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Mass transfer under forced laminar and turbulent convection at horizontal plane plate electrodes

✍ Scribed by G. Wranglén; O. Nilsson


Publisher
Elsevier Science
Year
1962
Tongue
English
Weight
981 KB
Volume
7
Category
Article
ISSN
0013-4686

No coin nor oath required. For personal study only.

✦ Synopsis


Mass transfer at horizontal plane plate electrodes under forced laminar and turbulent convection is treated for the two cases: I. Uniform potential (limiting c.d.) and II. Uniform c.d. (normal electrolysis). Expressions are derived for the thickness 6, of the diffusion boundary layer, the limiting cd. and the concentration at the electrode surface. The results can be expressed as %iam = 0.331 x St9 x Reliz, N~II~~ = 0.417 x S+ x RP, Nur,turb = 0.143 X Sc'ls X Resf5, NUII,turb = 0.170 X Sc1i3 X Reals. Nu and Re are the local Nusselt's and Reynolds' numbers respectively and SC the Schmidt number. Factors expressing the influence of an inlet length in front of the electrode are also derived.

Experimental results on the electrodeposition of copper on a horizontal cathode in a cell of rectangular cross-section are reported. In the laminar range of flow the limiting c.d. is found to increase linearly with ReliZ and with a slightly greater slope than that calculated for a plane plate without side walls. At the transition to turbulent flow there occurs a sudden increase in the limiting c.d. The latter is an approximately linear function of R&l2 also in the turbulent range. The slope of the straight line is then considerably greater than what would be expected theoretically. This is probably due to the expected disturbing influence of the opposite wall and the side walls of the cell which is of greater importance in the turbulent than in the laminar range. Some practical implications of the results are discussed. Nu und Re sind die lokalen Nusselt'schen und Reynolds'schen Zahlen und SC die Schmidt'sche Zahl. Auch die Faktoren, die den Einfluss einer Einlaufstrecke vor den Elektroden ausdriicken, werden gegeben. Experimentelle Ergebnisse iiber die Abscheidung von K.upfer aus dem striimenden Elektrolyten an einer horizontalen Kathode in einer ZeUe von rechteckigem Quersclmitt werden bekanntgegeben. Wenn das Strijmungsbild laminar ist, nimmt die Grenzstromdichte geradlinig mit Re112 zu und zwar etwas stlrker als fiir eine ebene Platte ohne Seitenwln'de berechnet wurde. Bei Uebergang von laminarer zu turbulenter Strijmung tritt ein plijtzlicher Sprung in der Grenzstromdichte auf. Die letztere ist such fiir die turbulente StrGmung annlhernd eine lineare Funktion von R#.

Die Neigung der Gerade ist dann aber bedeutend grasser als theoretisch berechnet wurde.

Die Abweichung von den theoretischen Berechnungen beruht wahrscheinlich auf der StGrung durch die Zellenwgnde; diese ist von griisserer Bedeutung im turbulenten als im laminaren Gebiet. Einige praktische Folgerungen der Ergebnisse werden besprochen.


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