Макроконвективные потоки в растворах наблюдались  в проходящем свете оптической части поляризационной установки УП2. Изучение потоков проводилось методом взвешенных частиц. Исследуемые растворы насыщались частицами углерода путем проработки их с анодами из высокоуглеродистой стали (без анодных чехлов). Исследование потоков производилось в условиях, приближенных к реальным условиям гальванических цехов в прямоугольных ваннах из термостойкого стекла емкостью 5, 10 и 20 л с геометрически подобными размерами: ширина — в, длина — 2в, высота — в. По результатам наблюдений строились эпюры (рисунки) циркуляции.

Опыты показали, что тождественные эпюры циркуляции в ваннах различного объема получаются только при постоянстве объемной плотности тока. Характер эпюры циркуляции зависит от условий электролиза, вида и расположения аноз,ов, формы гальванической ванны и количества в ней раствора.

Средняя скорость конвективных потоков в прикатодной зоне возрастает с увеличением объемной плотности тока Д0 и температуры электролита t (1.9). На начальных участках кривых наблюдается пропорциональная зависимость VCp от /. Дальнейшее повышение температуры раствора сопровождается резким изменением скорости конвекции, что связано с резким изменением электропроводимости при повышении температуры. Кроме того, повышение или понижение объемной плотности тока изменяет количество выделяемого джоулевого тепла, что накладывает дополнительные условия на изменение скорости конвекции.

Зависимость скорости конвективных потоков от концентрации раствора приведена на 1.10. Повышение концентрации соли железа в растворе уменьшает скорость конвективных потоков при всех температурах электролиза, причем с повышением концентрации ионов металла кривые /—3 имеют тенденцию к сближению.

На 1.11 показаны схемы движений потоков электролита в различных условиях электролиза, названные эпюрами циркуляции. 1.11, а показывает картину циркуляции в условиях пониженной температуры 40° С (Сше = 310, НС1 = 2 г/л) при различной объемной плотности тока. При Д0 = 1 А/л циркуляционные потоки смещены в анодную зону. Доставка ионов металла из анодной зоны в катодную неравномерна (смещена в верхнюю часть) и затруднена малыми циркуляциями, имеющими скорость циркуляции на одиндва порядка выше, чем в прикатодной зоне. При До = 2 А/л увеличение выделения тепла приводит к образованию новых циркуляции. Последние функционируют почти перпендикулярно к аноднокатодным зонам. При этом наблюдается «медленная» внешняя циркуляция, которая идет вниз по всей внешней прианодной зоне, в ее нижней части отклоняется к прикатодной зоне, поднимается по внутренней стороне вверх и здесь замыкается. При дальнейшем увеличении плотности тока до Д0 = 3 А/л ламинарное движение переходит в турбулентное, а при Д0 = 5 А/л становится вихревым.

Приведенные наблюдения позволяют считать, что при температуре 40° С благоприятные для электролиза конвективные потоки находятся в области малых объемных токов, т. е. до Д0 1 А/л.

Увеличение температуры раствора до 75° С (1.11, б) увеличивает скорость циркуляции. Циркуляционные потоки в прикатодной зоне становятся параллельными электроду (Дп = 1 f2 А/л). При До — 1 А/л ось циркуляционных потоков находится вблизи поверхности катода. Сообщение с прианодной зоной идет только за счет внешней конвекции.

При увеличении объемной плотности тока до Д„ = 2 А/л ось циркуляции равно удалена от катода и анода. Конвективные потоки равномерно охватывают обе приэлектродные зоны, в результате чего обмен ионами металла в объеме раствора наиболее равномерен.

Оптимальность таких циркуляции подтверждается тем, что в таких условиях возможно получение максимальной толщины покрытий (2 мм на сторону за один завес), тогда как во всех других случаях толщина не превышает 0,5—0,8 мм.

С изменением при той же температуре 75° С объемной плотности тока до 3 А/л изменяется вид циркуляции, образуются новые дополнительные их виды с поперечными осями. С увеличением объемной плотности тока до Д0 = 5 А/л, кроме новых поперечных циркуляции, возникают и анодные, а при Д0 = 8 А/л все циркуляционные потоки исчезают и образуется вихрь.

Условия равномерного обмена ионами металла в растворе с концентрацией 310 г/л соли железа при температуре 75° С возникают при объемной плотности тока Д0 = 2 А/л.