Elsevier

Chemical Engineering Science

Volume 21, Issue 11, November 1966, Pages 1039-1046
Chemical Engineering Science

Interfacial phenomena and mass transfer

https://doi.org/10.1016/0009-2509(66)85099-6Get rights and content

Abstract

This paper contributes to the study of interfacial phenomena with respect to mass transfer in three ways:

(1) Solutes are classified quantitatively according to their ability to impede or promote movement of a free interface. Within this scheme the influence of concentration of the solute on the obstruction of movement can also be explained.

(2) Interfacial movement induced by differences in interfacial tension is divided into two categories: large scale and micro scale movement. The importance of this differentiation is stressed in a discussion on observations of growing droplets to which or from which a solute is transferred.

(3) A schlieren optical study of the microscale behaviour of the interface during extraction revealed that the mean cell size and the penetration depth are of the same order of magnitude. This fact could be made acceptable. From this the ratio of the rates of mass transfer with and without cells could be estimated; the predicted values of this ratio, 2 to 3, are in accordance with published results.

Résumé

Cet article apporte une contribution à l'étude des phénomènes interfaciaux en liaison avec le transfert de masse sur trois points:

(1) Les solutés sont quantitativement classés selon leur aptitude à freiner ou à provoquer le mouvement d'un interface libre. Ce schéma permet de plus d'expliquer l'influence de la concentration du soluté sur les caractériques du mouvement.

(2) Les mouvements interfaciaux dus à des différences de tension interfaciale sont classés en deux catégories: les mouvements à grande échelle, et à micro échelle. L'importance de cette différentiation est mise en évidence dans une discussion sur des observations de grossissement de gouttes qui reçoivent ou donnent un soluté.

(3) Une étude optique “schlieren” du comportement à micro échelle de l'interface pendant une extraction a montré que la taille moyenne des cellules et la profondeur de pénétration sont du même ordre de grandeur. Les auteurs ont pu rendre compte de ce fait. Ils en ont déduit une estimation du rapport des vitesses de transfert de masse avec et sans cellules; les valeurs prévues de ce rapport, 2 à 3, sont en accord avec dés résultats publiés.

Zusammenfassung

Dies ist ein Beitrag zur Erfassung von Phasengrenzerscheinungen beim Stoffaustausch, und zwar in dreifacher Hinsicht:

(1) Die gelösten Komponenten werden je nach ihrer Fähigkeit, die Bewegung freier Phasengrenzen zu hemmen oder zu beschleunigen, quantitativ geordnet; dabei wird auch der Konzentrationseinfluβ auf diese Erscheinungen erfaβt.

(2) Die Phasengrenzbewegungen aufgrund von Unterschie den der Oberflächenspannung lassen sich in zwei Gruppen zusammenfassen: ausgedehnte Verschiebungen und kleine Schwingungen. Diese wichtige Unterscheidung ergibt sich aus der Beobachtung von Flüssigkeitselementen, aus denen oder zu denen das Gelöste übertragen wird.

(3) Aus schlierenoptischen Untersuchungen von Phasengrenzen bei Extraktionsvorgängen ergibt sicht, daβ die Zellenabmessungen und die Eindringtiefe von gleicher Gröβenordnung sind. Daraus läβt sich das Verhältnis der Austauschgeschwindigkeiten mit und ohne Zellen abschätzen, dieser Wert liegt zwischen 2 und 3 und stimmt mit Literaturangaben überein.

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    This evolution is characterized by subsequent decays and re-amplifications of large-scale Marangoni structures. Even simple mass transfer systems with a weakly surface-active solute can feature such a temporal periodicity [16,17,12]. The decay of convection is attributed to the self-induced consumption of driving concentration gradients by enhanced mass transfer and the mixing effect of Marangoni structures in the vicinity of the interface [12].

  • Pattern formation and mass transfer under stationary solutal Marangoni instability

    2014, Advances in Colloid and Interface Science
    Citation Excerpt :

    The experimental evidence of this self-similarity is displayed in Fig. 20b. Here we transform the different curves for the temporal evolution of the pattern size measured by Bakker et al. [64] in the system isobutanol/water with acetic acid as diffusing species. For convenience, a relative initial concentration (based on the experiment with the highest initial concentration of c0 = 0.8 mol/l) is used to scale length and time as this is the only varying parameter which influences ∆σ.

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Present address: Caltex Petroleum Mij., Pernis, The Netherlands.

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