50KA鈉電解槽電場數值模擬研究初探

米蘭 石磊 王世愛

摘要：電場的研究是流場、溫度場的基礎，針對50KA鈉電解槽槽底形狀復雜，本文借鑒了鋁、鎂電解槽電場模擬中的方法，結合鈉電解的特點， 對50KA鈉電解槽的電場進行了模擬。

關鍵詞：電解槽、溫度場、鈉

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

1.電解槽的基本結構

電解槽基本結構如圖1所示：

2.電場數學模型

此電解槽外型為圓形結構，但是其內部不是完全軸對稱結構，所以其電位及電流也不是完全軸對稱分布，為準確得到縱截面及橫截面的電位及電流分布，故采用三維圓柱坐標。

首先利用棋格式交錯網格將計算區域離散化。在電極附近用細的差分網格，離電極較遠處用用較粗的差分網格，這樣既保證計算精度，又能加快收斂速度。本文將計算區域劃分成28×32×27及22×32×24的非均勻網格，如圖2所示：

3.電場計算結果

從圖中可以看出：

1整個電解槽縱截面的電位分布情況可由圖3及圖4表示。陰極和陽極附近，等電勢線比較密集，電解槽下部區域等電勢線較稀疏或沒有等電勢線通過。此電解槽若按電位分布劃分可分為三個區域，即陰極區、陽極區和等電勢區。

2陰極區附近，等電勢線最為密集;陽極區附近，等電勢線也較為密集，但比陰極區稀疏;電解槽下部金屬接收器附近的區域可近似視為等電勢區。

4.結論

本文對50KA陽極側壁開槽可調極距式氧化物電解槽的電場采用三維圓柱坐標系進行了模擬，得出了以下結論：

電解槽陰極區附近，電位梯度最大;陽極區附近，電位梯度也較大，但比陰極區電位梯度小。電解槽下部金屬接收器附近的區域可近似視為等電勢區，電位梯度非常小。

參考文獻

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來源：內蒙古自治區科技廳項目 項目編號： NJZC17579

作者簡介：米蘭（1981.09-），女，漢族，內蒙赤峰人，講師，碩士，主要從事熱動專業教育研究。