Gas absorption with exothermic bimolecular reaction in a thin liquid film: Fast reactions

Authors


Abstract

A problem of gas absorption with a fast nonisothermal bimolecular reaction in a thin liquid film has been analysed. Approximate analytical solutions for the interfacial temperature rise and enhancement factor have been derived incorporating the influence of depletion of liquid reactant concentration at the interface. The effects of heat generation, heat dissipation and reaction rate parameters on enhancement factor and interfacial temperature rise have been discussed. For a certain range of parameters, multiple steady state solutions of enhancement factor and interfacial temperature rise are observed. Another interesting observation is that as the value of a dimensionless parameter ϕ increases, the enhancement factor approaches its instantaneous asymptote which is the same as that for the isothermal case in an instantaneous regime. The analysis presented here is simple and avoids complex numerical computations and it is likely to be useful in design applications.

Abstract

Nous avons analysé un problème d'absorption de gaz avec une réaction bimoléulaire non isotherme dans un film liquide mince. Des solutions analytiques approximatives ont été calculées pour l'augmentation de la température interfaciale et le facteur de renforcement, qui tiennent compte de l'influence de l'épuisement de la concentration du réactif liquide à l'interface. Nous avons étudié les effets de la génération de chaleur, de la dissipation de la chaleur et des paramétres de vitesse de réaction sur le facteur de renforcement et l'augmentation de la température interfaciale. Pour une gamme donnée de paramétres, on a observé des solutions multiples en régime stationnaire du facteur de renforcement et de l'augmentation de la température interfaciale. Il est également intéressant de noter que lorsque la valeur du paramètre adhensionnel ϕ augmente, le facteur de renforcement se rapproche d'une valeur asymptotique instantanée identique à l'asymptote du cas isotherme en régime instantané. L'analyse présentée ici est simple et évite les calculs numériques complexes et pourrait donc être utile en conception.

Ancillary