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Wärme - und Stoffübertragung

, Volume 22, Issue 3–4, pp 209–217 | Cite as

Wärme- und Stoffübergang bei der nichtisothermen Rieselfilmabsorption

  • M. L. Yüksel
  • E. U. Schlünder
Article

Zusammenfassung

Der Wärme- und der Stofftransport bei der nichtisothermen Absorption von gutlöslichen Gasen bzw. Dämpfen in Flüssigkeiten sind über die Filmoberflächentemperatur (Phasengrenztemperatur) miteinander gekoppelt. Mit Hilfe eines Infrarot (IR)-Pyrometers kann diese Temperatur bestimmt werden, ohne die Filmströmung zu stören. Dadurch können lokale Wärme- und Stoffübergangskoeffizienten bei der nichtisothermen Rieselfilmabsorption ermittelt werden.

Die mit dem Stoffsystem H2O/LiBr aq. durchgeführten Messungen bestätigen numerische Berechnungsverfahren, die die Dämpfung des turbulenten Impuls-, Wärme- und Stoffaustausches im Film sowohl in der Wandnähe als auch in der Nähe der Filmoberfläche berücksichtigen (Levich'sche Modelle). Die Annahme eines ungedämpften turbulenten Austausches in der Oberflächennähe führt dagegen zu unrealistischen Ergebnissen.

Formelzeichen

D

Diffusionskoeffizient m2/s

K

Apparatekonstante mV/K4

L

Filmlänge m

N

Molenstrom kmol/s

T

Temperatur K

U

Umfang m

UB

Bolometerspannung mV

a

Temperaturleitfähigkeit m2/s

cp

spez. Wärmekapazität kJ/kgK

g

Erdbeschleunigung m2/s

Δhabs

molare Absorptionswärme kJ/kmol

\(\dot m\)

Berieselungsdichte kg/m/s

n

flächenbezogener Molenstrom kmol/m2/s

n

Exponent

p

Druck bar

q

Wärmestromdichte W/m2

u

Geschwindigkeit in Strömungsrichtung m/s

ν

Geschwindigkeit senkrecht zur Strömungsrichtung m/s

x

Molenbruch in der Flüssigkeit

y

Molenbruch in der Gasphase

y

Koordinate senkrecht zur Strömungsrichtung m

z

Koordinate in Strömungsrichtung m

α

Wärmeübergangskoeffizient W/m2/s

β

Stoffübergangskoeffizient m/s

δ

Filmdicke m

ɛ

Emissivität

λ

Wärmeleitfähigkeit W/mK

v

kinematische Viskosität m2/s

ϱ

Dichte kg/m3

η

dynamische Viskosität kg/m/s

Indices

abs

Absorptions

a

Austritt

B

Kernbereich des Films („bulk“)

D

Dampf

e

Eintritt

eff

Effektivwert

G

Gas

KW

Kühlwasser

l

Flüssigkeit („liquid)

loc

lokaler Wert

m

gemittelter Wert

Ph

an der Phasengrenze

R

Referenz

t

turbulent

U

Umgebung

W

Wand

„1“

absorbierte Komponente (Wasser) molare Größen

Heat and mass transfer in nonisothermal absorption of gases in falling liquid films

Abstract

Absorption of highly soluble gases in liquids is a combined heat and mass transfer process. In this paper the absorption of water vapour in aqueous solutions of LiBr in a vertical falling film apparatus has been analyzed. The film heat and mass transfer coefficients were evaluated from directly measured film surface temperatures by means of an infrared technique. The results confirm the Levich-type turbulent heat and mass transfer models, which consider the damping of the turbulence in the film not only near the wall but also near the fluid interface.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1988

Authors and Affiliations

  • M. L. Yüksel
    • 1
  • E. U. Schlünder
    • 2
  1. 1.Henkel KGaAR-TVVK28Düsseldorf
  2. 2.Lehrstuhl und Institut für Thermische VerfahrenstechnikUniversität KarlsruheKarlsruhe 1

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