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Dynamics of Interfacial Mass Transfer in a Gas-Dispersed System

Authors


Abstract

Dynamics of mass transfer across gas—liquid interface in a gas-dispersed system are examined via high-sensitivity, high-speed imaging. The dispersive dynamics of the dissolved component, CO2, into the liquid phase are visualized using laser-induced fluorescence (LIF) with pH-sensitive pyrene (HPTS) for both a single- and multi-bubble systems. The fluctuating dynamics of the bubble surface are characterized by capillary waves associated with the bubble motion. Enhancement of the mass transfer is found to be associated with the (nonlinear) wave formation, influence of which could be included in modeling the mass-transfer coefficient, apart from an physical account of the near-surface concentration gradient.

Abstract

La dynamique du transfert de matière à l'interface gaz-liquide dans un système dispersé par le gaz a été étudiée par des techniques d'imagerie à haute sensibilité et à haute vitesse. La dynamique de dispersion du composant dissous, le CO2, dans la phase liquide a été visualisée par fluorescence induite par laser (LIF) avec du pyrène sensible au pH (HPTS) pour des systèmes à bulles uniques et multiples. La dynamique de la fluctuation de la surface des bulles a été caractérisée par des ondes capillaires associées au déplacement des bulles. On a trouvé que l'amélioration du transfert de matière s'accompagnait d'une formation de vagues (non linéaires); l'influence de ces vagues pourrait être incluse dans la modélisation du coefficient de transfert de matière, en plus de la prise en compte physique du gradient de concentration près de la surface.

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