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摘要
针对底部阴极式稀土电解槽存在的阳极气体难以排出的问题，采用有限元的方法模拟了该电解槽内气液两相流动情况，研究了电解槽阳极开槽及开槽宽度对电解质流动和气泡运动的影响。在未开槽模型中，气泡主要从阳极斜面较高一端排出，大部分气体聚集在阳极凹面中心处，阻挡了电解质与阳极间的接触，导致电解效率下降。本设计在阳极底面中心对称处开宽度范围在20 mm～40 mm的窄槽，通过对比分析，阳极底部处气体体积分数平均值较未开槽的情况降低了10%～13%,同时流场的速度分布更加均匀。气泡能快速从开槽处直接排出，减弱了气泡堆积引起电阻升高和可能产生的阳极效应问题。降低电解电阻和减少阳极效应都有利于节约电能，其中减少阳极效应还可以减少非正常工况时间，提高稀土电解质量。此外，通过优化开槽宽度和位置，有效地调整气泡的生成和排放，还有利于温度场的稳定性，从而提高稀土电解过程的稳定性。本文通过综合开槽后阳极底部气泡体积分数、流场稳定性以及开槽去除阳极体量等因素分析，得出最佳开槽宽度为20 mm,为电解槽的优化设计提供了理论支持和数据参考。
- 出版日期2023
- 单位合肥工业大学
