Coeficientul schimbului de materii

În contextul fenomenelor de transport (și în special al schimbului de materie ), coeficientul de schimb de materie reprezintă o constantă de viteză referită la procesele de difuzie a materiei.

Coeficientul de schimb de materiale este definit ca:

d_{m}=c_{\text{tot}}{\mathcal {D}}_{m}

{\ displaystyle d_ {m} = c _ {\ text {tot}} {\ mathcal {D}} _ {m}}

{\ displaystyle d_ {m} = c _ {\ text {tot}} {\ mathcal {D}} _ {m}}

unde este:

${\mathcal {D}}_{m}$ ${\ displaystyle {\ mathcal {D}} _ {m}}$ ${\ displaystyle {\ mathcal {D}} _ {m}}$ este difuzivitatea materiei, exprimată în m ² / s
' $c_{\text{tot}}$ ${\ displaystyle c _ {\ text {tot}}}$ ${\ displaystyle c _ {\ text {tot}}}$ este concentrația totală a sistemului, în mol / m ³ .

Prin urmare, prin legea lui Fick , densitatea curentă a materiei este înțeleasă ca:

\mathbf {J} _{n}=d_{n}\nabla x_{i}

{\ displaystyle \ mathbf {J} _ {n} = d_ {n} \ nabla x_ {i}}

{\ displaystyle \ mathbf {J} _ {n} = d_ {n} \ nabla x_ {i}}

in care:

$\nabla x_{i}$ ${\ displaystyle \ nabla x_ {i}}$ ${\ displaystyle \ nabla x_ {i}}$ este gradientul fracției molare

Aplicații

Coeficientul de schimb al materiei poate fi utilizat pentru a cuantifica efectele transferului de masă prin doi pași , de exemplu:

transferul unei componente dintr-o fază gazoasă într-o fază lichidă ( absorbție gaz-lichid ) sau dintr-un lichid într-o fază gazoasă ( stripare )
transferul unei componente dintr-o fază fluidă pe suprafața unui solid poros ( adsorbție ) sau de pe suprafața unui solid poros într-o fază fluidă (regenerarea unui catalizator ).

Pornind de la cunoașterea coeficientului de schimb de materiale, este posibil să se efectueze dimensionarea și verificarea echipamentelor chimice utilizate pentru efectuarea unei operațiuni unitare specifice. ^[1]

Notă

^ „Dimensionare” se referă la proiectarea echipamentelor care nu există încă, în timp ce „verificarea” se referă la proiectarea echipamentelor existente. Operațiunea de verificare poate avea loc, de exemplu, în cazul în care au avut loc sau trebuie să apară modificări care afectează condițiile de operare ale procesului.

Elemente conexe

Schimb de materii

Portalul chimiei

Portalul de fizică

Portal de inginerie

[1] „Dimensionare” se referă la proiectarea echipamentelor care nu există încă, în timp ce „verificarea” se referă la proiectarea echipamentelor existente. Operațiunea de verificare poate avea loc, de exemplu, în cazul în care au avut loc sau trebuie să apară modificări care afectează condițiile de operare ale procesului.

[1]