تحليل لايه مرزي غلظتي در يك سل الكترووينينگ مجتمع مس سرچشمه به كمك ديناميك سيالات محاسباتي

الكترووینینگ مس فرآیند بدست آوردن مس با خلوط بالا از محلول اسیدی الكترولیت در حضور ناخالصی هاست. در این مطالعه یك شبیه سازی سه بعدی، پایدار و دوفازی (مایع- گاز) انجام شده است. معادلات حاكم بر جریان بر اساس دیدگاه اولرین- اولرین حل شده اند. برای پیداكردن توزیع سرعت معادلات پیوستگی و مومنتوم به همراه مدل جریان نوربالنت k - ε حل شده اند. در معادله مومنتوم نیروهای شناوری، درگ، پراكندگی توربالنت و شناوری مرتبط با غلظت درنظر گرفته شده اند. برای پیدا كردن توزیع غلظت مس معادله انتقال ذرات یون مس در محلول حل شده است. از شبكه محاسباتی با المان های بسیار كوچك نزدیك الكترودها جهت پیدا كردن ضخامت لایه مرزی، تغییرات غلظت و سرعت در این ناحیه استفاده شده است. نتایج شبیه سازی برای توزیع غلظت تطابق خوبی با داده های تجربی اندازه گیری شده در واحد الكترووینینگ مجتمع مس سرچشمه دارد. لایه مرزی غلظتی نزدیك كاتد ضخامتی حدود 500 میكرومتر دارد و به دلیل تخلیه الكترولیت از یون های مس و سبك تر شدن محلول در این ناحیه جریان رو به بالایی ایجاد می شود. نزدیك آند به واسطه تولید حباب های اكسیزن جریانی رو به بالا و در ناحیه ی میانی سلول به دلیل چرخش الكترولیت جریان رو به پایینی ایجاد می شود. كلیدواژه‌ها: