Entwicklung der Schattenfotographie-Methode zur genauen Bestimmung von Diffusivitäten von Fluidgemischen bei hohem Druck und hoher Temperatur
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In der ersten Förderperiode wurde erstmalig gezeigt, dass die zeitlich aufgelöste Schattenfotographie die gleichzeitige Bestimmung des Fickschen Diffusionskoeffizienten D11, der Temperaturleitfähigkeit a, des Soret-Koeffizienten ST und der kinematischen Viskosität ν in einem einzigen Thermodiffusionsexperiment anhand der Analyse der Dynamik von Nichtgleichgewichtsfluktuationen erlaubt. Unter Berücksichtigung von Limitierungen bezüglich der Bestimmung von ST und ν sowie durch Weiterentwicklung der vorhandenen Methodik zur experimentellen Durchführung und Datenauswertung zielte die zweite Förderperiode auf die genaue Bestimmung von D11 und a in binären Gemischen ab, welche einen weiten Bereich von ST und Signalintensitäten aufweisen. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden nach einer Verbesserung des Versuchsaufbaus zur Erhöhung der zugänglichen Temperatur- und Konzentrationsgradienten Untersuchungen an binären Gemischen mit systematisch variierten ST und Differenzen der Brechungsindizes ihrer Reinstoffe durchgeführt. Auf dieser Basis wurden 99 Datenpunkte für D11 und 140 Datenpunkte für a in binären Kohlenwasserstoffgemischen mit mittleren Unsicherheiten von (12.9 und 8.0)% über einen weiten Temperatur- und Druckbereich bestimmt, aus welchen Struktur-Eigenschafts-Beziehungen abgeleitet wurden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Determination of diffusivities in binary fluid mixtures with various Lewis numbers as well as positive and negative Soret coefficients by the shadowgraph method. The Journal of Chemical Physics, 159(7).
Wu, W.; Schmidt, P. S.; Piszko, M.; Giraudet, C.; Rausch, M. H. & Fröba, A. P.
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Fick diffusion coefficients probed by the shadowgraph method considering confinement and advection. The Journal of Chemical Physics, 158(9).
Schmidt, P. S.; Wu, W.; Rausch, M. H. & Fröba, A. P.
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Evaluation of the shadowgraph method for the determination of mutual and thermal diffusivities. The Journal of Chemical Physics, 161(4).
Schmidt, Patrick S.; Rausch, Michael H.; Wu, Wenchang & Fröba, Andreas P.
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Fick Diffusion Coefficients and Thermal Diffusivities in Binary Liquid Mixtures Containing Alkanes and/or Cyclic Hydrocarbons by Using the Shadowgraph Method. Journal of Chemical & Engineering Data, 69(9), 3001-3016.
Schmidt, Patrick S.; Huang, Xiaohan & Fröba, Andreas P.
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Fick Diffusion Coefficients in Binary Liquid Mixtures Containing Alkanes, Aromatics, Alcohols, or Acetone by Using Dynamic Light Scattering. Journal of Chemical & Engineering Data, 69(4), 1578-1590.
Schmidt, Patrick S.; Piszko, Maximilian & Fröba, Andreas P.
