Введение
1. Литературный обзор 12
1.1. Методы исследования электрического поля в электрохимических системах с газогенерирующим электродом (краткий литературный обзор) 12
1.1.1. Физические представления об образовании газовых зародышей на электродах 12
1.1.2. Физические представления о росте газовых пузырьков на поверхности электрода 15
1.2. Методы расчета электрических полей в электрохимической системе 22
1.3. Образование газовых пузырьков в алюминиевом электролизере 25
2. Математическая модель трехмерного электрического поля в ЭХС с учетом образования пузырьков на электроде 27
2.1. Модель роста пузырьков 27
2.2. Трехмерная модель электрического поля с учетом роста пузырьков 29
2.3. Двумерная модель электрического поля с учетом роста пузырьков 35
3. Алгоритмы решения поставленной задачи 38
3.1. Общий алгоритм решения трехмерной задачи с учетом роста пузырьков. Блок - схема 38
3.2. Метод решения уравнения роста пузырьков 39
3.3. МГЭ для решения трехмерного уравнения электрического поля 42
3.4. МГЭ для решения уравнения двумерного электрического поля 48
3.5. Пример проводимых расчетов на модели цилиндрической формы 53
4. Описание программ расчета электрического поля 56
4.1. Возможности программ расчета 59
4.2. Язык и необходимое аппаратное обеспечение 61
4.3. Сервисные возможности 62
4.3.1. Установка программы на компьютер 62
4.3.2. Запуск программы 63
4.3.3. Удаление программы из компьютера 63
4.4. Главное меню программы 64
Глава 5. Численное исследование физических процессов в электрохимических системах 74
5.1. Методические расчеты 74
5.1.1. Выбор оптимальной сетки в трехмерном случае 75
5.1.2. Варьирование геометрических параметров ячейки 76
5.2. Сравнение результатов расчетов с данными измерений 78
5.3. Численное исследование динамики роста пузырька 81
5.4. Результаты расчетов в электрохимической системе с вертикальными электродами (на примере магниевого электролизера) 83
5.4.1. Расчеты с несколькими пузырьками 84
5.4.2. Расчеты с различными размерами пузырька 88
5.4.3. Расчеты с ростом плотности тока 89
5.4.4. Расчет динамики изменения электрического поля с ростом пузырька 90
5.5. Результаты расчетов в электрохимической системе с горизонтальными электродами (на примере алюминиевого электролизера) 91
5.5.1. Расчеты с несколькими пузырьками 92
5.5.2. Расчеты с различными размерами пузырька 93
5.5.3. Расчеты с ростом плотности тока 94
5.5.4. Расчет динамики изменений электрического поля с ростом пузырька 95
5.5.5. Расчеты при различных формах пузырька 95
5.5.6. Результаты расчетов в электрохимической системе с горизонтальными электродами на основе трехмерной модели 99
5.6. Результаты расчетов в электрохимической системе с горизонтальными электродами на основе трехмерной модели цилиндрической формы (на примере аппарата для рафинирования щелочноземельных металлов) 101
6. Основные результаты и выводы 104
7. Литература 109
Приложение 120
