5.2.4. Доля падения напряжения от анодных эффектов.

Эта доля в среднем напряжении определяется из напряжения :

Δ U_а.э. = (К_а.э. ( U_a.э. – U_p.) а.э. ) / 1440 = (0.5 ∙ 5.0 ∙ (40 – 4.15)) /1440 = 0.06 В

Напряжение разложение глинозема в криолито - глиноземном расплаве U_н.р. принимаем равным 1.6. Падение напряжения в общесерийной ошиновке по данным практики принимаем Δ U_о.о. = 0.05 В.

Суммируя все составляющие , находим среднее напряжение на ванне :

U_ср. = 0.865 + 1.62 + 0.492 + 0.07 + 1.6 + 0.05 = 4.7 В.

Полученные в результате электролитического расчета составляющие падения напряжения в различных узлах электролизера подразделяются на греющие и не греющие . Это необходимо для определения прихода тепла от электроэнергии при составлении теплового баланса .

Конструктивные особенности электролизера отражаются на балансе напряжения, хотя для всех типов основная доля падения напряжения приходится на электролит , анод и подину. В частности , наибольшее падение напряжения в аноде характерно для электролизеров типа ВТ, а наименьшее для электролизеров типа – ОА.

6.Тепловой баланс электролизера .

Нормальную работу алюминиевого электролизера можно обеспечить только при условии теплового равновесия , когда расход тепла в единицу времени , равняется его приходу.

Тепловой баланс электролизера составляют при температуре окружающей среды или рабочей температуре процесса. Более простым и точным является расчет теплового баланса при температуре окружающей среды.

Баланс напряжения электролизера на 130 кА.

Составляющие среднего напряжения	Падение напряжения , В
	Греющее	Не греющее	Всего
			В	%
Анодная ошиновка	-	0.11	0.11	2.28
Контакты анодного узла	-	0.04	0.04	0.8
Анод	0.681	-	0.681	14.1
Итого в анодном устройстве	0.681	0.184	0.865	17.37
Подина ванны	0.34	-	0.34	7
Катодные стержни (выступающая часть)	-	0.016	0.016	0.3
Алюминиевые соединения шины	-	0.026	0.026	0.5
Катодная ошиновка	-	0.1	0.1	2
Контакты катодного узла	-	0.01	0.01	0.2
Итого в катодном устройстве	0.34	0.152	0.492	10.5
Электролит	3.2	-	1.62	64.7
Напряжение разложения	1.6	-	1.6	33
Итого рабочего напряжения	4.241	0.454	4.69	97.7
От анодных эффектов	0.06	-	0.06	1.27
Общесерийная ошиновка	-	0.05	0.05	1.03
Итого среднего напряжения	4.3	0.504	4.8	100.00

В этом случае электролизную ванну представляют как систему , которая снабжает теплом за счет прохождения электрического тока и сгорания угольного анода . Это тепло расходуется на разложение глинозема и теряется этой системой через теплоотдающие поверхности электролизера , а также с удаляемыми продуктами ( жидким алюминием и газами ) . При этом обычно не учитывают незначительные потери тепла от протекания побочных реакций , испарения электролита и др.

В общем виде уравнение теплового баланса электролизера можно представить следующим образом :

Q_эл + Q_ан = Q_разл + Q_мет + Q_газ + Q_пот

Q_эл – приход тепла от электрической энергии.

Q_ан – приход тепла от сгорания угольного анода.

Q_разл – тепло , необходимое на разложение глинозема.

Q_мет – тепло , выносимое вылитым металлом.

Q_газ – тепло уносимое отходящими газами.

Q_пот – потери тепла в окружающее пространство конструктивными элементами электролизера.