massansiirtokerrointen

Massansiirtokerrointen käsite viittaa massansiirron määrääviin kerroimiin, joita käytetään kuvaamaan aineen siirtymistä kahden faasin rajalla. Ne mahdollistavat massan fluxin arvioinnin per pinta-ala ja per driving force, ja niillä voidaan kuvata sekä kaasun- että nesteen vaiheiden välistä siirtoa sekä monivaiheisia järjestelmiä. Yleisesti massansiirtokerroin k_m,A kertoo, kuinka nopeasti kappale A siirtyy rajapinnasta toiseen, ja flux N_A voidaan kirjoittaa esimerkiksi muodossa N_A = k_m,A (C_A,bulk − C_A,i), jossa C_A,bulk on siirrettävän aineen konsentraatio suuremmassa tai bulk-faasissa ja C_A,i sen interfacialinen arvo.

Massansiirtokerrointen käytössä erotetaan usein kaasun ja nesteen puoleiset k_m-arvot sekä kokonaiskerroin, joka hahmottaa koko järjestelmän vastukset. Esimerkiksi gas–liquid -järjestelmissä käytetään sekä yksittäisten faasien (k_G, k_L) että kokonaisvastusta kuvaavia k_GL:n kaltaisia arvoja. Massansiirtokerrointen arvoja voidaan pitää riippuvaisina hydrodynamiikasta, diffuusiosta, lämpötilasta, viskositeetista, tiheydestä sekä faasien ominaisuuksista ja geometrisista tekijöistä (kuten pakkas- tai ritiläsuhteista).

Arviointi ja hankinta: Massansiirtokerrointen arvot voidaan määrittää kokeellisesti massansiirron mittauksilla tai ne voidaan laskea erillismassansiirron pelkän viipan mukaan käyttämällä korrelaatioita, kuten Sherwood-numeroa (Sh = k_m L / D_AB) ja siihen liittyviä Re- ja Sc-numeroita. Käyttökohteita ovat muun muassa kaasunpoistot, haihdutus, absorptio, uutto sekä erilaiset erottelu- ja kuivatusprosessit.