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Absorption von binären Gasblasen in einer Flüssigkeit mit unterschiedlicher Löslichkeit für die Gaskomponenten

Absorption of a single two-component-bubble into liquid

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Wärme - und Stoffübertragung Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The absorption of a single two-component-gas bubble is considered, the liquid in the vicinity of the bubble containing both gases A and B with constant concentrations. The system of the component continuity equations for A and B in the vicinity of the bubble is solved numerically under simplified conditions. The solubility of A is supposed to be much more important than that of B.

It appears, that the mole fraction of A in the bubble tends towards a steady state value which is near its equilibrium value. When this steady state composition is established, the rate of variation of the bubble area becomes constant and depends mainly on the solubility of the less soluble gas B.

Some examples show the influence of physical properties, boundary and initial conditions on the variation of the bubble diameter and composition with time.

Zusammenfassung

Es wird die Absorption einer Einzelblase betrachtet, die aus zwei Gasen A und B besteht, wobei die Flüssigkeit in der Umgebung der Blase A und B in konstanten Konzentrationen enthält.

Unter vereinfachten Bedingungen wird das gekoppelte System der Komponentenkontinuitätsgleichungen der Stoffe A und B in der näheren Umgebung der Blase numerisch gelöst. Es werden ausschließlich Fälle betrachtet, in welchen A sehr viel löslicher als B ist.

Es stellt sich heraus, daß der Molenbruch an A in der Blase nach einem Anlauf einem stationären Wert zustrebt, der in der Regel nahe am Gleichgewichtswert für A liegt. Wenn dieser stationäre Wert erreicht ist, nimmt die Blasenoberfläche mit konstanter Geschwindigkeit ab oder zu, wobei diese Geschwindigkeit wesentlich von der Löslichkeit von B abhängt.

Anhand einiger Beispiele wird dargestellt, in welcher Weise die Verläufe von Blasendurchmesser und-inhalt von den Stoffwerten und den Umgebungs- und Anfangsbedingungen abhängen.

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d:

Durchmesser

pi :

Partialdruck der Komponente i

p:

Gesamtdruck

r:

Radialkoordinate

r*=r/R:

dimensionslose Radialkoordinate

t:

Zeit

xi :

Molenbruch von i in der Flüssigkeit

x *i :

Sättigungsmolenbruch von i

yi :

Molenbruch von i in der Blase

y *i :

Molenbruch von i in der Blase, der mit\(\tilde x_{i\infty } \) im Gleichgewicht stünde

\(Fo = \frac{{^\delta LA^t }}{{4R_0^2 }}\) :

Fourier-Zahl

Hi :

Henry-Koeffizient für i

R:

Blasen-Radius

R0 :

Anfangsblasenradius

R*=R/R0 :

--

Raußen :

äußerer Radius der Grenzschicht

Sh:

Sherwood-Zahl

\(V_\rho = \frac{{^{\tilde \rho } G}}{{^{\tilde \rho } L}}\) :

--

\(V_\delta = \frac{{^\delta LB}}{{^\delta LA}}\) :

--

δLi :

Diffusionskoeffizient von i in der Flüssigkeit

\(\xi _i = \frac{{\tilde x_i }}{{\tilde x_i^* }}\) :

--

\(\tilde \rho \) :

Molardichte

∞:

außerhalb der Grenzschicht

A:

leichter lösliches Gas

B:

schwerer lösliches Gas

G:

Gas

L:

Flüssigkeit

Literatur

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Authors and Affiliations

  1. Laboratoire des Sciences du Génie, Chimique ENSIC-CNRS, 1, rue Grandville, F-54042, Nancy-CEDEX

    G. Wild

  2. Institut für Thermische Verfahrenstechnik, der Universität Karlsruhe, Kaiserstr. 12, D-7500, Karlsruhe

    E. U. Schlünder

Authors
  1. G. Wild
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  2. E. U. Schlünder
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Wild, G., Schlünder, E.U. Absorption von binären Gasblasen in einer Flüssigkeit mit unterschiedlicher Löslichkeit für die Gaskomponenten. Wärme- und Stoffübertragung 14, 95–108 (1980). https://doi.org/10.1007/BF01806475

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