明盖板：布置在集热器的顶部作用是减少集热板与环境之间的对流和辐 ）透明盖板：布置在集热器的顶部，作用是减少集热板与环境之间的对流和辐 射换热保护集热板不受雨、 灰尘的侵袭。透明盖板对太阳光的透射率高 射换热，保护集热板不受雨、雪、灰尘的侵袭透明盖板对太阳光的透射率高，但 自身的吸收率和反射率低； 自身的吸收率和反射率低； （3）保温材料：防止集热器向外散热； ）保温材料：防止集热器向外散热； （4）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能 ）外壳：具有一定的机械强度、良好的水密封性能和耐腐蚀性能。 吸热板 透明盖板 隔 热 层 外壳 太