Структура двухфазного газожидкостного слоя при электролизе с горизонтально расположенными электродами

• Автор: Петровская, Валентина Никитична
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 209 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Газоввделение при электролизе с горизонтально расположенными электродами

1.2. Моделирование как метод изучения газогидродинамических явлений в электролизерах

1.3. Выбор модельных жидкостей и физикохимические свойства изучаемых систем

1.4. Условия геометрического подобия и подобия расходных характеристик потоков модели и электролизера

1.5. Характеристики структуры двухфазного потока анодные газы электролит

1.6. Выводы
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ ДИНАМИЧЕСКОГО ГАЗОКИДКОСТНОГО СЛОЯ

2.1. Схемы установок

2.2. Выявление морфологической структуры потока анодные газы электролит и определение средней толщины газожидкостного слоя
2.3. Методики определения газосодержания
2.4. Определение относительного сопротивления и оценка пригодности кондуктометрических измерений при расчете газосодержания прианодного слоя
2.5. Выводы
3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫБРОСА ГАЗОВЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ
3.1. Состояние вопроса
3.2. Зависимость эквивалентного радиуса газового выброса от угла установки
анода к горизонту
3.3. Зависимость частоты газового выброса от концентрации изоамилового спирта
3.4. Зависимость частоты газового выброса
от расхода газовой фазы
3.5. Выводы
4. ВЗАИМОСВЯЗЬ УСЛОВИЙ ЭЛЕКТРОЛИЗА С ПАРАМЕТРА. СТРУКТУРЫ ПРИАНОДНОГО ГАЗОЖИДКОСТНОГО СЛОЯ
4.1. Влияние расходных характеристик
газовой фазы
4.2. Влияние состава и природы электролита
4.3. Влияние плотности и вязкости
модельного электролита
4.4. Влияние условий смачивания
4.5. Влияние ширины анода
4.6. Влияние угла установки анода к
горизонту
4.7. Выводы
5. ИДЕНТИШКАЦИЯ РЕЖИМОВ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА ПОД АНОДОМ
5.1. Диаграмма режимов течения по экспериментальным данным
5.2. Оценка режимов течения в промышленных электролизерах
различных типов
Стр.
5.3. Обобщающие зависимости
5.4. Представления о механизме анодного эффекта на основании проведенных исследований
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


А.Жемчужина развивали точку зрения о том, что причины его возникновения связаны с повышением меифазного натяжения на границе анодэлектролит . П.Дроссбах исходил из электростатического механизма бЗ. Тонстэдом , и М. М. Ветюковым 3, и др. Г в результате анодной поляризации. В.П. Машовцом и Ю. И.Александровым высказано мнение о том, что непосредственной причиной возникновения анодного эффекта в хлоридах является образование соединения С х СРуб9. В соответствии с этой теорией для хлоридных расплавов возможности возникновения анодного эффекта определяются кинетическим балансом между реакциями электрохимического и термического разложения хлоруглеродов. Однако указанные точки зрения не могут удовлетворительно объяснить ряд явлений, связанных с возникновением анодного эффекта. Например, нельзя объяснить тот факт, что анодный эффект не наблюдается при электролизе криолита с платиновым анодом. Нет единой точки зрения на механизм негаснущих анодных эффектов. В последнее время в литературе появилась точка зрения о том, что природа анодного эффекта носит гидродинамический характер , . В связи с вышеизложенным представляет интерес изучить процессы газовыделения при электролизе с горизонтально расположенными электродами в условиях, исключающих тормозящее действие стенок канала ячеек, изучить морфологическую структуру потока анодные газы электролит в зависимости от различных физикохимических и технологических факторов и на основании выполненных исследований разобраться в механизме анодного эффекта. Всем этим вопросам посвящена настоящая диссертационная работа. Образующиеся за счет внешней электрической работы дисперсии выделяющегося на электроде газа неустойчивы термодинамически и кинетически отношение плотности газовой и жидкой фаз имеет порядок Ю. Термодинамическая неустойчивость газовых диспер
сий Др дТд5 приводит к их коалесценции, кинетическая к седиментации всплыванию. Седиментация газовых включений является основной движущей силой, обеспечивающей процессы циркуляции, ответственные за величину потерь металла, технологическое состояние электролизера и т. Прямые исследования газогидродинамической обстановки в электролизерах затруднены изза высоких температур и агрессивных сред в них. В связи с этим в задачах изучения газогидродинамики многие исследователи используют метод моделирования. Основные уравнения потоков двухфазных сред и некоторые вопросы теории подобия рассмотрены в монографиях . Важный момент этой теории замкнутая совокупность критериев, характеризующих исследуемые явления. Критерии могут быть определены либо из уравнений, описывающих процесс, либо из анализа теории размерности, если отсутствуют уравнения, но известны величины, характеризующие явления. Газогидродинамику электролизеров с вертикальным расположением электродов впервые моделировал А. И.Бухбиндер. Применив метод анализа размерностей, он вывел критериальное уравнение для скорости циркуляции, вызываемой газом, как функции от определяемых ее параметров, и экспериментально доказал принципиальную правильность исследования газогидродинамики электролизеров методом подобия ,. Е.А. Укше с сотрудниками уточнили критериальное уравнение, полученное Бухбиццером, дополнив его критерием, учитывающим средний диаметр отрывающегося пузырька . Условия моделирования непосредственно алюминиевых электролизеров впервые были изучены Жуковским Е. И. . Наиболее подробно возможности моделирования гидромеханики
двухфазных потоков в алюминиевых электролизерах рассмотрены П. Режим течения жидкости и газа в прианодном слое заметно турбулизован процессами интенсивного газовыделения. Вследствие торможения, создаваемого анодом, скорость электролита вблизи него существенно меньше средней скорости газа. Распределение центров газовыделения на подошве анода можно не рассматривать, исходя из того, что начало образования пузырьков газа и разрушение жидких пленок, пронизывающих двухфазный граничный слой, возможно в любой точке поверхности анода. Каждая из фаз является несжимаемой, что при обычных скоростях течения газа в электролизере вполне допустимо. Михайловым, А. И.Кулаковым и др. Авторы, используя метод,
з О
1.