Untersuchungen zur Flüssigkeits-Gastrennung und Diffusion unter Anwendung poröser Medien bei kompensierter Gravitation (PhaDi)

abstract

Im Rahmen des Vorhabens werden Untersuchungen zur Flüssigkeits-Gastrennung und zur Diffusion unter Anwendung poröser Medien unter kompensierter Gravitation vorgeschlagen. Die Untersuchungen dienen zum einen der Verbesserung des Verständnisses der Separation von Phasen ohne Nutzung der Schwerkraft. Dazu werden die Eigenschaften eines porösen Mediums ausgenutzt, für eine flüssige Phase (bestehend aus der Komponente A mit gelösten Anteilen der Komponente B) permeabel, gegen eine Gasphase (bestehend aus der Komponente B und einer dem Partialdruck entsprechenden Dampfmenge der Komponente A) aber impermeabel zu sein. Ein spezielles Design des porösen Mediums hinsichtlich seiner Porengröße, seiner Permeabilität und seines Blasendurchbruchsdrucks sowie seines Benetzungsverhaltens ist vorgesehen. Dessen Materialauswahl (metallisch oder nicht-metallisch) ist Gegenstand des Vorhabens, um den Prozess der Phasentrennung optimal auszuführen.

Die Ergebnisse eines sehr erfolgreichen Raumstationsexperimentes (Capillary Channel Flows = CCF) sowie die vorhandene Hardware des Engineering Modules (EM) und der Fallkapselinfrastruktur, die für die Vorbereitung des Weltraumexperimentes verwendet wurde, sollen genutzt werden, um die Flüssigkeits-Gastrennung schwerkraftunabhängig zu untersuchen.

• [1] P. Bronowicki, P. Canfield, A. Grah and M. E. Dreyer, Free surfaces in open capillary channels - Parallel plates, Phys. Fluids, 27 (2015), pp. 1–21.
• [2] P. J. Canfield, P. M. Bronowicki, Y. Chen, L. Kiewidt, A. Grah, J. Klatte, R. Jenson, W. Blackmore, M. M. Weislogel and M. E. Dreyer, The Capillary channel flow experiments on the International Space Station: Experiment set-up and first results, Exp. Fluids, 54 (2013), pp. 1–14.
• [3] M. Conrath, P. J. Canfield, P. M. Bronowicki, M. E. Dreyer, M. M. Weislogel and A. Grah, Capillary channel flow experiments aboard the International Space Station, Phys. Rev. E, 88 (2013), pp. 1–8.
• [4] M. Conrath and M. E. Dreyer, Gas breakthrough at a porous screen, Int. J. Multiphas. Flow, 42 (2012), pp. 29–41.
• [5] M. Conrath, N. Fries, M. Zhang and M. E. Dreyer, Radial Capillary Transport from an Infinite Reservoir, Transport Porous Med., 84 (2010), pp. 109–132.

experiment year: 2018
number of drops: 24