Massenübertragung ist die Nettobewegung der Masse von einer Position, gewöhnlich einen Strom, Phase, Bruchteil oder Bestandteil, zu einem anderen bedeutend. Massenübertragung kommt in vielen Prozessen, wie Absorption, Eindampfung, Adsorption, Trockner, Niederschlag, Membranenfiltrieren und Destillation vor. Massenübertragung wird durch verschiedene wissenschaftliche Disziplinen für verschiedene Prozesse und Mechanismen verwendet. Der Ausdruck wird in der Technik für physische Prozesse allgemein verwendet, die mit sich verbreitendem und convective Transport der chemischen Arten innerhalb von physischen Systemen verbunden sind.

Einige allgemeine Beispiele von Massenübertragungsprozessen sind die Eindampfung von Wasser von einem Teich bis die Atmosphäre, die Reinigung des Bluts in den Nieren und der Leber und der Destillation von Alkohol. In Industrieprozessen schließen Massenübertragungsoperationen Trennung von chemischen Bestandteilen in Destillationssäulen, Absorber wie scrubbers, adsorbers wie aktivierte Kohlenstoff-Betten und flüssig-flüssige Förderung ein. Massenübertragung wird häufig mit zusätzlichen Transportprozessen zum Beispiel in Industriekühltürmen verbunden. Diese Türme verbinden Wärmeübertragung zur Massenübertragung, indem sie heißem Wasser erlaubt wird, im Kontakt mit heißerer Luft zu fließen und zu verdampfen, weil es Hitze von der Luft absorbiert.

Astrophysik

In der Astrophysik ist Massenübertragung der Prozess, durch den Sache, die Gravitations-zu einem Körper, gewöhnlich ein Stern gebunden ist, seinen Lappen von Roche füllt und Gravitations-gebunden zu einem zweiten Körper, gewöhnlich ein Kompaktgegenstand (weißer Zwerg, Neutronenstern oder schwarzes Loch) wird, und schließlich darauf anwachsen lassen wird. Es ist ein allgemeines Phänomen in binären Systemen, und kann eine wichtige Rolle in einigen Typen von supernovae und Pulsars spielen.

Chemische Technik

Massenübertragung findet umfassende Anwendung in chemischen Technikproblemen. Es wird in Reaktionstechnik, Trennungstechnik, Wärmeübertragungstechnik und vielen anderen Subdisziplinen der chemischen Technik verwendet.

Die treibende Kraft für die Massenübertragung ist normalerweise ein Unterschied im chemischen Potenzial, wenn es definiert werden kann, obwohl sich andere thermodynamische Anstiege zum Fluss der Masse paaren und es ebenso steuern können. Eine chemische Art bewegt sich von Gebieten des hohen chemischen Potenzials zu Gebieten des niedrigen chemischen Potenzials. So wird das maximale theoretische Ausmaß einer gegebenen Massenübertragung normalerweise durch den Punkt bestimmt, an dem das chemische Potenzial gleichförmig ist. Für einzelne Phase-Systeme übersetzt das gewöhnlich zur gleichförmigen Konzentration überall in der Phase, während für mehrphasige Systeme chemische Arten häufig eine Phase über andere bevorzugen und ein gleichförmiges chemisches Potenzial nur erreichen werden, als die meisten chemischen Arten mit der bevorzugten Phase, als in der flüssig-flüssigen Förderung vereinigt worden sind.

Während thermodynamisches Gleichgewicht das theoretische Ausmaß einer gegebenen Massenübertragungsoperation bestimmt, wird die wirkliche Rate der Massenübertragung von zusätzlichen Faktoren einschließlich der Fluss-Muster innerhalb des Systems und des diffusivities der Arten in jeder Phase abhängen. Diese Rate kann durch die Berechnung und Anwendung von Massenübertragungskoeffizienten für einen gesamten Prozess gemessen werden. Diese Massenübertragungskoeffizienten werden normalerweise in Bezug auf ohne Dimension Zahlen, häufig einschließlich Zahlen von Péclet, Zahlen von Reynolds, Zahlen von Sherwood und Zahlen von Schmidt, unter anderen veröffentlicht.

Analogien zwischen der Hitze, Masse und Schwung-Übertragung

Es gibt bemerkenswerte Ähnlichkeiten in den allgemein verwendeten ungefähren Differenzialgleichungen für den Schwung, die Hitze und die Massenübertragung. Die molekularen Übertragungsgleichungen des Newtonschen Gesetzes für den flüssigen Schwung an der niedrigen Zahl von Reynolds (Schürt Fluss), dem Gesetz von Fourier für die Hitze und dem Gesetz von Fick für die Masse sind sehr ähnlich, da sie alle geradlinigen Annäherungen an den Transport von erhaltenen Mengen in einem Fluss-Feld sind. An der höheren Zahl von Reynolds, der Analogie zwischen Masse und Wärmeübertragungs- und Schwung-Übertragung wird weniger nützlich wegen der Nichtlinearität Navier-schürt Gleichung (oder mehr im Wesentlichen, die allgemeine Schwung-Bewahrungsgleichung), aber die Analogie zwischen Hitze und Massenübertragung bleibt gut. Sehr viel Anstrengung ist sich entwickelnden Analogien unter diesen drei Transportprozessen gewidmet worden, um Vorhersage von einer von einigen von anderen zu erlauben.

Siehe auch

• Kristallwachstum
• Wärmeübertragung
• Die Gesetze von Fick der Verbreitung
• Destillationssäule
• Methode von McCabe-Thiele
• Mit dem Dampf flüssiges Gleichgewicht
• Flüssig-flüssige Förderung
• Trennungsprozess
• Binärer Stern
• Typ Ia Supernova
• Zunahme (Astrophysik)