Was ist Gegenstromaustausch?

Gegenstromaustausch ist ein hocheffizientes, natürlich vorkommendes Phänomen der thermischen oder chemischen Übertragung zwischen Flüssigkeitskörpern.Dieser Prozess erfolgt bei Wärme oder einer teilweise durchlässigen Membran im Fall eines chemischen Austauschs durch eine leitende Oberfläche.Im Gegenstrombörsen fließen die Spender- und Empfängerflüssigkeit immer in entgegengesetzte Richtungen, ein Merkmal, das den Prozess sowohl seine Effizienz als auch seinen Namen verleiht.Der Gegenstromaustausch findet sich in vielen biologischen Systemen wie Säugetiernieren, Vogellungen und Fischkiemen und ist ein häufig verwendetes industrielles chemisches und thermisches Transfersystem.Ein ähnliches System ist der gleichzeitige Austauschprozess, der weniger effektiv ist, und überträgt zwischen Flüssigkeiten, die in die gleiche Richtung fließen.

Der Austausch von Wärmeenergie oder suspendierten Substanzen zwischen fließenden Flüssigkeiten ist sowohl in der Natur als auch in der Industrie ein gemeinsames Phänomen.Diese Stromflussbörsen können in zwei Gruppen unterteilt werden: gleichzeitiger und Gegenstrom.Beide beinhalten den Austausch von Wärme oder schwebenden Chemikalien zwischen Flüssigkeiten, die in benachbarten Gefäßen entweder über leitende Oberflächen bzw. semipermeable Membranen fließen.Wenn die Flüssigkeiten über ihre gemeinsamen Bereiche fließen, fließen Wärme und Chemikalien natürlich von hohen bis niedrigen Konzentrationsbereichen, bis das Gleichgewicht erreicht ist.Es ist diese Eigenschaft der Elementarübertragung, die die Gegenstrom -Austauschmethode umso effektiver der beiden.Da Sauerstoffarmes Blut auf einen entgegengesetzten Fluss von Sauerstoff reichhaltigem Wasser trifft, beginnt der Sauerstoff aus dem Wasser in den Blutkreislauf zu diffundieren.Dies führt dazu, dass die Sauerstoffkonzentration im Wasser sinkt und dass im Blut steigt.Aufgrund der Tatsache, dass die Flussanweisungen abgelehnt sind, fließt das Blut immer über Wasser mit einer höheren Sauerstoffkonzentration und der Austausch wird fortgesetzt, bis die Flüsse unterschiedlich sind.In gleichzeitigen Strömungen fließen die beiden Flüssigkeiten jedoch in die gleiche Richtung und die Beziehung zwischen den Konzentrationen erreicht schnell das Gleichgewicht, wodurch der Austausch effektiv gestoppt wird.

bedeutet, dass im Gegensatz zur gleichzeitigen Variante die Gegenstromwechselsysteme weiterhin das relevante Element über das über das über das über das über das Element übertragen werdenVoller Austauschbereich für größere Effizienz.Diese Effizienz ermöglicht normalerweise Übertragungswerte von 100%, wobei der Empfängerstrom das System mit der gleichen Wärmekonzentration oder Chemikalien wie der des Spenderstroms verlässt.Gleiches gilt nicht für den gleichzeitigen Austausch, wobei die durchschnittlichen Übertragungswerte in der Region von 50%ausgeführt werden.Dies macht das Gegenstrom -Austauschmethode für industrielle Prozesse wie regenerierender Wärmeaustausch und biologische Transfermethoden einschließlich Nieren- und Lungenfunktionen geeignet.