Συσχέτιση θερμικής κατάστασης του εσωτερικού ηλεκτρολυτικού κελιού με την εξωτερική θερμοκρασία του μεταλλικού περιβλήματος

Ζυγογιάννης, Νικόλαος; Zygogiannis, Nikolaos

dc.contributor.author	Ζυγογιάννης, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Zygogiannis, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2025-02-26T08:29:06Z
dc.date.available	2025-02-26T08:29:06Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61173
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28869
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αλουμίνιο	el
dc.subject	Ηλεκτρόλυση	el
dc.subject	Θερμική συσχέτιση	el
dc.subject	Λουτρό	el
dc.subject	Μεταλλικό περίβλημα	el
dc.subject	Aluminum	en
dc.subject	Electrolysis	en
dc.subject	Thermal correlation	en
dc.subject	Bath	en
dc.subject	Metallic casing	en
dc.title	Συσχέτιση θερμικής κατάστασης του εσωτερικού ηλεκτρολυτικού κελιού με την εξωτερική θερμοκρασία του μεταλλικού περιβλήματος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλουργία	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-11
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το θέμα μελέτης της συσχέτισης της εσωτερικής θερμικής κατάστασης ηλεκτρολυτικού κελιού με την εξωτερική θερμοκρασία του μεταλλικού περιβλήματος. Αρχικά, παρατίθενται ορισμένες γενικές πληροφορίες για το αλουμίνιο σχετικά με τις ιδιότητες του, το μετάλλευμα από το οποίο εξάγεται και τις εφαρμογές στις οποίες αξιοποιείται. Έπειτα παρουσιάζονται πληροφορίες για τις υποδομές του εργοστασίου Αλουμίνιον της Ελλάδος και ορισμένα σημαντικά ιστορικά γεγονότα. Ξεχωριστή ενότητα αφιερώνεται στην ανάλυση της μεθόδου Hall – Heroult μέσω της οποίας παράγεται ηλεκτρολυτικά το μεταλλικό αλουμίνιο, με παράθεση κι επεξήγηση των κυριότερων φαινομένων και παραμέτρων της, σε συνδυασμό με αναφορές στην παραγωγική διαδικασία που ακολουθεί το εργοστάσιο. Στη συνέχεια, παρατίθεται η ενότητα ανάλυσης της πορείας που ακολουθήθηκε για την μελέτη του τρέχοντος θέματος. Ειδικότερα, γνωστοποιούνται οι λόγοι που οδήγησαν στη μελέτη της συσχέτισης θερμοκρασίας λουτρού – μεταλλικού περιβλήματος. Ακολούθως, παρουσιάζεται ο τρόπος προσέγγισης του θέματος, συμπεριλαμβανομένων της τοποθέτησης αισθητήρων μέτρησης θερμοκρασίας στο μεταλλικό περίβλημα ηλεκτρολυτικής λεκάνης καθώς και του τρόπου οργάνωσης της λήψης μετρήσεων θερμοκρασίας λουτρού. Έπειτα, ακολουθεί η πρωταρχική ερμηνεία των αποτελεσμάτων που προέκυψαν από την διεξαγωγή των μετρήσεων. Συγκεκριμένα, αιτιολογούνται οι λόγοι για τους οποίους ο μέσος αισθητήρας του μεταλλικού περιβλήματος κρίθηκε πιο αντιπροσωπευτικός καθώς και γιατί η θερμοκρασία του περιβάλλοντος επηρεάζει τις μετρήσεις στο μεταλλικό περίβλημα, με επακόλουθη την ανάγκη διόρθωσης της. Κυριότερο μέρος της εργασίας αποτελεί η ανάλυση της μεθόδου υπολογισμού της συσχέτισης, συμπεριλαμβανομένης της αξιοποίησης των συντελεστών Pearson και Spearman καθώς και της μεθόδου Sliding Window για την εξάλειψη των χρονικών κενών. Επίσης, σημαντικό σημείο συνιστά η μέθοδος η οποία εφαρμόστηκε για την μερική εξάλειψη της επίδρασης της θερμοκρασίας περιβάλλοντος (γραμμική αφαίρεση τιμών θερμοκρασίας περιβάλλοντος από τις αντίστοιχες του μεταλλικού περιβλήματος) καθώς και ο εκ νέου υπολογισμός της συσχέτισης, η οποία βελτιώθηκε. Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα τονίζεται πως δεν πρέπει να θεωρηθούν ακριβή αλλά πρέπει να εκληφθούν ως μια ενθαρρυντική ένδειξη ύπαρξης συσχέτισης η οποία έχει περιθώρια βελτίωσης, περιορίζοντας τους παράγοντες που την επηρεάζουν. Επιπλέον, για λόγους πληρότητας της εργασίας, παρουσιάζονται διαγράμματα στα οποία αποτυπώνονται οι μεταβολές των καμπυλών θερμοκρασίας λουτρού και μεταλλικού περιβλήματος, με ταυτόχρονη αποτύπωση των κυριότερων γεγονότων και εργασιών που συνέβησαν στην λεκάνη το συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (καύση, αστάθεια, χύτευση, αλλαγή ανόδου). Στόχος αυτής της παράθεσης είναι η ερμηνεία των μεταβολών και η ανάδειξη της επίδρασης που επιφέρουν τα συγκεκριμένα φαινόμενα και εργασίες ώστε να επιβεβαιωθεί οπτικά ο αριθμητικός υπολογισμός της συσχέτισης. Στη συγκεκριμένη ερμηνεία λαμβάνονται υπόψη και τεχνικοί παράμετροι λειτουργίας που συμμετείχαν κι επηρέασαν τις θερμοκρασιακές μεταβολές (π.χ. ανύψωση πλαισίου λεκάνης, προβληματική λειτουργία σωλήνα τροφοδοσίας AlF3). Ο κύριος μηχανισμός που επιδρά στη μέτρηση της θερμοκρασίας είναι η ροή θερμότητας από το εσωτερικό της ηλεκτρολυτικής λεκάνης προς το περιβάλλον. Στην επόμενη ενότητα της εργασίας παρουσιάζονται τα φαινόμενα που την χαρακτηρίζουν και οι εξισώσεις που τα περιγράφουν (αγωγή, συναγωγή, ακτινοβολία). Για την καλύτερη κατανόηση τους, με βάση την απλοποίηση των συγκεκριμένων εξισώσεων, την χρήση ορισμένων παραμέτρων των υλικών της εσωτερικής δομής και την λήψη παραδοχών, παρουσιάζεται ένας υπολογισμός ροής θερμότητας (μονοδιάστατης) η οποία διαχέεται από το λουτρό προς το περιβάλλον. Η εφαρμογή του συγκεκριμένου παραδείγματος δεν είναι ακριβής ωστόσο παρατίθεται ως μια εξιδανικευμένη εφαρμογή που στόχο έχει την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η θερμότητα διαχέεται μεταξύ των υλικών στο εσωτερικό της λεκάνης καθώς και πως αυτά επηρεάζουν με τις ιδιότητες τους. Τέλος, η εργασία καταλήγει στα συμπεράσματα που προέκυψαν από την διαδικασία ανάλυσης της θερμικής συσχέτισης μεταξύ λουτρού και μεταλλικού περιβλήματος, με παράθεση ορισμένων προτάσεων προς μελλοντική αξιοποίηση, για την περαιτέρω βελτίωση της.	el
heal.advisorName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ξενίδης, Άνθιμος	el
heal.committeeMemberName	Πέππας, Αντώνιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλουργίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false