铝电解气泡运动特性与形貌演变规律的研究进展

作     者：孙美佳 李宝宽 SUN Mei-jia;LI Bao-kuan

作者机构：东北大学冶金学院沈阳110819 

出 版 物：《中国有色金属学报》 (The Chinese Journal of Nonferrous Metals)

年 卷 期：2023年第33卷第4期

页      面：1232-1251页

核心收录：

学科分类：080603[工学-有色金属冶金] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52104347) 中国博士后科学基金资助项目(2021M700730) 

主　　题：铝电解 多尺度气泡 数值模拟 形貌演变 

摘      要：铝电解气泡运动是伴随电解槽内离子输运与传热传质传动的复杂非平衡态过程。对多物理场作用下的多尺度气泡运动行为的揭示是控制电解槽稳定运行、降低电能消耗以及提高电流效率的关键。本文综述了铝电解气泡运动行为的实验和数值计算方法的研究进展,尤其对多尺度气泡形核、生长、聚并以及释放行为的研究进行了详细的阐述。对当前的工业测量实验、水模型实验、水溶液电解实验以及高温电解实验的优缺点进行了对比与总结。对数值实验的界面捕捉方法、欧拉-欧拉方法、欧拉-拉格朗日方法以及格子玻尔兹曼方法对描述不同尺度气泡的适用性进行了对比与评估,提出未来的研究方向要结合微观电化学反应、界面传质并利用工业人工智能等方法优化铝电解过程气泡运动。