Messung lokaler Konzentrationen in Flüssigkeitsstrahlen zur Untersuchung des Marangoni-Effekts im System H2O + NH3 + Alkohol

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Modigell
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21439339

Das Ziel des beantragten Projektes ist die Untersuchung des Marangoni-Effektes, der in Fluidenmehrphasigen Systemen auftreten kann. Durch Spannungsgradienten induzierte Bewegungen derPhasengrenze bewirken grenzflächennahe Konvektion in den angrenzenden Phasen und führen zueiner starken gegenseitigen Beeinflussung von Stoff- und Impulstransport. Für die Entstehung desMarangoni-Effektes sind die Spannungsverhältnisse an der Phasengrenze von entscheidender Bedeutung.Es ist die Frage zu beantworten, ob der Effekt sich durch die Formulierung von Tangentialspannungenauf Basis von Oberflächenspannungsgradienten gut beschreiben lässt, oder ob dieBerücksichtigung rheologischer Eigenschaften der Grenzfläche wie beispielsweise einer Fließgrenzenötig ist. Des weiteren stellt sich die Frage des Einflusses der induzierten Konvektion auf den Stoff-transport in den angrenzenden Phasen. Zur Beantwortung dieser Fragen sollen Untersuchungen zurAbsorption von Ammoniak in wässrige Alkohollösungen mit der Methode des schwingenden Strahlsdurchgeführt werden. Die schnell ablaufenden Stofftransportprozesse lassen sich mit dieser Methodequasistationär mit hoher zeitlicher Auflösung beobachten. Die Analyse der Oberflächenschwingunggibt Aufschluss über die Spannungsverhältnisse an der Oberfläche. Der Einfluss der Grenzflächenkonvektionauf den radialen Stofftransport soll durch LIF-Messung der Ammoniakkonzentrationuntersucht werden. Die Messungen werden durch Vergleich mit FEM-Rechnungen zur Beschreibungdes Schwingungsverhaltens ausgewertet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen