Diffusion in liquids can still be predicted only with high uncertainty due to the lack of sufficient experimental data. Diffusion experiments are complex and time-consuming. Furthermore, the concentration dependence of the diffusion coefficients requires usually several experiments even for binary mixtures. The possibility to extract this information from one short Raman diffusion experiment is explored here. A general identification framework is provided which does not require the a priori specification of a diffusion coefficient model structure but establishes the concentration dependence directly from the data. The methodology is used to determine the diffusion coefficient in the mixture ethyl acetate-cyclohexane in a wide concentration range.
in Wiley InterScience (www.interscience.wiley.com).Even though multicomponent mixtures are ubiquitous in mass transfer processes, mutual diffusion data in these systems are scarce. This is due to the fact that established diffusion measurements are laborious. In particular, several experiments are required to determine multicomponent diffusion coefficients at a single composition. In order to overcome these deficiencies, a diffusion experiment employing one-dimensional Raman spectroscopy is presented. Concentrations of the individual species are resolved with high spatial and temporal resolution during the diffusion process. In this work, it is shown that these data allow determining the ternary Fick diffusion matrix from a single isothermal diffusion experiment. The experimental procedure is further optimized using model-based experimental design techniques, where general design guidelines for diffusion experiments are derived. Thereby, precision of the diffusion measurements can be improved by an order of magnitude. The theoretical calculations are validated by experimental results for the system n-propanol þ 1-chlorobutane þ n-heptane.
aufwärtsgerichteter Strömung aus Stickstoff und wässerigen Lösungen mit Luviskol (Polyvinylpyrrolidon, Viskosität 1200 mPas) in einer Leitung DN50 verglichen worden. Die Massenstrom-Dichten und -Gasgehalte wurden bei den Messungen in den Bereichen von 100 ± 3500 kg/m 2 /s und 0 ± 25 % variiert.Erwartungsgemäû sind bei dieser Viskosität die Abweichungen bei der Berechnung des Druckabfalls nicht nur zwischen den Modellen sehr groû, sondern auch im Vergleich zu den gemessenen Werten. So weichen die gemessenen Druckdifferenzen zum Teil um weit mehr als 100 % von den berechneten Druckänderungen ab. Einen entscheidenden Anteil daran hat der geodätische Druckabfall. Dieser wird bestimmt durch den volumetrischen Gasgehalt in der Rohrleitung, der mit einer senkrecht zur Rohrachse verschobenen Gamma-Strahlungsquelle gemessen wurde. Wie man aus der Abbildung ersieht, nimmt der mittlere Gasghalt mit steigender Zähigkeit der Flüssigphase deutlich ab. Die Gasphase muss sich demnach zu schneller strömenden gröûeren Gasblasen zusammenschlieûen. Es wird versucht, diesen Vorgang mit einem theoretischen Modell zu erfassen. Ferner werden die Messdaten für Dampfgehalt und Druckverlust mit einigen Modellen aus der Literatur verglichen.Abbildung.
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