Im Zuge der vorliegenden Diplomarbeit wurde eine Versuchsanlage zur Durchführung von Stoffaustauschmessungen an Einzeltropfen konstruiert. Das Ziel der Diplomarbeit lag darin, anhand eines einfachen Stoffsystems die grundsätzlichen Stoffaustauschphänomene, die an Einzeltropfen auftreten, zu zeigen.
Die Konstruktion umfasste dabei die Planung und den Bau der Stoffaustauschsäule, sowie einer geeigneten Tropfenerzeugungs- und Tropfenabsaugvorrichtung. Bei der Inbetriebnahme der Anlage stand in erster Linie die Adaptierung des vorhandenen Messsystems im Vordergrund. Die Stoffaustauschsäule, deren Hauptkomponenten transparent ausgeführt sind, besitzt eine aktive Höhe von 1550 mm und einen Innendurchmesser von 90 mm. Entlang der Säule sind in regelmäßigen Abständen vier Messstellen angeordnet, an denen mit Hilfe einer Absaugtrichterkapillare die Dispersphasetropfen aus der Säule abgesaugt werden. Beim ausgewählten Stoffsystem handelte es sich um ein Dreistoff-System, mit Wasser als stationäre Phase, Shellsol-T als Dispersphase und Essigsäure als Stoffaustauschkomponente. Als Messsystem für die Stoffaustauschmessungen kam die sogenannte Kapillarabsaugtechnik zum Einsatz, wobei die Konzentration der Stoffaustausch-komponente optisch über Fluoreszenz gemessen wurde (Fluoreszanzfarbstoff: Coumarin6).
Die Stoffaustauschversuche zeigten, dass der Stoffübergangskoeffizient während der Tropfenbildung um etwa eine Zehnerpotenz größer ist als jener während des stationären Tropfenaufstieges (10-4 m/s bzw. 10-5 m/s). Eine deutliche tropfengrößenspezifische Abhängigkeit des zeitabhängigen Stoffübergangskoef-fizienten war in dem untersuchten Tropfengrößenbereich von 3 mm bis 5 mm nicht ersichtlich.