D. Gorenflo

Wärmeübergang bei einphasiger freier Konvektion in der Nähe des kritischen Zustandes

Experiments were performed on free convective heat transfer from a horizontal, electrically heated tube (d=8 mm) to the halocarbon refrigerants R12 (CF2Cl2), R115 (C2F5Cl) and RC318 (C4F8) near the critical state. Density varied from approx. half to twice the critical value and pressure up to 1.8 times the critical value; the bulk fluid state was varied along the critical and one supercritical isotherm.As is partially known, at different bulk fluid states either peaks are found in the heat transfer coefficients as a function of heat flux or a behaviour similar to film boiling or to free convection at far subcritical states is observed. The different results can be explained by analyzing the density- and enthalpy-variation within the fluid near the heated wall.ZusammenfassungMit den Halogenkältemitteln R12 (CF2Cl2), R115 (C2F5Cl) und RC318 (C4FS) wurden an einem elektrisch beheizten, horizontalen Rohr (d=8 mm) Versuche zur einphasigen freien Konvektion in der Nähe des kritischen Zustandes durchgeführt. Die Messungen erstrecken sich von etwa der halben bis zur doppelten kritischen Dichte und zum 1,8-fachen kritischen Druck; dabei wurden die Fluidzustände außerhalb der beheizten Zone längs der kritischen und einer überkritischen Isotherme variiert.Je nach dem Ausgangszustand des Fluids ist die Abhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizienten α von der Heizflächenbelastung q ähnlich wie beim Filmsieden oder wie bei freier Konvektion weit unterkritischer Fluide, oder es treten Maxima im α(q)-Zusammenhang auf. Die unterschiedlichen Ergebnisse können durch Analyse des Dichte- bzw. Enthalpieverlaufs in der wandnahen, beheizten Fluidzone erklärt werden.

Blasenbildung und PhasengrenzflÄche beim Dispergieren von Gasen in Flüssigkeiten an einzelnen Gaszulauföffnungen

The amount of interfacial area formed during injection of gas into a liquid is important in mass transfer operations e.g. in gas washers and gas-liquid reactors. This paper describes an apparatus and a measuring technique for the investigation of bubble formation at sharp-edged and capillary orifices. Within the regime of single bubbles, the bubble formation was studied at atmospheric and higher pressures by taking high-speed films and simultaneously measuring the pressure fluctuations in the liquid and in the gas near the orifice. — Typical results for the bubble formation show a strong decrease of bubble volume with increasing system pressure, and a similar decrease of the pressure fluctuations in the liquid near the bubble. For sharp-edged orifices this decrease is markedly stronger than for capillaries.ZusammenfassungDie beim Dispergieren von Gasen in Flüssigkeiten gebildete PhasengrenzflÄche ist für zahlreiche technische StoffaustauschvorgÄnge von Bedeutung, z.B. in GaswÄschern, SÄttigern und Gas-Flüssig-Reaktoren. Es wird über eine Apparatur und eine Me\technik berichtet, mit der die Einzelblasenbildung an Lochblenden und Kapillaren bei AtmosphÄrendruck und höheren Systemdrücken durch Hochgeschwindigkeits-Filmaufnahmen und zeitlich korrelierte Messung der schnellen DruckÄnderungen in Flüssigkeit und Gas nahe der Begasungsöffnung untersucht wurde. — Anhand von typischen Messungen wird eine starke Abnahme des Blasenvolumens mit wachsendem Systemdruck und eine Ähnlich starke Abnahme der maximalen DruckÄnderungen in der Flüssigkeit nahe der Blase nachgewiesen. Diese Abnahme ist bei einer Lochblende erheblich grö\er als bei einer Kapillare.