Aggiornamenti del Corrosion Module
Agli utenti del Corrosion Module, COMSOL Multiphysics® versione 5.2a offre la nuova condizione al contorno External Short, utile per problemi di protezione dalla corrosione che interessano oggetti grandi e interconnessi ed elettrochimicamente attivi. Inoltre, un nuovo modello tutorial studia la diminuzione della protezione catodica di un dispositivo monopile via via che gli anodi sacrificali si dissolvono nel tempo. Gli aggiornamenti del Corrosion Module sono descritti nei dettagli qui di seguito.Nuova interfaccia Nernst-Planck-Poisson Equations
La nuova interfaccia multifisica Nernst-Planck-Poisson Equations può essere utilizzata per indagare le distribuzioni di carica e ioni all'interno di un doppio strato elettrochimico, quando non è possibile assumere la neutralità della carica. L'interfaccia Nernst-Planck-Poisson Equations aggiunge le interfacce Electrostatics e Transport of Diluted Species a un modello, insieme agli accoppiamenti predefiniti per densità di carica nello spazio e del potenziale di carica.
La concentrazione di un catione (blu) e un anione (verde) vicino alla superficie dell'elettrodo a x = 0. La somma delle cariche devia da 0 vicino alla superficie, formando un doppio strato carico per diffusione.
Nuova condizione al contorno External Short
La nuova condizione al contorno External Short consente di cortocircuitare superfici di elettrodi, elettrodi porosi ed elettrodi attraverso una resistenza lumped esterna. La nuova condizione al contorno è adatta, ad esempio, per studiare i cortocircuiti nelle batterie o per l'interconnessione di oggetti grandi, elettrochimicamente attivi in problemi di protezione dalla corrosione.
Nuovo nodo multifisico Electrochemical Heat Source
La nuova interfaccia multifisica Electrochemical Heat Source è un modo facoltativo per accoppiare le fonti di calore elettrochimico con un'interfaccia di scambio termico.
Nuovo tipo di cinetica Thermodynamic Equilibrium
Le reazioni di un elettrodo ora supportano il nuovo tipo di cinetica Thermodynamic Equilibrium (noto come Primary Condition nell'interfaccia Secondary Current Distribution), che assume un sovrapotenziale zero (perdite di tensione trascurabili).
Nuovo supporto per Film Resistance e Dissolving-Depositing Species in elettrodi porosi ed elettrodi vettoriali
I nodi Porous Electrode ed Edge Electrode supportano ora l'aggiunta di Film Resistance e Dissolving-Depositing Species. In precedenza, queste erano supportate solo nella funzione Electrode Surface. Le resistenze del film e le specie depositanti-dissolventi negli elettrodi porosi possono essere utilizzate, ad esempio, per modellare la formazione dell'interfase solido-elettrolita (SEI) nelle batterie agli ioni di litio.
Nuovo tutorial: Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes
Un fondamento monopile è un elemento strutturale dal diametro molto grande che può essere utilizzato per sorreggere strutture come turbine eoliche offshore. Questa applicazione dimostra come la protezione catodica di un monopile diminuisce nel tempo via via che gli anodi sacrificali si dissolvono. Il modello può essere utilizzato per valutare la cinetica dell'elettrodo di distribuzione della corrente secondaria sulla struttura in acciaio protetta, prendendo in considerazione le reazioni elettrochimiche simultanee che portano alla dissoluzione del metallo e alla riduzione dell'ossigeno (potenziale miscelato).
La geometria del monopile è costituita da un componente con una superficie rivestita in acciaio e un tubo in acciaio non rivestito. Il monopile è anche circondato da acqua di mare o fango, dove per questi ambienti diversi sono utilizzate formulazioni diverse della cinetica di reazione basate sulla legge di Tafel. Il tutorial viene risolto utilizzando uno studio dipendente dal tempo su un arco di tempo di 12 anni. Vengono esaminati due casi: con l'intero monopile fissato a terra e con il solo pezzo di transizione fissato a terra, dove il tubo inferiore è collegato all'elemento di transizione mediante una resistenza lumped.
Il modello utilizza anche il nuovo nodo secondario personalizzato Sacrificial Edge Anode per la modellazione di anodi sacrificali sottili lungo gli spigoli geometrici, ora disponibile nell'interfaccia Secondary Current Distribution. Il nodo secondario consente di modellare nelle simulazioni dipendenti dal tempo le mutevoli proprietà di protezione catodica degli anodi mentre si dissolvono.
Percorso della Application Library del tutorial Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes:
Corrosion_Module/Cathodic_Protection/monopile
Il potenziale di superficie dell'elettrodo della parte superiore delle fondamenta di una turbina eolica offshore (monopile). Gli anodi sacrificali circostanti si dissolvono, riducendo le capacità di protezione catodica dell'impianto nel tempo.