1、熔鹽電解法是生產(chǎn)金屬的重要工藝。對(duì)熔鹽電解槽節(jié)能改造的優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)冶金行業(yè)來(lái)說(shuō)，有著重要的意義。冶金行業(yè)是能源消耗最多的行業(yè)之一，對(duì)于熔鹽電解槽來(lái)說(shuō)，降低其能耗不但會(huì)給社會(huì)帶來(lái)能源消耗的降低，同時(shí)也會(huì)降低產(chǎn)品的成本，增加其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。電解槽內(nèi)存在著復(fù)雜的物理場(chǎng)，而對(duì)流場(chǎng)的研究是認(rèn)識(shí)其他物理場(chǎng)的基礎(chǔ)。本文即是通過(guò)數(shù)值模擬的方法，以3KA稀土電解槽和40KA鈉電解槽為例，對(duì)槽內(nèi)流體的多相流動(dòng)進(jìn)行研究。 首先，通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)，回顧和

2、評(píng)價(jià)了研究多相流動(dòng)的一些數(shù)學(xué)模型，然后結(jié)合3KA釹電解槽實(shí)際的生產(chǎn)情況，確立了研究電解槽內(nèi)多相流動(dòng)合適的數(shù)學(xué)模型，即在歐拉-歐拉坐標(biāo)系內(nèi)選用湍流模型，對(duì)電解槽內(nèi)多相作用下的流場(chǎng)進(jìn)行了的研究。通過(guò)對(duì)單相作用下槽內(nèi)流場(chǎng)與多相作用下槽內(nèi)流場(chǎng)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極氣體和陰極金屬都對(duì)電解槽內(nèi)流場(chǎng)有著重要影響，陽(yáng)極氣體是兩極包圍區(qū)域上部電解質(zhì)流動(dòng)的主要推動(dòng)力，陰極金屬是槽內(nèi)下部電解質(zhì)運(yùn)動(dòng)的主要推動(dòng)力。這個(gè)結(jié)論基本符合實(shí)際生產(chǎn)中電解槽內(nèi)流體流動(dòng)的情況，

3、對(duì)一直以來(lái)理論上認(rèn)為可以忽略陰極金屬對(duì)槽內(nèi)流場(chǎng)影響的觀點(diǎn)提出了不同看法。對(duì)理論上研究電解槽內(nèi)流體流動(dòng)做了補(bǔ)充。 其次，對(duì)鈉電解槽內(nèi)三相流場(chǎng)分布進(jìn)行了計(jì)算，發(fā)現(xiàn)陽(yáng)極氣體和陰極金屬在貼近兩極上浮運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，因?yàn)槠湫谐檀?，?huì)促進(jìn)槽內(nèi)電解質(zhì)流動(dòng)的發(fā)展。通過(guò)對(duì)槽內(nèi)流場(chǎng)的分析，認(rèn)識(shí)了其存在的問(wèn)題，即陰極區(qū)域外電解質(zhì)流動(dòng)存在明顯不足，陰極區(qū)域外上部有旋渦存在，而旋渦的存在會(huì)導(dǎo)致加入的原料被重新帶回電解質(zhì)表面，難以接近電極。并就存在問(wèn)題提出初步