masseforflyttinger

Masseforflyttinger refererer til prosesser der masse av et stoff flyttes fra et sted til et annet. Dette skjer i naturen og i tekniske systemer og drives av forskjeller i konsentrasjon, trykk eller kjemisk potensial mellom områder. Hovedmekanismer er diffusjon, konveksjon (adveksjon) og permeasjon, samt transport over fasegrenser.

Diffusjon er spredning av partikler som følger termisk bevegelse, fra områder med høy konsentrasjon til lavere konsentrasjon. I kontinuerlige systemer beskrives diffusjon ofte med Ficks lover: første lov knytter massefluks til konsentrasjonsgradienten, mens den andre loven gir tidsutviklingen av konsentrasjonen. Diffusjon dominerer ofte ved små lengder og i stillestående medier.

Konveksjon eller adveksjon innebærer transport av masse med bulkflyt av væske eller gass. Dette kan være naturlig (variasjon i strømning) eller induced av pumper og ventilasjon. Den totale massetransporten er summen av diffusivt og konvektivt bidrag og beskrives ofte med masstransportkoeffisienter og en drivkraft, for eksempel konsentrasjonsdifferansen.

Permeasjon og osmotisk transport omfatter bevegelse gjennom membraner eller porøse medier, drevet av kjemisk potensialforskjeller. Fluxen avhenger av membranens permeabilitet og flatearealet som massen passerer gjennom.

Anvendelser og relevans inkluderer kjemisk industri (destillasjon, absorpsjon, ekstraksjon), miljøteknikk (diffusjon av forurensninger i jord og grunnvann) og fysiologi (gassutveksling i lungene, næringstransport i blodet). Dimensjonalt brukes ofte Sherwood-, Reynolds- og Schmidt-tall for å karakterisere forholdet mellom konveksjon og diffusjon.