Experimentelle Untersuchungen doppelt diffusiver Konvektion im Finger-Regime

Abstract

Elektrochemisch wird zwischen der oberen und unteren Platte einer elektrolytischen Kupfersulfat-Zelle eine destabilisierende Konzentrationsdifferenz angelegt und erhalten. Die resultierende Strömung ist analog zur Rayleigh-B6#233;nard-Konvection großer Prandtl-Zahlen. Zusätzlich wird ein stabilisierender Temperaturgradient dazugeschaltet. Selbst für thermische Auftriebskräfte, die zwei Größenordnungen kleiner als die chemischen sind, sorgt der stabilisierende Einfluss der Temperatur für ein grundsätzlich anderes Strömungsbild: in allen Fällen bilden sich Salzfinger aus. Diese Salzfinger-Strömung ist unabhängig von der Zellhöhe und wird nur durch die Konzentrationsdifferenz zwischen oberer und unterer Platte sowie durch den Temperaturgradienten beeinflusst. Skalierungsgesetze für die Fingerdicke, die Strömungsgeschwindigkeit und den Massentransport werden gegeben und mit weiteren Strömungseigenschaften diskutiert.