Der Stoffübergangskoeffizient (weitere Schreibweise , im amerikanischen Sprachraum auch ) ist ein Maß für einen pro Fläche übertragenen Volumenstrom. Er hängt von der Austauschfläche, dem Konzentrationsgradienten und dem Stoffmengenstrom ab.
Definition Bearbeiten
Der Stoffübergangskoeffizient ist eine Diffusionsgeschwindigkeitskonstante, die aus dem Stoffmengenstrom, der Stoffübertragungsfläche und der Konzentrationsdifferenz als Triebkraft berechnet werden kann
mit:
- : Stoffmengenstrom in mol/s
- : effektive Stoffübertragungsfläche in m2
- : Konzentrationsdifferenz in mol/m3.
Die Einheit von entspricht einem Volumenstrom durch ein Oberflächenelement oder gekürzt .
Weitere Ausdrucksformen Bearbeiten
Mittlerer Stoffübergangskoeffizient Bearbeiten
Für eine ebene Platte (normal zur -Achse) ist die Änderung des Konzentrationsprofils in der dünnen wandnahen Grenzschicht groß im Verhältnis zu den übrigen Koordinatenachsen. Dann genügt es nur die Diffusion in -Richtung zu betrachten und es ergibt sich ein mittlerer Stoffübertragungskoeffizient
entlang der charakteristischen Länge . Bei dünnen Grenzschichten ist diese Argumentation auch auf andere Geometrien übertragbar.
Verhältnis aus tatsächlichem zu diffusiven Stoffübergang Bearbeiten
Ein Maß für den tatsächlichen Stoffübergang im Verhältnis zum rein diffusiven Stoffübergang wird durch die Sherwood-Zahl ausgedrückt. Diese ist wie folgt definiert
mit:
Siehe auch Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ Hans Dieter Baehr und Karl Stephan: Wärme- und Stoffübertragung. Springer, Heidelberg 2010, ISBN 978-3-642-05500-3.
- J. D. Seader, Ernest J. Henley: Separation Process Principles. Wiley, New York, ISBN 0-471-58626-9.
- J. Mulder: Basic Principles of Membrane Technology. Springer, 1996, ISBN 978-0-7923-4247-2.