overføringsprosesser

Overføringsprosesser er prosesser der en størrelse flytter seg fra ett sted til et annet som følge av drivkrefter som temperaturforskjeller, konsentrasjonsforskjeller eller hastighetsgradienter mellom medier. Begrepet omfatter varme-, masse- og momentumoverføring og er sentralt i kjemisk og prosessingeniørfag, miljøteknikk, biovitenskap og materialteknologi.

Hovedmekanismer er:

- Varmeoverføring: konduksjon og konveksjon. Fouriers lov beskriver varmestrømmen q = -k ∇T.

- Masseoverføring: diffusjon og adveksjon. Ficks første lov J = -D ∇C; i praksis kombineres diffusjon med bulkbevegelse av fluidet (adveksjon).

- Momentumoverføring: viskositet i væsker og gasser. Newtons viskøse forhold beskriver forholdet mellom shear-stress og velocity gradient: τ = μ ∂u/∂y.

I praksis skjer overføring ofte i grenselag ved grenseflater, og ved flerfase-systemer er interfacial transport viktig. For design og analyse brukes overføringskoeffisienter og korresponderende enheter. Dimensjonelle tall som Nusselt for varme, Sherwood for masse, Reynolds for strømning, og Peclet for forholdet mellom adveksjon og diffusjon er sentrale ved skaleringsstudier og teknisk design.

Anvendelser inkluderer varmevekslere, tørkeprosesser, gassutveksling og oksygenering i bioprosesser, separasjonsprosesser i kjemisk industri, og miljøanalyser. Utfordringer inkluderer flerfase og faseoverganger, grenseflatefenomener, turbulente områder og oppskalering fra laboratorium til industri.