ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние давления и перепада давления на размытие зоны сорбата из "Газовая хроматография с неидеальными элюентами" При давлениях, измеряемых сотнями атмосфер, когда газ значительным образом отклоняется от идеальности и ни вязкость его, ни произведение Ра., ни коэффициент распределения сорбата не являются постоянными по длине колонки, интегрирование уравнения (П.1) приведет к весьма ложным соотношениям [18]. [c.51] Здесь Уд = Vri — исправленный удерживаемый объем со = = / —исправленная ширина пика га — исправленное число теоретических тарелок, соответствующее среднему давленйю ГР нри практическом отсутствии перепада давления вдоль колонки. [c.51] Более тонкие эффекты влияния перепада давления в колонке на размытие зоны описываются с привлечением статистических моментов [20]. [c.51] Сорбат — пентан, элюент — двуокись углерода. Г = =40° С. [c.52] Все приведенные выше соотношения основывались на допущении ламинарного потока газа, который наблюдается при обычных скоростях в хроматографической колонке. Турбулизация потока, приводящая к выравниванию скоростей по сечению трубки и улучшению массопередачи между фазами [25—33], вызывает спад правой ветви кривой Я—а при достижении необходимых значений числа Рейнольдса Не = д,ар/ц, где р и г) — соответственно плотность и динамическая вязкость газа, д, — гидравлический диаметр трубки. Наряду с увеличением скорости при повышении давления существенно растет плотность элюента и, например, для двуокиси углерода при 80 атм (40° С) отношение р/т] составляет 1000 сек/см , в то время как при 1 атм это отношение равно лишь 1 сек см [34]. [c.53] Если в капиллярах переход к турбулентному режиму отвечает обычно значению Ке = 2100, то в насадочных колонках такой режим наступает существенно раньше, при Яе 1 -н 100 [35]. [c.53] При работе с полыми трубками критическое давление, соответствующее переходной области между двумя типами потока, наблюдается более четко, чем для насадочных колонн. Так как диаметр колонки является одним из параметров, определяющих число Рейнольдса, которое характеризует режим потока, то, согласно этому числу, с увеличением диаметра переходный режим потока в колонке должен наступать при меньших давлениях на входе (рис. II.3). [c.53] Размытие зоны на кривой к — Не при переходе от ламинарного потока к турбулентному можно объяснить существованием переходной зоны между двумя тинами потока, т. е. отсутствием резкого перехода от режима ламинарного течения потока в трубке к турбулентному. [c.54] Поскольку максимум ВЭТТ отвечает переходной области, связанной с критическим значением величины Re, то на графике Н а максимум ВЭТТ будет наблюдаться для одного сорбата в среде влюентов с различной вяакостью пдж различных ско-ростях. [c.55] Значения скоростей и а, отвечающих максимумам ВЭТТ для одного сорбата, обратно пропорциональны плотностям элюентов и прямо пропорциональны значениям их динамической вязкости. Так, на рис. II.5 кривая 1 соответствует элюенту с большей молекулярной массой или с меньшим значением v. [c.55] Медная колонка I = 152 м, а = 0,14 см, Т = 25° С. Неподвижная фаза — сквалан, газ-носитель — азот. [c.55] На рис. 11.6 видно, что профиль скоростей с ростом величины Не становится все более пологим, а прилегающий к стенке трубки ламинарный слой все более утоньшается. [c.56] Характер размытия хроматографических полос при высоких скоростях элюента в существенной степени зависит от растворимости сорбата в неподвижной жидкости. [c.56] С достижением полной турбулизации потока экспериментально показано [33], что для несорбирующегося вещества величина 1Г практически не зависит от давления на входе в колонку и равна бго, что находится в хорошем соответствии с теорией. [c.56] Для сорбирующихся газов размытие в капиллярной трубке при достижении турбулентного режима в существенной степени зависит от коэффициента распределения. Так, если для несорбирую-щихся веществ в турбулентном диапазоне скоростей наблюдается большой положительный эффект в улучшении эффективности, то для слабо сорбирующихся веществ тенденция увеличения эффективности с ростом величины Не в турбулентной области уже не наблюдается, а для сорбатов с величиной Г 100 с ростом Не происходит заметное увеличение размытия пика. [c.56] Если в ламинарном потоке с ростом скоростей наблюдается увеличение вклада внешней диффузии и наибольшее размытие для жидких сорбатов с большим Г, то в турбулентном режиме с увеличением Re наибольшее увеличение эффективности колонки наблюдается для жидкостей, чем для газов. Так, для жидкостей с малым Г при изменении Re от 1000 до 10000 /г уменьшается в несколько раз (рис. II.8). Как видно из рисунка, увеличение Ам с ростом Г более значительно в ламинарной области, чем в турбулентной. Если для сильно растворимых газов (Г 100) эффект турбулизации сказывается на уменьшении лишь в начальной области турбулизации и с ростом величины Re выше 10000 принимает значения, соответствуюш ие максимальной эффективности в ламинарной области, то для жидкостей с Г 100 эффект увеличения эффективности турбулизацией потока в сравнении с переходной областью более значителен, и в дальнейшем с повышением числа Рейнольдса величина /г , стремится к постоянному значению. [c.57] Уменьшение ВЭТТ в турбулентной области наблюдается вследствие увеличения поперечной скорости массопередачи и выравнивания профиля скоростей. Поэтому при использовании газов-носителей с большим молекулярным весом можно добиться большего эффекта, что экспериментально подтверждает, например, рис. П.4 для к-пентана в гелии (5) и н-пентана в азоте (2) в турбулентной области. [c.58] В работе [31] сравнивали экспериментальные и теоретические значений / (рис. 11.10). Прямые на рисунке проведены в соответствии с теоретическими данными. Экспериментальные значения коэффициента трения в турбулентном потоке монотонно уменьшаются с ростом величины Re, причем наклон прямой, построенной по экспериментальным данным, соответствует теоретическому. [c.60] Коэффициент трения в значительной степени зависит от шероховатости внутренней поверхности капилляра. Для больших неровностей значение / большее и зависимость величины / от Re более значительна. [c.60] Вернуться к основной статье