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Kooperation: W. Geiger (Universität GH Essen)
Beschreibung der Forschungsarbeit:
Mit diesem Projekt wurde die Forschung des letzten Jahres fortgesetzt.
Es wurden Massenaustauschprozesse in einem dreikomponentigen porösen Körper betrachtet. Zunächst wurde die in dem aus Massenbilanzen, Impulsbilanzen und Porositätsbilanz bestehenden kontinuumsmechanischen Modell auftretende Massenquelle spezifiziert. Sie hat die folgende Gestalt
Das wichtigste Resultat dieses Projekts ist, dass aus den Ergebnissen die Kopplung zwischen Adsorption und Diffusion hervorgeht. Dies bedeutet, dass die adsorbierte Menge von der relativen Geschwindigkeit der Komponenten abhängt.
Bei der Untersuchung sind wir davon ausgegangen, dass sich das Skelett
nicht bewegt. Dies hat zur Folge, dass die
Fluid-/Adsorbatgeschwindigkeit für die relative Geschwindigkeit der
Komponenten steht. Wie aus den Randbedingungen hervorgeht, wird diese
Größe hauptsächlich durch den Oberflächendurchlässigkeitsparameter
bestimmt, es gilt nämlich am Rande
Auch im Körper ist
die führende Größe für die Geschwindigkeit. Wir steuern deshalb bei
der Berechnung der Konzentrationsquelle die Geschwindigkeit mit dem
Durchlässigkeitsparameter.
Die nebenstehende Abbildung zeigt die Ergebnisse für die Strömung
eines Fluid-/Adsorbat-Gemischs durch einen porösen Körper. Sie zeigt,
dass die Adsorptionsrate an die Diffusion, also die relative
Geschwindigkeit der Komponenten, gekoppelt ist. Für moderate
Geschwindigkeitsdifferenzen weist die Adsorptionsrate ein Maximum
auf. Dies hat zur Folge, dass man bei Prozessen, bei denen die
Geschwindigkeit gesteuert werden kann, Einfluss auf die adsorbierte
Menge hat.
Projektliteratur:
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