Zweistufiges Modell zur Untersuchung von Marangoni-Konvektion in Schwingenden Flüssigkeitsstrahlen

Modigell, M.
RWTH Aachen, Institut für Verfahrenstechnik, Lehr- und Forschungsgebiet Mechanische Verfahrenstechnik

Der Marangoni-Effekt (Marangoni 1871) oder Grenzflächenkonvektion kann in fluiden mehrphasigen Systemen auftreten, in denen eine Abhängigkeit der Grenzflächenspannung von der Temperatur oder der Konzentration einer gelösten Substanz besteht. Temperaturoder Konzentrationsgradienten in der Grenzfläche führen zur Ausbildung von Spannungsgradienten.

Diese beeinflussen die Strömungsverhältnisse und somit den Wärme- und Stofftransport. Entsprechend der Ausbildung der Gradienten durch systembedingte Asymmetrien oder durch stochastische Störungen der Transportkoeffizienten wird die induzierte Strömung als Makro- oder Mikrokonvektion bezeichnet (Molenkamp 1998).

Das Betriebsverhalten von Stoffaustauschprozessen kann maßgeblich von Grenzflächenkonvektion beeinflusst werden. Neben der Erhöhung des Stoff- und Wärmetransports wird ein verändertes Aufbruch- und Koaleszenzverhalten von Blasen, Tropfen oder Flüssigkeitsfilmen beobachtet, das zu einer Änderung der spezifischen Oberfläche führt (Sawistowski 1973).

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