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Die Sherwood-Zahl vergleicht konvektiven Stoffübergang mit molekularer Diffusion über eine charakteristische Länge.
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Formel
Sh dimensionslos; km in m/s; L in m; D in m2/s
| Symbol | Bedeutung | Einheit |
|---|---|---|
| Sherwood-Zahl | dimensionslos | |
| Stoffübergangskoeffizient | m/s | |
| Zur Stoffübergangskorrelation passende Länge | m | |
| Molekularer Diffusionskoeffizient | m2/s |
\mathrm{Sh}=\frac{k_mL}{D}Die Definition ist das Stofftransportanalogon der Nusselt-Zahl. Für km wird eine passende Korrelation in Abhängigkeit von Reynolds- und Schmidt-Zahl benötigt; Geometrie, Strömungszustand und Konzentrationsrandbedingungen sind entscheidend. Einheitenkonventionen für Stofffluss müssen mit der Definition von km übereinstimmen.
Die Definition ist das Stofftransportanalogon der Nusselt-Zahl. Für km wird eine passende Korrelation in Abhängigkeit von Reynolds- und Schmidt-Zahl benötigt; Geometrie, Strömungszustand und Konzentrationsrandbedingungen sind entscheidend. Einheitenkonventionen für Stofffluss müssen mit der Definition von km übereinstimmen.
Die Sherwood-Zahl vergleicht konvektiven Stoffübergang mit molekularer Diffusion über eine charakteristische Länge.
Grundgleichung für die Zielgröße
Bei Umstellungen Vorzeichen, Randbedingungen und Einheiten beibehalten.
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Sherwood-Zahl des konvektiven Stofftransports“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10.
Eine verwandte Größe mit gleicher Symbolschreibweise einsetzen.
Nutze Variablendefinitionen und prüfe: Sh dimensionslos; km in m/s; L in m; D in m2/s.
Formelcluster
Die Sherwood-Zahl vergleicht konvektiven Stoffübergang mit molekularer Diffusion über eine charakteristische Länge.
Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10.
Konvektiven Stoffübergang an Oberflächen und in Apparaten dimensionslos beschreiben.
Eine typische Aufgabe Schritt für Schritt: Sherwood-Zahl des konvektiven Stofftransports (Sh = kmL/D).
Aufgabe
Berechne das Zahlenbeispiel zu „Sherwood-Zahl des konvektiven Stofftransports“ und prüfe Einheit sowie Größenordnung.
Rechenweg
Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10.
Sh=kmL/D hat dieselbe Struktur wie Nu=hL/k. Der Stoffübergangskoeffizient übernimmt die Rolle des Wärmeübergangskoeffizienten, die Diffusivität die der Wärmeleitfähigkeit im dimensionslosen Vergleich. Die Analogie liefert jedoch keine automatische Gleichheit der Korrelationen. Select a mass-transfer coefficient and concentration-flux convention consistent with the correlation. Anwendungsbereich: Konvektiven Stoffübergang an Oberflächen und in Apparaten dimensionslos beschreiben. Das Zahlenbeispiel Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10 verankert die Aussage in einer konkreten Messsituation. Die Einheiten dazu sind Sh dimensionslos; km in m/s; L in m; D in m2/s. Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10. Das prüft, ob die Bezugsgrößen zusammenpassen.
Sc=ν/D vergleicht Impuls- mit Stoffdiffusion. Viele erzwungene Stoffübergangskorrelationen geben Sh als Funktion von Re und Sc an. Achte auf dieselbe Spezies, Temperatur und Konzentrationsbasis wie in der verwendeten Diffusivität und Korrelation. Select a mass-transfer coefficient and concentration-flux convention consistent with the correlation. Die Einheiten dazu sind Sh dimensionslos; km in m/s; L in m; D in m2/s. Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10. Das prüft, ob die Bezugsgrößen zusammenpassen. Geltungsbereich: Die Definition ist das Stofftransportanalogon der Nusselt-Zahl. Für km wird eine passende Korrelation in Abhängigkeit von Reynolds- und Schmidt-Zahl benötigt; Geometrie, Strömungszustand und Konzentrationsrandbedingungen sind entscheidend. Einheitenkonventionen für Stofffluss müssen mit der Definition von km übereinstimmen. Eine praktische Anwendung ist Konvektiven Stoffübergang an Oberflächen und in Apparaten dimensionslos beschreiben.
Zur Berechnung des Stoffflusses brauchst du zusätzlich eine treibende Konzentrationsdifferenz und ein Modell für den lokalen oder mittleren Stoffübergangskoeffizienten. Grenzflächenreaktionen, Mehrkomponentendiffusion und nichtideale Phasen können den einfachen Filmansatz ungültig machen. Select a mass-transfer coefficient and concentration-flux convention consistent with the correlation. Geltungsbereich: Die Definition ist das Stofftransportanalogon der Nusselt-Zahl. Für km wird eine passende Korrelation in Abhängigkeit von Reynolds- und Schmidt-Zahl benötigt; Geometrie, Strömungszustand und Konzentrationsrandbedingungen sind entscheidend. Einheitenkonventionen für Stofffluss müssen mit der Definition von km übereinstimmen. Eine praktische Anwendung ist Konvektiven Stoffübergang an Oberflächen und in Apparaten dimensionslos beschreiben.
Schreibe zuerst neben jeden Zahlenwert die Größe und Einheit aus der Variablenliste: Sh dimensionslos; km in m/s; L in m; D in m2/s. Setze erst ein, wenn die Werte in einem konsistenten Einheitensystem vorliegen, und notiere Vorzeichen oder Bezugsrichtung ausdrücklich. Das Beispiel Für km=0,002 m/s, L=0,05 m und D=1,0·10−5 m2/s ist Sh=10. bietet eine Rechenprobe: Endgröße, Einheit und Größenordnung müssen zur beschriebenen Situation passen. Runde erst nach den Zwischenrechnungen, damit kleine Beiträge nicht vorzeitig verschwinden. Select a mass-transfer coefficient and concentration-flux convention consistent with the correlation.
Der Hintergrund nennt als Ausgangspunkt: Die Definition ist das Stofftransportanalogon der Nusselt-Zahl. Für km wird eine passende Korrelation in Abhängigkeit von Reynolds- und. Das begrenzt, wann das Ergebnis als Fachmodell gelten darf. Vergleiche deshalb die Randbedingungen der Aufgabe mit dieser Voraussetzung, bevor du Zahlen einsetzt; reale Bauteile, Stoffwerte oder Belastungen können zusätzliche Effekte einbringen. MIT OpenCourseWare, Nano-to-Macro Transport Processes, mass-transfer dimensionless groups. belegt die verwendete Beziehung, ersetzt aber nicht die Prüfung, ob deine konkrete Situation innerhalb des Modells liegt. Select a mass-transfer coefficient and concentration-flux convention consistent with the correlation.
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