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Grant: Collaborative Research and Development Grants

Université de Sherbrooke

$74,500.00

Simulation et diagnostic des pertes thermiques sur cuves d'électrolyse de l'aluminium

FY 2013-14

Summary
Le projet de recherche proposé vise à développer des méthodes non intrusives de diagnostic thermique des cuves d'électrolyse de l'aluminium (CEA), basé sur une combinaison de mesures externes et de modélisation numérique avancée, à travers une approche qui utilise le concept de capteurs virtuels. ? terme, ces travaux fourniront aux ingénieurs de cette industrie des capteurs et des algorithmes de contrôle des pertes thermiques afin de les aider à dessiner des cuves plus performantes, consommant moins d'énergie.La méthodologie utilisée repose sur 4 volets complémentaires: 1) le développement d'un modèle numérique prédictif simulant le comportement thermique d'une CEA industrielle, prenant en compte tous les phénomènes de conduction, convection et rayonnement entre l'électrolyte fondu, appelé bain, et l'environnement externe, en passant par les transformations du matériau de couverture sur le dessus du bain, 2) la modélisation physique des phénomènes thermiques à l'aide d'un montage expérimental simulant les conditions d'une CEA, 3) un transfert technologique touchant l'estimation en ligne des pertes thermiques sur cuve à l'aide de mesures non intrusives et 4) la caractérisation thermo-physique à haute température du matériau de couverture d'une CEA.Les activités de recherche proposées permettront de transférer des connaissances de pointe touchant le comportement thermique du matériau de couverture, un élément critique jouant un rôle majeur dans l'équilibre thermique d'une CEA. Des méthodes de mesure et de calibration des capteurs permettant l'évaluation des pertes thermiques seront également livrées aux scientifiques de l'industrie, des outils essentiels pour l'analyse de la performance énergétique des nouveaux designs de CEA.
Program
Collaborative Research and Development Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
422786-2011
Name nom
Désilets, Martin
Department département
Génie mécanique
Organization id
68
Institution établissement
Université de Sherbrooke
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2013
Competition year année de concours
2011
Award amount
74500
Program id
CRDPJ
Program name en
Collaborative Research and Development Grants
Program name fr
Subventions de recherche et développement coopérative
Group en
Research partnerships programs
Group fr
Programmes de partenariat
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
500
Area of application group en
Manufacturing processes and products
Area of application group fr
Procédés et produits industriels
Area of application en
Manufacturing processes and products
Area of application fr
Procédés et produits industriels
Research subject code
2107
Research subject group en
Mechanical engineering
Research subject group fr
Génie mécanique
Research subject en
Modelling, simulation and finite element methods
Research subject fr
Modélisation, simulation et méthodes des éléments finis
Partie
2
Nb partie
4
Application title
Simulation et diagnostic des pertes thermiques sur cuves d'électrolyse de l'aluminium
Keyword
NSERC
Application summary
Le projet de recherche proposé vise à développer des méthodes non intrusives de diagnostic thermique des cuves d'électrolyse de l'aluminium (CEA), basé sur une combinaison de mesures externes et de modélisation numérique avancée, à travers une approche qui utilise le concept de capteurs virtuels. ? terme, ces travaux fourniront aux ingénieurs de cette industrie des capteurs et des algorithmes de contrôle des pertes thermiques afin de les aider à dessiner des cuves plus performantes, consommant moins d'énergie.La méthodologie utilisée repose sur 4 volets complémentaires: 1) le développement d'un modèle numérique prédictif simulant le comportement thermique d'une CEA industrielle, prenant en compte tous les phénomènes de conduction, convection et rayonnement entre l'électrolyte fondu, appelé bain, et l'environnement externe, en passant par les transformations du matériau de couverture sur le dessus du bain, 2) la modélisation physique des phénomènes thermiques à l'aide d'un montage expérimental simulant les conditions d'une CEA, 3) un transfert technologique touchant l'estimation en ligne des pertes thermiques sur cuve à l'aide de mesures non intrusives et 4) la caractérisation thermo-physique à haute température du matériau de couverture d'une CEA.Les activités de recherche proposées permettront de transférer des connaissances de pointe touchant le comportement thermique du matériau de couverture, un élément critique jouant un rôle majeur dans l'équilibre thermique d'une CEA. Des méthodes de mesure et de calibration des capteurs permettant l'évaluation des pertes thermiques seront également livrées aux scientifiques de l'industrie, des outils essentiels pour l'analyse de la performance énergétique des nouveaux designs de CEA.