Математическое моделирование распределения тока при наличии нарушений на подошве анода алюминиевого электролизера : научное издание

Описание

Перевод названия: MATHEMATICAL MODELING OF CURRENT DISTRIBUTION IN THE PRESENCE OF ABNORMALITIES ON THE REDUCTION CELL ANODE BOTTOM

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2019

Ключевые слова: ansys, обожженный анод, распределение тока, электрический потенциал, конус, нарушение, математическая модель, алюминиевый электролизер

Аннотация: Распределение тока по анодам (РТА) является одним из важных показателей работы алюминиевого электролизера, сильно влияющим на технико-экономические показатели. В промышленной практике распределение тока для ванн с обожженными анодами оценивают с помощью коэффициента неравномерности его распределения. Неравномерность распределения тПоказать полностьюока (НРТ) характерна не только для ванны, но и для отдельного анода. В статье проанализированы факторы, влияющие на НРТ. Одной из причин НРТ как в электролизере, так и на отдельном аноде является наличие неровностей на его подошве. Для исследования влияния неровностей, которые в технологической практике принято называть конусами, отставаниями, перекалами, в статье рассмотрены физическая картина и математическая модель работы анода. Оценены составляющие падения напряжения в аноде с конусом и без него. Указана одна из возможных причин появления неровностей — образование пассивирующего слоя перфторуглеродов на подошве анода. Приведены возможные реакции и ЭДС образования перфторуглеродов. Исследования проводили на модели, состоящей из двух анодов, на одном из которых задавали нарушение в виде нароста цилиндрической формы. Математическая модель включала уравнение теплопроводности и электропроводности и учитывала анодные перенапряжения (АП) и перенапряжение пузырькового слоя. Теплота Пельтье задана в виде граничного условия на подошве анода. В результате решения системы уравнений (модели) в программном комплексе ANSYS получены поля распределения температуры и плотности тока. Найдено распределение электрического потенциала и тока в конусе. Плотность тока в конусе достигает 3,5 А/см2 , а на подошве без конуса — 1,2 А/см2; температура электролита в области конуса в среднем на 4 C выше, чем в случае отсутствия нарушения на подошве анода; электрический потенциал в конусе относительно катодного алюминия составляет приблизительно 3,54 В, что подтверждает возможность протекания реакций образования перфторуглеродов и создания пассивирующего слоя на части подошвы анода.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Цветные металлы

Выпуск журнала: 1

Номера страниц: 25-30

ISSN журнала: 03722929

Место издания: Москва

Издатель: Закрытое акционерное общество "Издательский дом "Руда и металлы"

Авторы

Вхождение в базы данных