铝电解槽热平衡数字孪生系统与内衬材料服役行为预测

摘要

针对铝电解槽内衬材料在热-力-化学多场耦合作用下的失效预测难题，构建了铝电解槽热平衡数字孪生系统。系统集成电-热-力多物理场有限元模型与热电偶实测数据，通过动态边界条件修正实现内衬温度场实时重构。基于温度场演化规律与溶解动力学建立侧壁侵蚀速率预测模型，融合物理退化机理与深度学习算法提出内衬剩余寿命混合预测方法。工业验证表明，数字孪生系统能够精准捕捉内衬温度分布与侵蚀演变，揭示热平衡状态与材料失效的耦合机制，为电解槽长周期安全运行与智能维护提供理论支撑与技术手段。