Exergy balances and entropy generation rates as the mathematical models falsification method Applied for aluminium electrolysis processes

A new method of falsification of the mathematical model of the processes taking place inside the aluminium electrolysis cell has been proposed. The method is based on the comparison of the calculation results of the entropy generation rates obtained in theoretical way with the exergy losses estimated from global exergy balance equation. Following irreversible processes have been analyzed - electric current flow, diffusion at the cathode, heat and electric current flow through the anode and cathode, irreversible carbon combustion, heat transfer from electrolyser to the surroundings and convection inside the electrolyte. Exergy balance calculations have been based on the experimental results from industry. The proposed procedure shows good accuracy between mathematical model and experimental data.

W artykule zaproponowano metodę falsyfikacji modelu matematycznego procesów jednostkowych zachodzących w elektrolizerze aluminium poprzez porównanie wartości sumarycznego źródła entropii z wartością strat egzergii wynikającą z zamknięcia globalnego bilansu egzergii. Wiarygodność porównania uścislono poprzez uzgodnienie bilansów substancji i energii. Wyniki obliczeń oparto na bezpośrednich pomiarach przemysłowych. Stwierdzono dobra zgodność modelu matematycznego z wynikami pomiarów.