Stoffübergangskoeffizient

Definition

<math>\beta = \frac{\dot{n}_\mathrm{A}}{A \Delta c_\mathrm{A}}</math>

mit:

<math>\dot{n}_\mathrm{A}</math>: Stoffmengenstrom in mol/s
<math>A</math>: effektive Stoffübertragungsfläche in m²
<math>\Delta c_\mathrm{A}</math>: Konzentrationsdifferenz in mol/m³.

Die Einheit von <math>\beta</math> entspricht einem Volumenstrom durch ein Oberflächenelement <math>\mathrm{m^3 / (s \cdot m^2)}</math> oder gekürzt <math>\mathrm{m/s}</math>.

Weitere Ausdrucksformen

Mittlerer Stoffübergangskoeffizient

Für eine ebene Platte (normal zur <math>y</math>-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 <math>y</math>-Richtung zu betrachten und es ergibt sich ein mittlerer Stoffübertragungskoeffizient

<math>\beta_\mathrm m = \frac{1}{L} \int_{0}^{L} \beta_\mathrm{lokal} \mathrm{d}x </math>

entlang der charakteristischen Länge <math>L</math>.<ref name=Baehr2010></ref> Bei dünnen Grenzschichten ist diese Argumentation auch auf andere Geometrien übertragbar.

Verhältnis aus tatsächlichem zu diffusiven Stoffübergang

Ein Maß für den tatsächlichen Stoffübergang im Verhältnis zum rein diffusiven Stoffübergang wird durch die Sherwood-Zahl <math>\mathit{Sh}</math> ausgedrückt. Diese ist wie folgt definiert<ref name=Mulder>Vorlage:Cite book/URL Vorlage:Cite book/Meldung2 Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung Vorlage:Cite book/Meldung</ref>

<math>\mathit{Sh} = \frac{\beta L}{D}</math>

mit:

<math>L</math>: charakteristische Länge
<math>D</math>: Diffusionskoeffizient

Siehe auch

Volumenbezogener Stoffübergangskoeffizient

Einzelnachweise