Mass transfer from fluid and solid spheres at low Reynolds numbers: Part II

Authors


Abstract

Rates of mass transfer from water drops into cyclohexanol and from drops of cyclohexanol, isobutanol, and o-toluidine into water were measured. These experimental data were augmented by published results, to cover, at drop Reynolds numbers less than 10, a Peelet number range of 0.01 to 5,000,000 for non-circulating spheres and 700 to 24,000,000 for circulating spheres. Transfer rates, expressed as Sherwood numbers, were in substantial agreement with those predicted from a theoretical model. The contribution of natural convection, inherent in the measurements, but omitted in the model, was approximately accounted for. Data for circulating spheres verified the hypothesis that internal motion affects the external transfer rate. This effect depends on the ratio of continuous to disperse phase viscosity of the system; a four to six-fold enhancement of mass transfer due to internal circulation was found for water drops falling in cyclohexanol.

Abstract

Les auteurs ont mesuré les taux de transfert de masse à partir de gouttes d'eau dans le cyclohexanol et à partir de gouttes de cyclohexanol, d'isobutanol et de o-toluidine dans l'eau. On a ajouté aux résultats expérimentaux en puisant à mème des résultats publiés pour balayer, à des nombres de Reynold inférieurs à 10 pour les gouttes, un champ correspondant à un nombre de Peclet allant de 0.01 à 5,000,000 pour des sphères ne comportant pas de circulation, et de 700 à 24,000,000 pour des sphères avec circulation. Les taux de transfert, exprimés sous forme de nombres de Sherwood, s'accordent assez bien avec ceux que l'on a prédits à partir d'un modèle théorique. On a tenu compte, de façon approximative, de l'effet de convection naturelle inhérent aux méthodes de mesure mais omis dans le modèle. Les résultats pour les sphères comportant une circulation interne vérifient l'hypothèse que cette circulation affecte le taux de transfert à l'extérieur. L'effet noté dépend du rapport de la viscosité de la phase continue à celle de la phase dispersée; on a trouvé un accroissement, par un facteur allant de 4 à 6, du transfert de masse attribuable à la circulation interne pour des gouttes d'eau tombant dans le cyclohexanol.

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