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Stoffübergang

Kriteriengleichungen

Die Größe β ist von den hydrodynamischen Bedingungen abhängig, die durch die Relativgeschwindigkeit zwischen aufgewirbelten Feststoffteilchen und umgebendem Gas bestimmt werden.

Diese Geschwindigkeit ist praktisch nicht zu ermitteln. Aus diesem Grund wird bei der Berechnung auf dimensionslose Parameter zurückgegriffen. In der den Stoffübergang beschreibenden Kriteriengleichung sind die Sherwood- (Sh), die Schmidt- (Sc) und die Reynolds-Zahl (Re) enthalten.

Beispielhaft für ein kugelförmiges Feststoffteilchen gilt die empirische Beziehung:

Sh = 1,9 R e 1 2 S c 1 3
Sherwood-Zahl
Gibt das Verhältnis von Stoffübergangsstrom zu Diffusionsstrom an. Sh = β d P D 1,2 L
Schmidt-Zahl
Stellt den Quotienten aus kinematischer Viskosität und Diffusionskoeffizienten dar. Sc = ν D 1,2 L
Reynolds-Zahl
Stellt das Verhältnis von Trägheitskraft zur inneren Reibung dar. Re = ω d P ν

Der Stoffübergangskoeffizient β kann nun durch Umstellung der Kriteriengleichung ermittelt werden:

β = 1,9 D 1,2 L d P ( ω d P ν ) 1 2 ( ν D 1,2 L ) 1 3
Tab.1
Legende
SymbolBeschreibungEinheit
vKinematische Viskosität m 2 s -1
LCharakteristische Längem
D 1,2 L Diffusionskoeffizient m 2 s -1
ωGeschwindigkeitm s -1

Literatur

Schmidt, V.: Elektrochemische Verfahrenstechnik. Wiley-VCH, ISBN: 978-3-527-29958-4
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