overføringskoeffisienter

Overføringskoefficienter er parametre, der kvantificerer hastigheden af overførsel af en størrelse gennem eller mellem medier ved en grænseflade. De beskriver forholdet mellem den drivende størrelse ( temperaturgradient for varme, koncentrationsgradient for masse, eller elektrisk potentiale for ladning) og den tilhørende flux gennem et eller flere grænsefladeområder. Koeficienterne giver mulighed for at sammenfatte komplekse transportprocesser i enkle modeller.

I varmeoverførsel anvendes typisk varmeoverføringskoefficienten h eller den samlede varmeoverførselskoefficient U. Fluxen kan beskrives ved q = h A (ΔT) eller mere generelt ved q = U A ΔT_l, hvor A er arealet og ΔT er den drivende temperaturforskel. I masseoverførsel betegnes den relevante koefficient ofte som k_m, og fluxen N_A gennem et område følger ofte N_A = k_m A (C1 − C2). I elektrochemie spiller overføringskoefficienten α en central rolle i hastighedsforhold som Tafel-ligningen, hvor elektrodepotentialets effekt på reaktionsraten inddrages gennem α F η / RT.

Disse koefficienter afhænger af temperatur, væskens hastighed, grænselagets tykkelse og grænsefladens tilstand, samt geometrien i systemet. De kan være funktioner af position og tid i dynamiske processer. Bestemmelse sker typisk gennem eksperimentelle målinger eller gennem korrelationer og simuleringer, der anlægger dimensionless tal som Nusselt (Nu), Sherwood (Sh), Reynolds (Re), Prandtl (Pr) og Schmidt (Sc) for at relatere koefficienterne til funktioner af operationelle parametre.

Anvendelser findes i varmevekslere, kemiske reaktorer, gas- og væsketransport, miljøteknik og elektroanalytiske celler, hvor overføringskoefficienterne muliggør forudsigelse af effekten af transportrater på systemets ydeevne.