„Eddy-Diffusion“ – Versionsunterschied
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Unter '''Eddy-Diffusion''' oder '''Eddy-Dispersion''' versteht man den Prozess durch den Substanzen in der [[Atmosphäre]] oder jedem [[fluid]]em Systemen durch Wirbelbewegung vermischt werden.<ref name="Gold Book">{{Gold Book|eddy dispersion (diffusion)|E01889|Version=2.1.5}}</ref> Im Deutschen wird neben dem Begriff Eddy-Diffusion auch Wirbeldiffusion<ref name="Otto">{{BibISBN/978-3-527-31416-4|Seite=443}}</ref> oder Streudiffusion<ref name="Gey">{{BibISBN/978-3-540-73803-9|Seite=95}}</ref><ref name="Schwedt">{{BibISBN/978-3-527-31206-1|Seite=385}}</ref> verwendet. |
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In der [[Chromatographie]] beschreibt die Eddy-Diffusion den ersten Teil der [[Van-Deemter-Gleichung]]. Sie liefert einen Beitrag zur Bandenverbreiterung durch ungleichmäßige Substanzwanderung innerhalb einer mit ungleichförmig großen Teilchen gepackten Säule.<ref name="Schwedt" /> Die Probenmoleküle wandern nicht linear, sondern "zick-zack" auf unterschiedlichem Wege durch das Trennbett. Der Beitrag der Eddy-Diffusion ist unabhängig von der linearen Strömungsgeschwindigkeit der mobilen Phase.<ref name="Gey" /> |
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Bilden sich in einem strömenden Medium [[Wirbel_(Strömungslehre)|Wirbel]] aus, so werden Fluidpakete, auch Eddy (engl. 'Wirbel hinter einem Hindernis') oder Blob (engl. 'Klumpen') genannt, verformt, vermischt und auf unterschiedlichen Wegen weiterbefördert. Dieses Phänomen ist die Hauptursache für die Verteilung von Schadstoffen in der unteren [[Atmosphäre]]. In der [[Chromatografie]], hauptsächlich der [[Flüssigchromatografie|HPLC]], verursachen pulsierende Medien eine [[Halbwertsbreite#Peakverbreiterung|Peakverbreiterung]] durch turbulente Diffusion. Dieses Phänomen ist abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, da sie die Wirbelausbildung beeinflusst. |
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| ⚫ | In der Strömungslehre versteht man die Ausbreitung oder Verteilung eines Stoffes in einem strömenden Fluid durch [[Turbulenz|turbulente]] Vermischung. Im Gegensatz zur molekularen [[Diffusion]] erfolgt die Wirbeldiffusion wesentlich schneller. Ein veranschaulichendes Beispiel ist eine Tasse Kaffee mit einem Stück Würfelzucker. Selbst wenn der Zucker sich relativ schnell auflöst, dauert es Stunden bis Tage, bis sich der Zucker durch Diffusion in der Tasse verteilt. Einmal Umrühren bewerkstelligt das gleiche durch Verwirbelung in Sekunden.<ref>[http://www-pord.ucsd.edu/~wryoung/GFD_Lect/eddyDiffChpt.pdf Geophysical Fluid Dynamics: Eddy Diffusion] (in Englischer Sprache)</ref> |
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Strömt ein Fluid durch eine feste poröse Matrix oder ein Festbett, so bestehen mehrere Wege unterschiedlicher Länge und unterschiedlichem Strömungswiderstand zwischen einer Quelle und einem Ziel. Gedachte Fluidpakete wandern daher mit unterschiedlicher Geschwindigkeit auf unterschiedlichen Wegen durch das Festbett. In Summe kommt es zu einem Konzentrationsausgleich in Strömungsrichtung. Dieses Phänomen verursacht in der Chromatografie mit gepackten Säulen eine geschwindigkeitsunabhängige Peakverbreiterung. Durch Variation der Stömungsgeschwindigkeit lässt sich der Einfluss der Mehrwegsdiffusion bestimmen. |
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== Einzelnachweise == |
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Prinzipiell kann man die turbulente Vermischung auch als Mehrwegsdiffusion ansehen, da sich durch Wirbelbildung gedachte Fluidpakete auf unterschiedlichen Wegen in Stömungsrichtung bewegen. Bei "zufallsverteilten" Störungen bilden sich im Idealfall wie bei der molekularen Diffusion glockenförmige Verteilungen (Gaußkurve) aus. Die turbulente Vermischung kann dann analog der molekularen Diffusion aber mit um Größenordnungen höherem [[Diffusionskoeffizient]]en berechnet werden. |
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* [http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/3/anc/croma/chromatographie_grundlagen.vlu/Page/vsc/de/ch/3/anc/croma/basics/saulen_chr/deemter/anschaul/van_deemter_anim57000te0300.vscml.html Chemgapedia: Prozesse der Bandenverbreiterung] (mit Animation) |
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[[Kategorie:Turbulente Strömung]] |
[[Kategorie:Turbulente Strömung]] |
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Version vom 25. April 2010, 17:40 Uhr
Unter Eddy-Diffusion oder Eddy-Dispersion versteht man den Prozess durch den Substanzen in der Atmosphäre oder jedem fluidem Systemen durch Wirbelbewegung vermischt werden.[1] Im Deutschen wird neben dem Begriff Eddy-Diffusion auch Wirbeldiffusion[2] oder Streudiffusion[3][4] verwendet.
Chromatographie
In der Chromatographie beschreibt die Eddy-Diffusion den ersten Teil der Van-Deemter-Gleichung. Sie liefert einen Beitrag zur Bandenverbreiterung durch ungleichmäßige Substanzwanderung innerhalb einer mit ungleichförmig großen Teilchen gepackten Säule.[4] Die Probenmoleküle wandern nicht linear, sondern "zick-zack" auf unterschiedlichem Wege durch das Trennbett. Der Beitrag der Eddy-Diffusion ist unabhängig von der linearen Strömungsgeschwindigkeit der mobilen Phase.[3]
Strömungslehre
In der Strömungslehre versteht man die Ausbreitung oder Verteilung eines Stoffes in einem strömenden Fluid durch turbulente Vermischung. Im Gegensatz zur molekularen Diffusion erfolgt die Wirbeldiffusion wesentlich schneller. Ein veranschaulichendes Beispiel ist eine Tasse Kaffee mit einem Stück Würfelzucker. Selbst wenn der Zucker sich relativ schnell auflöst, dauert es Stunden bis Tage, bis sich der Zucker durch Diffusion in der Tasse verteilt. Einmal Umrühren bewerkstelligt das gleiche durch Verwirbelung in Sekunden.[5]
Einzelnachweise
- ↑ Eintrag zu eddy dispersion (diffusion). In: IUPAC (Hrsg.): Compendium of Chemical Terminology. The “Gold Book”. doi:10.1351/goldbook.E01889 – Version: 2.1.5.
- ↑ Vorlage:BibISBN/978-3-527-31416-4
- ↑ a b Vorlage:BibISBN/978-3-540-73803-9
- ↑ a b Vorlage:BibISBN/978-3-527-31206-1
- ↑ Geophysical Fluid Dynamics: Eddy Diffusion (in Englischer Sprache)
Weblinks
- Chemgapedia: Prozesse der Bandenverbreiterung (mit Animation)