Atualizações do Corrosion Module

Para usuários do Corrosion Module, a versão 5.2a do COMSOL Multiphysics® traz uma nova condição de contorno External Short que é útil para problemas de proteção contra corrosão que envolvem a interconexão de grandes objetos eletroquimicamente ativos. Além disso, um novo Modelo Tutorial estuda como a proteção catódica de um dispositivo monopilar diminui à medida que os eletrodos de sacrifício são dissolvidos com o passar do tempo. Veja abaixo mais detalhes sobre as atualizações feitas no Corrosion Module.

Nova Interface Nernst-Planck-Poisson Equations

A nova interface multifísica Nernst-Planck-Poisson Equations pode ser usada para investigar distribuições de íons e cargas em uma camada eletroquímica dupla, onde não é possível assumir a neutralidade de carga. A interface Nernst-Planck-Poisson Equations adiciona as interfaces Electrostatics e Transport of Diluted Species ao modelo, juntamente com acoplamentos pré-definidos para potencial e densidade de carga de espaço.

Nova Condição de Contorno External Short

A nova condição de contorno External Short permite curto-circuitar superfícies de eletrodos, eletrodos e eletrodos porosos através de uma resistência concentrada externa. A nova condição de contorno é adequada para estudar curto-circuitos em baterias, por exemplo, ou para interconectar grandes objetos, eletroquimicamente ativos, em problemas de proteção contra corrosão.

Novo Nó Multifísico Electrochemical Heat Source

A nova interface multifísica Electrochemical Heat Source oferece uma maneira opcional de acoplar as fontes de calor eletroquímicas à uma interface de transferência de calor.

Novo Tipo de Cinética Thermodynamic Equilibrium

As reações de eletrodos agora suportam um novo tipo de cinética de eletrodo Thermodynamic Equilibrium (conhecido como Condição Primária na interface Secondary Current Distribution), que assume sobretensão zero (perdas de voltagem insignificantes).

Novo Suporte à Resistência de Filme e Espécies que se Dissolvem-Depositam em Eletrodos de Aresta e Porosos

Os nós Porous Electrode e Edge Electrode agora suportam a adição de Film Resistances e Dissolving-Depositing Species. Anteriormente, suportado apenas pelo o recurso Electrode Surface. Espécies que se dissolvem-depositam e resistências de filme em eletrodos porosos podem, por exemplo, ser usadas para modelar a formação de SEI (solid-electrolyte-interphase) em baterias de íon-lítio.

Novo Modelo Tutorial: Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes

Uma fundação monopilar é um elemento estrutural de grande diâmetro que pode ser usado para suportar estruturas como turbinas eólicas em alto mar. Essa aplicação exemplifica como a proteção catódica de um monopilar é reduzida com o passar do tempo, à medida que os eletrodos de sacrifício se dissolvem. O modelo pode ser usado para avaliar a cinética da distribuição de correntes secundárias na estrutura de aço protegida, considerando as reações eletroquímicas simultâneas que resultaram na dissolução do metal e redução do oxigênio (potencial combinado).

A geometria do monopilar consiste de um componente superior com uma superfície de aço revestida e uma tubulação de aço não revestida na parte inferior. A estrutura também é rodeada por água do mar e lodo, com cinéticas da reação dadas pela equação de Tafel diferentes para cada um desses ambientes. O modelo tutorial é solucionado usando um estudo dependente do tempo considerando um período de 12 anos. Dois casos são investigados: quando o monopilar inteiro é aterrado, e quando a parte de transição é aterrada e o tubo inferior é conectado à parte de transição através de uma resistência concentrada.

O modelo também usa o novo sub-nó personalizado Sacrificial Edge Anode para modelar eletrodos de sacrifício estreitos ao longo das arestas geométricas, os quais agora estão disponíveis na interface Secondary Current Distribution. O sub-nó permite modelar a alteração das propriedades de proteção catódicas dos ânodos, à medida que eles se dissolvem, em simulações dependente do tempo.

Caminho na Biblioteca de Aplicações para modelo tutorial Monopile with Dissolving Sacrificial Anodes:

Corrosion_Module/Cathodic_Protection/monopile