Experimentelle Untersuchungen zur Messung des Stoffübergangs an frei aufsteigenden Gasblasen
Marius Nüllig
Es werden frei aufsteigende Gasblasen mit Hilfe der Drehkammertechnik in Wasser und medizinischem Weißöl untersucht. Die Drehkammer erlaubt, Einzelblasen über längere Zeiten zu beobachten. Im Fokus der Untersuchung steht die gleichzeitige Messung von Aufstiegsgeschwindigkeit und Diffusion der Blasen.
Die Diffusion wird durch gezielte Untersättigung der umliegenden Flüssigkeit erreicht, was zu einer stetigen Verkleinerung der Blasen führt, die mit einer CCD-Kameratechnik aufgenommen wird. Untersucht werden fünf Blasengase bei fünf verschiedenen Gaskonzentrationen in der Flüssigkeit. Mit den gewonnenen Diffusionsraten und Aufstiegsgeschwindigkeiten werden dimensionslose Modellgleichungen aufgestellt und mit der Grenzschichttheorie verglichen.
Darüber hinaus wird geprüft, ob es einen Einfluss durch Wände oder andere Blasen gibt. Es wird auch untersucht, welchen Einfluss die Beweglichkeit der Blasenoberfläche hat, sie sich also mit der Außenströmung mitbewegt (mobil) oder nicht (immobil). Eine Messung der Geschwindigkeiten von aufsteigenden und absinkenden Tropfen in einer Flüssigkeitssäule ergänzt die Blasenuntersuchung.
