Mass transfer by free convection during electrolysis at inclined electrodes

Authors


Abstract

The limiting electrolysis current technique has been used to obtain experimental measurements of mass transfer in natural convection at rectangular plane plates. Inclinations varying from horizontal down facing to horizontal upfacing at intervals of 10° have been employed with plate height and electrolyte concentration as additional variables. For attached boundary layer flow conditions, all results are well correlated by the equation:

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Attached flow conditions are obtained for all downfacing inclined orientations the vertical position and for upfacing inclinations where θ (the angle from the vertical) is small. Separation of the flow occurs at higher values of θ in upfacing orientations and is demonstrated by Schlieren photography, as is the existence of longitudinal vortices in the flow. The critical Rayleigh number for separation instability is estimated from the mass transfer measurements and compared with results of other authors.

Abstract

On a employé la méthode basée sur un courant limiteur d'électrolyse pour obtenir des mesures expérimentales d'un transfert de masse en convection qui impliquait des plaques rectangulaires et planes. On a utilisé des inclinaisons vers le bas et vers le haut à des intervalles de 10°, la hauteur de la plaque et la concentration de l'électrolyte agissant comme des variables additionnelles. Dans le cas des conditions d'écoulement dans la couche-limite, on a établi une corrélation satisfaisante entre les résultats obtenus et l'équation:

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On a obtenu des conditions d'écoulement dans le cas de toutes les inclinaisons vers le bas, de la position verticale et des inclinaisons vers le haut dans lesquelles θ (l'angle avec la verticale) était petit. La séparation de l'écoulement se produit pour des valeurs de θ plus élevées dans les inclinaisons vers le haut et on la démontre par une photographie de Schlieren de même que l'existence de tourbillons longitudinaux dans le courant. On évalue le nombre critique de Rayleigh relatif à l'instabilité de la séparation au moyen des mesures de transfert de masse et on le compare avec les résultats obtenus par d'autres auteurs.

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