MMIJ Annual Meeting 2025
Mar 12 - Mar 14, 2025Chiba Institute of Technology, Tsudanuma Campus
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[2K0301-07-06]Analysis of electrolyte natural convection in the electro-refining process using the Background Oriented Schlieren technique
○Taichi Yamauchi1[Student presentation: Bachelor’s course], Ken Adachi1, Aiko Yakeno1, Etsuro Shibata1(1. Tohoku University)
Chairperson: 安田 拓海（京都大学）
Keywords:
Electrolysis process,Natural convection,Background Oriented Schlieren technique,Fluid analysis
銅電解をはじめとする電解精製プロセスにおいては、電極近傍に金属イオンの濃度拡散層が形成され、その比重勾配のためにカソード側では上向き、アノード側では下向きの電解液の自然対流が生じる。この自然対流は、電析物の表面平滑性や電極の不動態化現象と密接に関わることから、流れ場の可視化や数値解析に関する取り組みが多くなされてきた。本研究では、2000年代以降に開発された比較的新しい流体解析手法であるBOS（Background Oriented Schlieren）法による電解液自然対流の解析に取り組む。BOS法では解析対象となる流れ場の背景に基準パターンを設置し、基準パターンに焦点を合わせて画像データを取得することで、画像解析によりその手前の屈折率分布を抽出し流れ場を可視化する。定量性に優れ、セットアップが非常に単純であることから電解液自然対流の解析にも適性が期待される。本講演では、電解液自然対流が生じる電極近傍0.1-10mm程度の狭小領域をBOS法により解析するためのセットアップを中心に報告する。