massöverföring

Massöverföring är processen där massa flyttar från en plats till en annan, vanligtvis mellan olika faser eller regioner i ett system. Den drivs av skillnader i kemisk potential, koncentration eller partialtryck och uppträder i såväl stillastående medier som i strömmande flöden. Inom kemi- och processingenjörsvetenskapen är massöverföring ett grundläggande begrepp i separationer, absorption, uttorkning och reaktioner där flera faser är inblandade.

De viktigaste mekanismerna är diffusion och konvektion. Diffusion följer Ficks första lag: J_i = -D_i ∇C_i, där D_i är diffusionskoefficienten. Den tidsberoende utvecklingen beskriver ∂C_i/∂t = D_i ∇²C_i i enkla fall. När vätskor är i rörelse tillförs konvektion i massöverföringsekvationen: ∂C/∂t + v·∇C = D ∇²C. I system med flera faser används interfasöverföring med massöverföringskoefficienter, t.ex. k_L och k_G, samt distributions- eller partitionstal mellan faserna.

Drivkrafter och gränsflöden: koncentationsskillnader eller kemisk potential och partialtryck driver massflöden över gränser. För interfasöverföring används ofta fluxen N_A = k_L a (C_A,interface − C_A,bulk). I gas–vätskeövergång och mellan immiscible faser kan Henrys lag och distributionskoefficienter beskriva hur mycket som överförs till respektive fas.

Användningar och relaterade begrepp: i industrin används massöverföring i destillations- och extraktionsprocesser, absorption, torkning och avgasning. I miljövetenskap och biologiska system studeras ofta diffusion i vävnader, respiration och spridning av föroreningar i jord och vatten. Vanliga mått inkluderar diffusionskoefficienten D, massöverföringskoefficienten k och dimensioner som Sherwood-tal Sh = kL/D för att sammanfatta överföringens styrka.

---