50KA钠电解槽电场数值模拟研究初探

米兰 石磊 王世爱

摘要：电场的研究是流场、温度场的基础，针对50KA钠电解槽槽底形状复杂，本文借鉴了铝、镁电解槽电场模拟中的方法，结合钠电解的特点， 对50KA钠电解槽的电场进行了模拟。

关键词：电解槽、温度场、钠

中图分类号：G4 文献标识码：A

1.电解槽的基本结构

电解槽基本结构如图1所示：

2.電场数学模型

此电解槽外型为圆形结构，但是其内部不是完全轴对称结构，所以其电位及电流也不是完全轴对称分布，为准确得到纵截面及横截面的电位及电流分布，故采用三维圆柱坐标。

首先利用棋格式交错网格将计算区域离散化。在电极附近用细的差分网格，离电极较远处用用较粗的差分网格，这样既保证计算精度，又能加快收敛速度。本文将计算区域划分成28×32×27及22×32×24的非均匀网格，如图2所示：

3.电场计算结果

从图中可以看出：

1整个电解槽纵截面的电位分布情况可由图3及图4表示。阴极和阳极附近，等电势线比较密集，电解槽下部区域等电势线较稀疏或没有等电势线通过。此电解槽若按电位分布划分可分为三个区域，即阴极区、阳极区和等电势区。

2阴极区附近，等电势线最为密集;阳极区附近，等电势线也较为密集，但比阴极区稀疏;电解槽下部金属接收器附近的区域可近似视为等电势区。

4.结论

本文对50KA阳极侧壁开槽可调极距式氧化物电解槽的电场采用三维圆柱坐标系进行了模拟，得出了以下结论：

电解槽阴极区附近，电位梯度最大;阳极区附近，电位梯度也较大，但比阴极区电位梯度小。电解槽下部金属接收器附近的区域可近似视为等电势区，电位梯度非常小。

参考文献

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来源：内蒙古自治区科技厅项目 项目编号： NJZC17579

作者简介：米兰（1981.09-），女，汉族，内蒙赤峰人，讲师，硕士，主要从事热动专业教育研究。