加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响

Abstract

为研究加强筋结构对离子膜内场分布特性的影响,采用多孔介质渗流模型、稀物质传递及二次电流分布模型,对电场条件下含加强筋的离子膜内物质迁移过程进行了数值模拟,得到了物质在膜内的对流速度、浓度及电流密度分布,考察了加强筋形状、间距及成网方式对场分布特性的影响。利用拍照法和图像处理技术对电解后膜表面离子浓度进行了测量,实验结果与模拟结果吻合良好。结果表明,在加强筋所围成的空隙中心处对流速度最大;越靠近加强筋,速度越低,浓度和电流密度越大;采用正交型加强筋,膜内具有较高的对流速度和电流密度;加强筋间距越大,电流密度越低,分布越均匀;采用椭圆形长轴迎流的加强筋时,膜内具有最高的电流密度,但其电流密度分布最不均匀