ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung In dieser Arbeit wird das Doppeldiffusionsproblem bezüglich eines Kompositsystems experimentell untersucht, welches aus einer flüssigkeitsgetränkten Kugelpackungschicht und einer darunter liegenden, reinen Flüssigkeitsschicht besteht. Als Flüssigkeit wird Wasser mit gelöstem Ammoniumchlorid verwendet. Die anfängliche Stoffkonzentration in der porösen Schicht ist linear und stabil, die in der reinen Flüssigkeit ist gleichförmig. Das anfänglich isotherme System wird plötzlich von oben gekühlt. Über unmittelbare Temperaturmessungen und Visualization des Dichtefeldes mittels holographischer Interferometrie werden die sich entwickelnden Temperaturund Strömungsfelder registriert. Der Einfluß der thermischen Rayleigh-Zahl, der konzentrationsbezogenen Rayleigh-Zahl, der Wärmeleitfähigkeit, der die poröse Matrix bildenden Kugeln und der Höhe der porösen Matrix auf die Ausbildung der Temperaturund Strömungsfelder wird aufgezeigt. Aus dem Vergleich der experimentellen Befunde mit den Vorausberechnungen mittels eines vorhandenen theoretischen Modells werden die Grenzen dieses Modells bestimmt, so wie der Zeitabschnitt, innerhalb dessen es zufriedenstellende Aussagen liefert. Die Ergebnisse dieser Studie sind für Doppeldiffusionsphänomene in Mischphasen und Flüssigkeitsgebieten erstarrender Binärmischungen von Bedeutung.
Notes:
Abstract In this paper an experimental study is reported on the problem of double-diffusion in a composite system comprised of a liquid-saturated packed layer of spheres and an underlying clear (of solid matrix) fluid layer. The liquid is a mixture of water and ammonium chloride. The initial species concentration of the porous layer is linear and stable and of the clear liquid layer uniform. The system is initially isothermal and it is suddenly cooled from above. The study investigates the evolving temperature and flow fields in the system by utilizing direct temperature measurements as well as holographic interferometry visualization of the density field. The effect of the thermal Rayleigh number, the species Rayleigh number, the thermal conductivity of the beads constituting the porous matrix, and the height of the porous matrix on the evolving temperature and flow fields are determined. Comparisons of the experimental results to the predictions of an existing theoretical model define the limitations of this model and the time domain in which the model performs acceptably well. The findings of this study are relevant to double-diffusion phenomena occuring in the mixed phase and liquid regions of solidifying binary mixtures.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s002310050110
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