Mass transfer enhancement in a sinusoidal wavy channel for pulsatile flow

Abstract

 We report experimental work on mass transfer enhancement through pulsatile flow in an asymmetric channel under the laminar flow condition. Mass transfer experiments were carried out by the electrochemical method. The vortices dynamics were visualized both experimentally and numerically. The present results were compared with previous ones in the case of a symmetric channel with the same sinusoidal wavy walls. The mass transport enhancement factor for the asymmetric channel is found to be larger than that for the symmetric channel, for a wide range of flow parameters. This is a consequence of the specific fluid mixing induced by vortices dynamics. It is also confirmed that the Sherwood number for pulsatile flow can be expressed in terms of the Sherwood numbers for steady and oscillatory flows at large amplitude of fluid oscillation, for both channels.

Zusammenfassung

 Es wird über eine experimentelle Untersuchung zur Verstärkung des Stoffaustausches bei pulsierender Laminarströmung durch einen asymmetrischen Kanal berichtet, wobei die elektrochemische Methode zur Anwendung kam. Die Wirbeldynamik wurde experimentell und numerisch aufgeklärt. Beim Vergleich der Ergebnisse mit jenen aus früheren Versuchen an einem symmetrisch–sinusförmig berandeten Kanal zeigte sich, daß der Verstärkungsfaktor für den Stoffaustausch beim asymmetrischen Kanal in weiten Bereichen der Strömungsparameter größer ist als beim symmetrischen und zwar infolge der durch die Wirbeldynamik bewirkten Fluiddurchmischung. Es konnte ferner bestätigt werden, daß sich die Sherwood–Zahl für pulsierende Strömung bezüglich beider Kanalformen als Funktion der Sherwood–Zahlen für stationäre und für oszillierender Strömung bei hohen Amplituden der Fluidoszillation bestimmen läßt.