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An asymptotic analysis of some nonlinear boundary-value problems of convective mass and heat transfer of reacting particles with the flow

Authors
Journal
International Journal of Heat and Mass Transfer
0017-9310
Publisher
Elsevier
Publication Date
Volume
27
Issue
2
Identifiers
DOI: 10.1016/0017-9310(84)90210-2

Abstract

Zusammenfassung Der erste Teil dieser Arbeit, Abschnitt 2, befaβt sich mit dem Stoff- und Wärmetransport an einem Tröpfchen oder festen Partikel von beliebiger Form, das sich in der Translations- und Scherströmung eines inkompressiblen Fluids befindet, wobei der Wärmeleit-(Diffusions-)Koeffizient eine beliebige Funktion der Temperatur (Konzentration) ist. Bei der Translationsströmung ergeben sich die ersten drei Glieder einer asymptotischen Reihenentwicklung für die mittlere Nusselt-Zahl als Funktion niedriger Peclet-Zahlen, bei der Scherströmung die ersten beiden Glieder. Die untersuchten Partikel hatten Kugel-, Scheiben-, Ellipsoid- und Hantel-Form. Der zweite Teil dieser Arbeit, Abschnitt, 3, befaβt sich mit dem gleichzeitigen Wärme- und Stoffaustausch an einem Partikel von beliebiger Form, das sich in der Translationsströmung eines komprimierten Gases befindet, dessen wesentliche Parameter (die Wärmeleit- und Diffusionskoeffizienten sowie die spezifische Wärmekapazität des Gases) auf beliebige Weise von der Temperatur abhängen. Für die mittlere Nusselt- und Sherwood-Zahl werden die ersten beiden Glieder der entsprechenden asymptotischen Reihenentwicklung als Funktion niedrigerer Reynolds-Zahlen bestimmt. Der dritte Teil dieser Arbeit, Abschnitt 4, befaβt sich mit dem Stofftransport an einem Tröpfchen, der dann auftritt, wenn ein darin gelöstes Extraktionsmittel in eine kontinuierliche Phase hineindiffundiert und dort in eine chemische Reaktion zweiter Ordnung mit einem chemischen Absorptionsmittel eintritt. Für die mittlere Sherwood-Zahl ergibt sich eine asymptotische Reihenentwicklung mit drei Gliedern als Funktion der Peclel-Zahl. Die instationäre Diffusion an einem reagierenden Partikel wurde in einer laminaren Translationsströmung für den Fall einer nichtisothermen chemischen Reaktion an dessen Oberfläche untersucht. Der Diffusionsmassenstrom hängt dabei wesentlich von Temperatur und Konzentration ab.

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