Ultrasound-assisted gas–liquid mass transfer process in microreactors: The influence of surfactant, channel size and ultrasound frequency

气泡 振荡(细胞信号) 空化 传质 传质系数 微型反应器 机械 振幅 超声波 表面张力 化学 液体气泡 涡流 材料科学 声化学 分析化学(期刊) 声学 热力学 光学 物理 色谱法 催化作用 有机化学 生物化学
作者
Qiang Zhang,Zhengya Dong,Shuainan Zhao,Zhikai Liu,Guangwen Chen
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:405: 126720-126720 被引量:30
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.126720
摘要

Ultrasound effect on the hydrodynamics and mass transfer behavior of gas–liquid Taylor flow is studied in ultrasonic microreactors with different frequencies (20, 28, 40 kHz) and channel dimensions (0.5 × 0.5, 1.0 × 1.0, 1.5 × 1.5, 2.0 × 2.0 mm2). Upon ultrasound irradiation, intense bubble oscillation is excited on the slug bubble, accompanied by cavitation microstreaming vortices around it. The amplitude of bubble oscillation decreases with the decrease of channel dimension as a result of the confinement effect. Channel dimension of 1.0 × 1.0 mm2 is considered as the critical dimension above which the confinement effect would be eliminated. More intensive bubble oscillation and cavitation microstreaming are observed at lower ultrasound frequency, where more significant mass transfer enhancement is also observed. At frequency of 20 kHz, the overall volumetric mass transfer coefficient is improved by 22 times at the power density of 0.14 W/mL. Adding surfactant (SDS) in the liquid increases the amplitude of bubble oscillation due to the decrease of interfacial tension. Such an increase in the oscillation amplitude enlarges the specific surface area, leading to an increase in the overall volumetric mass transfer coefficient with the increase of surfactant concentration. The detailed effect that how gas–liquid mass transfer would be enhanced by ultrasound is quantified by a mass transfer model, which could predict both the liquid side mass transfer coefficient and the specific surface area satisfactorily.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
掐钰完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Ginkgo完成签到,获得积分10
2秒前
清秀送终完成签到,获得积分10
3秒前
幸福美满发布了新的文献求助10
4秒前
优雅的砖头完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
倩Q发布了新的文献求助10
5秒前
十一发布了新的文献求助10
5秒前
ZhangQ完成签到,获得积分10
6秒前
嘲鸫完成签到,获得积分10
7秒前
我是老大应助Ginkgo采纳,获得10
7秒前
7秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
7秒前
9秒前
12秒前
何以解忧发布了新的文献求助10
12秒前
感动芷珊完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
14秒前
SOL完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
科研通AI6应助十一采纳,获得150
16秒前
CodeCraft应助Juanjuan采纳,获得10
16秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
Augreen完成签到,获得积分10
16秒前
sai完成签到,获得积分10
17秒前
cui发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
20秒前
CodeCraft应助十三儿采纳,获得10
20秒前
传奇3应助酷酷的凡桃采纳,获得10
21秒前
小小王完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
酷波er应助能干的自中采纳,获得10
22秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
23秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
24秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得30
24秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 9000
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
Real World Research, 5th Edition 680
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 660
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5679606
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4992257
关于积分的说明 15170256
捐赠科研通 4839486
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2593346
邀请新用户注册赠送积分活动 1546500
关于科研通互助平台的介绍 1504594