Heinz Brauer. Stoffaustausch Einschließlich chemischer Reaktionen.pdf


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Vorwort

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beiden Lehren ist nur in sehr begrenztem Rahmen möglich und daher praktisch
wenig sinnvoll. Das läßt sich unter anderem auch daraus erkennen, daß sich die
Apparate für den Stoffaustausch im allgemeinen hinsichtlich ihrer Formen ganz
erheblich von denen für den Wärmeaustausch unterscheiden. Während der
Wärmeaustausch ohne gleichzeitigen Stoffaustausch technisch einen sehr bedeutsamen Vorgang für sich darstellt, ist der Stoffaustausch in den meisten technisch wichtigen Anwendungsfällen mit einem gleichzeitig auftretenden Wärmeaustausch verbunden. Aus diesem Grunde werden, soweit das möglich ist, aus
den Stoffaustauschgesetzen die jeweils analogen Wärmeaustauschgesetze hergeleitet.
Das Buch besteht aus 6 Teilen. Der erste Teil enthält die allgemeinen Grundlagen
des Impuls-, Energie- und Stofftransportes. Darunter werden die für die Transportvorgänge wichtigen Transportgleichungen, die zur Beschreibung von Geschwindigkeits-, Temperatur- und Konzentrationsfeldern erforderlichen Differentialgleichungen sowie die Analogie von Impuls-, Energie- und Stofftransport verstanden.
Im zweiten Teil des Buches, der die Kapitel 4 und 5 umfaßt, werden einige Beispiele für die Diffusion in ruhenden Medien behandelt. Auf eine vollständigere
Behandlung der Diffusion in ruhenden Medien wurde bewußt verzichtet. Hierzu
bedürfte es sicherlich eines eigenen Buches. Der Hauptgegenstand des Buches
sollte die Diffusion in strömenden Medien sein. Die meisten Beispiele für die Diffusion in ruhenden Medien wurden daher so ausgewählt, daß sie in engem Zusammenhang mit der Diffusion in strömenden Medien stehen.
Die Teile III und IV mit den Kapiteln 6 bis 10 sind dem Stofftransport an den Oberflächen umströmter und durchströmter Körper gewidmet. Als Beispiele für die
umströmten Körper wurden die Platte, der Zylinder und die Kugel herangezogen.
Sie lassen sich als Grundformen der umströmten Körper ansehen, aus denen sich
andere technisch wichtige Körper entwickeln lassen. Die Behandlung einfacher
und gekoppelter Diffusionsvorgänge am Beispiel dieser Grundformen schien daher besonders lehrreich zu sein. Als durchströmte Körper wurde das Rohr sowie
die ruhende Füllkörperschicht und die Wirbelschicht ausgewählt.
Die in Teil II und III des Buches behandelten Diffusionsvorgänge verlaufen in
jeweils einphasigen Systemen. Technisch ebenso bedeutsam ist die Diffusion in
zweiphasigen Systemen. Hierunter werden in diesem Buch nur solche Systeme
verstanden, die aus zwei fluiden Phasen bestehen. Zur Vorbereitung der Behandlung des Stofftransportes durch die Grenzflächen zwischen fluiden Phasen werden
in Kapitel 11 einige zusätzliche Grundlagen zusammengefaßt.
In den Kapiteln 12 bis 14, die den V. Teil des Buches bilden, wird der Stofftransport durch die drei Grundformen der Pha:sengrenzflächen behandelt. Diese Grundformen werden durch Flüssigkeitsfilme, Flüssigkeitsstrahlen sowie Blasen und
Tropfen erzeugt. Der Stofftransport durch die Grenzflächen von Blasen und
Tropfen ist stets instationär.
Im letzten, dem VI. Teil des Buches wird der Stofftransport in Boden- und Füllkörperkolonnen in einer einführenden Form abgehandelt.