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研究生: 洪逸霖
Yi-Lin Hung
論文名稱: 界劑擴散行為之形狀效應
The Effect of Bubble Shape on Surfactant Diffusion
指導教授: 林析右
Shi-Yow,Lin
口試委員: 陳立仁
Li-Jen Chen
陳崇賢
Chorng-Shyan Chern
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 化學工程系
Department of Chemical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 83
中文關鍵詞: 理論模擬界劑吸附
外文關鍵詞: dynamics surface tension, finite element model
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  • 本實驗室利用影像數位化懸掛氣泡表面張力測量儀,量測氣-液界面間的動態與平衡表面張力,再經由平衡表面張力γ(C)計算獲得吸附恆溫線Frumkin isotherm理論模式之最適化參數,以傳統球狀氣泡模型(classical spherical model )來討論界劑吸附至氣泡表面的動態表面張力變化,並模擬出的擴散係數,但真實系統尚須考慮到針頭之存在與懸掛氣泡之真實氣-液界面。本研究使用CSM系統之最佳參數和擴散係數,再以懸掛氣泡之有限元素模擬模型(pendant bubble finite element model)進一步探討針頭效應與真實氣泡的形狀效應對動態表面張力變化之影響。


    This laboratory uses pendant bubble tensiometer, measures the dynamics and equilibrium surface tension among the interface of the gas-liquid, and calculates to get the Frumkin isotherm theorem model and the best parameter by the equilibrium surface tensionγ(C), then uses the classical spherical model to discuss the surfactant adsorbs to the bubble and dynamics surface tension, and simulates the diffusion coefficient, but real system needs to think the needle effect and pendant bubble among the real interface of the gas-liquid. In this research, use the best parameter and diffusion coefficient of CSM system, and use the pendant bubble finite element model to study the needle and the shape of bubble influence with dynamics surface tension again.

    中文摘要 I 英文摘要 II 目錄 III 表目錄 V 圖目錄 VI 第一章 界面活性劑 1 1.1界面活性劑的性質 1 1.2界面活性劑的分類 1 1.3界面活性劑的應用 1 第二章 理論基礎 3 2.1界劑分子質傳行為的描述 3 2.2傳統球狀氣泡模型(classical spherical model) 3 2.2.1界劑分子在溶液中的擴散行為 3 2.2.2吸、脫附程序 4 2.2.3界面張力與濃度 7 2.3懸垂氣泡法 8 2.3.1懸垂氣泡法 8 2.3.2理論模擬模式之參數決定 10 2.4 3D氣泡有限元素模型 11 2.4.1針頭效應 11 2.4.2形狀效應 11 2.4.3 3D系統質傳理論 12 2.5 研究方法 13 2.4.1研究動機 13 2.4.2 3D系統的簡化 13 2.4.3有限元素模擬模型 14 第三章 建立與驗證有限元素理論模擬流程 16 3.1介紹理論模擬架構 16 3.1.1建立球狀氣泡模型 16 3.1.2相關條件設定 17 3.2有限元素理論模擬之驗證與測試 16 3.2.1氣泡表面元素大小的探討 18 3.2.2與3D球狀氣泡檢驗之結果 18 第四章 模擬結果與討論 19 4.1懸掛氣泡模型 19 4.1.1建立懸掛氣泡模型 19 4.1.2 Frumkin model的參數設定 19 4.1.3氣-液界面( )示意圖 20 4.2針頭效應(needle effect)之模擬與討論 20 4.2.1針頭效應模擬 20 4.2.2針頭效應結果討論 21 4.3 Frunkin model之形狀效應(shape effect)模擬與討論 24 4.3.1形狀效應模擬 24 4.3.2形狀效應結果與討論 24 4.4擴散係數之差異 27 4.4.1擴散係數偏差比例(D*)定義與結果 27 4.4.2探討擴散係數差異 28 4.4.3探討擴散係數差異的結果與討論 31 第五章 總結與建議 32 5.1總結 32 5.2模擬應用與建議 32 參考文獻 33

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