Effect of surfactant lengths on gas-liquid oxygen mass transfer from a single rising bubble

Autor: Gaelle Lebrun, Sanae Benaissa, Claude Le Men, Véronique Pimienta, Nicolas Dietrich, Gilles Hébrard
Přispěvatelé: Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), ANR-17-CE06-0001,MAMOTHS,Etude du Transfert de MAtière gaz/liquide en Milieux Micro-structuré pour l'Optimisation de la gestion de TensioactifS.(2017), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Chemical Engineering Science
Chemical Engineering Science, Elsevier, 2022, 247, ⟨10.1016/j.ces.2021.117102⟩
Chemical Engineering Science, 2022, 247, ⟨10.1016/j.ces.2021.117102⟩
ISSN: 0009-2509
Popis: International audience; This work is an experimental investigation of the effect of the nature of surfactants on oxygen mass transfer. The study focuses on three cationic surfactants with different hydrophobic chain lengths, and four nonionic surfactants with different hydrophilic chain lengths. Equilibrium adsorption isotherms are calculated for each surfactant from experimental values of surface tension in static conditions. Surfactant solutions at concentrations between 2.5×10-8 and 5×10-3 mol/L were prepared and oxygen transfer from millimetric air bubbles (between 0.82 and 1.08 mm) was measured by Planar Laser Induced Fluorescence with Inhibition (PLIF-I). When the bulk concentration of surfactant was increased, results showed a sharp decrease of bubble velocity, in the range of 283-75 mm/s, and of liquid-side mass transfer coefficient, in the range of 5.6 ×10-4-0.4 ×10-4 m/s. This effect was observed for all surfactants studied. However, the length of the hydrophilic chain did not appear to affect the hydrodynamics of the rising bubble or the oxygen transfer at the same bulk concentration. Furthermore, for the same bulk concentration, increasing the hydrophobic chain length had an impact on the velocity and the mass transfer coefficient of oxygen. Finally, the Sherwood number was calculated in each medium and compared with classical correlations for gas-liquid mass transfer prediction. Those correlations seemed to reach a limit for a very concentrated medium.
Databáze: OpenAIRE
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