کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7057803 1458071 2014 10 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A numerical parameter study on the impact of Marangoni convection on the mass transfer at buoyancy-driven single droplets
ترجمه فارسی عنوان
بررسی پارامترهای عددی بر روی تاثیر کانوا مارنگونی بر انتقال جرم در قطرات تک بوته
کلمات کلیدی
بی ثباتی ناحیه ای، دینامیک سیالات محاسباتی، اثر مارانگونی، استخراج مایع / مایع،
ترجمه چکیده
بر اساس اعتبارات موفق قبل از شبیه سازی سه بعدی با آزمایشات در سیستم مایع و مایع تحت سلطه مارنگونی، این مقاله یک مطالعه پارامتر عددی است که به بررسی اثر قطر قطره، نسبت ویسکوزیته سینماتیک، شیب تنش بین فازی و ضریب پراکندگی در انتقال جرم یک حلال از طریق الگوهای جریان القایی مارنگونی. نتایج شبیه سازی اثرات شدید اندازه قطرات را بر عملکرد انتقال جرم و توافق منطقی با آزمایشات در ریز شکل قطره کروی نشان می دهد. بر خلاف پیش بینی های مبتنی بر نظریه پایداری خطی، با تغییر در نسبت ویسکوزیته سینماتیک، جابجایی مارنگونیک غیرمنتظره بود. برای همه نسبت های ویسکوزیته سینماتیک مورد مطالعه در اینجا، انتقال جرم به طور قابل توجهی سریع تر از در سیستم با کشش مستقیم بین فاز (به معنی بدون جابجایی مارنگونی) بود. همین امر برای شیب تنش بین فاجعه ای است که نیروی محرکه اصلی جریان مارانگونی است. حتی اگر شیب توسط یک عامل 100 کاهش یابد، فاکتورهای افزایش انتقال جرم> 2 یافت شد. تنها افزایش ضریب پراکندگی به مقدار 10 و با توجه به کاهش آن در گرادیان غلظت در رابط، سلطه اثر مارنگونی را بر سرعت انتقال جمعی به پایان رساند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
بررسی پارامترهای عددی بر روی تاثیر کانوا مارنگونی بر انتقال جرم در قطرات تک بوته
چکیده انگلیسی
Based on earlier successful validations of 3D simulations with experiments in a Marangoni dominated liquid/liquid system, this paper presents a numerical parameter study which investigates the effect of droplet diameter, kinematic viscosity ratio, interfacial tension gradient, and partition coefficient on the mass transfer of a solute via the Marangoni induced flow patterns. Simulation results exhibit a strong influence of droplet size on the mass transfer performance and reasonable agreement with experiments in the spherical droplet shape regime. In contrast to predictions based on the linear stability theory, the Marangoni convection was found to be unimpressed by a change in the kinematic viscosity ratio. For all kinematic viscosity ratios studied here, the mass transfer was significantly faster than in the system with constant interfacial tension (i.e. no Marangoni convection). The same is true for the interfacial tension gradient, which is the main driving force for Marangoni flow. Even if the gradient is decreased by a factor of 100, mass transfer enhancement factors >2 were found. Only an increase in the partition coefficient to a value of 10, and therewith a respective decrease in the concentration gradient at the interface, ended the dominion of the Marangoni effect on the mass transfer rate.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Heat and Mass Transfer - Volume 71, April 2014, Pages 769-778
نویسندگان
,