杨帅,等:铝电解槽预熔阳极开槽对气泡排出的影响 4(d)可知:在阳极宽度方向上开槽与长度方向开槽不面的下降,并且考虑3条槽或4条槽已经可以达到较 同,开槽位置对气泡排出的影响不大,均匀的3条槽好的排气效果,并且与长度方向上的开槽相比,阳极 及非均匀的3条槽都不能完全消除底部的中心气泡的质量损失更小并且避免了开槽内电解质流动时对侧 层,而由表4可知:无论是气泡覆盖率还是气泡总积部炭块造成冲刷侵蚀,因此若在宽度方向上对阳极进 存体积均相差不大,虽然此时下部气泡层的范围和含行开槽时,3条槽或者4条槽是较为合理的方案 量都已较小,但只有在开4条导气槽时才能完全消除2.3竖直方向开槽对气泡排出的影响 阳极底掌的中心聚集的下部气泡层。由表4可知:在 分别计算在阳极竖直方向上对称开4条深度为 阳极宽度方向上开槽的方案在阳极质量损失方面相对150mm的导气槽、6条深度为150mm的导气槽、6 于长度方向的开槽要小得多,例如在宽度方向上开4条深度为200mm的导气槽及交错相间开6条深度为 条槽的质量损失为2496kg,少于长度方向上开2条200mm的导气槽下的气泡-电解质流场,分析沿阳极 槽时30.72kg的质量损失,而其对于加强排气的效果竖直方向开导气槽对气泡排出的影响,各开槽方案分 相差不大 别按顺序定义为N至Q。 由于过多过密的开槽可能会带来阳极力学性能方 表5所示为N至Q开槽方案的阳极底掌下气泡分 气泡■ 气泡 体积分数1×1051×1012×10-13×10-14×101体积分数:1×1051×1012×10-13×1014×101 气泡■ 体积分数:1×1051×10-12×10-13×1014×10体积分数:1×1051×1012×10-13×10-4×10 气泡■ 体积分数:1×10-51×10-12×10-13×1014×10 a)方案I;(b)方案J:(c)方案K:(d)方案L:(e)方案M 图4不同宽度方向上开槽方業阳极底掌下10.5mm电解质层中气泡体积分数分布 Fig4Distribution of bubble volume fraction in electrolyte layer of 10.5 mm below anode with different transverse slot cutting 表5不同竖直方向开槽阳极底掌下的气泡分布状况 Table 5 Situation of gas distribution below anode with different vertical slot cutting 气泡平均体积分数/% 气泡总积存 阳极 方案 距底掌5mm处 距底掌10.5mm处 距底掌21mm处 体积L质量损失/kg 44.23 10.66 10.56 1584 40.62 0.41 40.19 7.29 0.35第 12 期 杨帅，等：铝电解槽预焙阳极开槽对气泡排出的影响 4623  4(d)可知：在阳极宽度方向上开槽与长度方向开槽不 同，开槽位置对气泡排出的影响不大，均匀的 3 条槽 及非均匀的 3  条槽都不能完全消除底部的中心气泡 层，而由表 4 可知：无论是气泡覆盖率还是气泡总积 存体积均相差不大，虽然此时下部气泡层的范围和含 量都已较小，但只有在开 4 条导气槽时才能完全消除 阳极底掌的中心聚集的下部气泡层。由表 4 可知：在 阳极宽度方向上开槽的方案在阳极质量损失方面相对 于长度方向的开槽要小得多，例如在宽度方向上开 4  条槽的质量损失为 24.96  kg，少于长度方向上开 2 条 槽时 30.72 kg 的质量损失，而其对于加强排气的效果 相差不大。 由于过多过密的开槽可能会带来阳极力学性能方 面的下降，并且考虑 3 条槽或 4 条槽已经可以达到较 好的排气效果，并且与长度方向上的开槽相比，阳极 的质量损失更小并且避免了开槽内电解质流动时对侧 部炭块造成冲刷侵蚀，因此若在宽度方向上对阳极进 行开槽时，3 条槽或者 4 条槽是较为合理的方案。 2.3  竖直方向开槽对气泡排出的影响 分别计算在阳极竖直方向上对称开 4  条深度为 150  mm 的导气槽、6 条深度为 150  mm 的导气槽、6  条深度为 200  mm 的导气槽及交错相间开 6 条深度为 200 mm 的导气槽下的气泡−电解质流场，分析沿阳极 竖直方向开导气槽对气泡排出的影响，各开槽方案分 别按顺序定义为 N 至 Q。 表 5所示为 N至 Q开槽方案的阳极底掌下气泡分 (a) 方案 I；(b) 方案 J；(c) 方案 K；(d) 方案 L；(e) 方案 M  图 4  不同宽度方向上开槽方案阳极底掌下 10.5 mm 电解质层中气泡体积分数分布 Fig.4 Distribution of bubble volume fraction in electrolyte layer of 10.5 mm below anode with different transverse slot cutting  表 5  不同竖直方向开槽阳极底掌下的气泡分布状况 Table 5 Situation of gas distribution below anode with different vertical slot cutting  气泡平均体积分数/% 方案 距底掌 5 mm 处 距底掌 10.5 mm 处 距底掌 21 mm 处 气泡总积存 体积/L  阳极 质量损失/kg  N 44.23  10.66  0.78  9.20  10.56  O 43.40  10.04  0.70  9.02  15.84  P  40.62  7.74  0.41  8.53  21.12  Q 40.19  7.29  0.35  8.49  21.12