Вихревая диффузия на тарелках

Химическая природа носителей обсуждается в гл. 5 для устранения собственной адсорбционной активности частичек носителей их подвергают предварительной обработке, методика которой рассматривается в связи с методами обработки носителей экстрагентами (разд. 2.1). В данном разделе обсуждается только проблема стандартизации размера частиц (зерен) носителя. Из теории хроматографии следует, что зернистость носителя влияет на высоту эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ), поскольку размер частичек определяет вихревую диффузию и массонеренос в подвижной фазе [3]. Вихревая диффузия определяется характером движения подвижной фазы в колонке, которая в свою очередь зависит только от структуры упаковки носителя и профиля потока между частичками носителя. Согласно Гиддингсу [3], особенности движения подвижной фазы гораздо больше влияют на уширение зоны по сравнению с другими факторами (за исключением, может быть, диффузии). [c.67]

Модель перемешивания на тарелках может быть развита из представлений о вихревой диффузии [33]. Степень перемешивания характеризуется безразмерным числом Ре, представляющим отношение длины пути, проходимого жидкостью /ж, к длине пути смешения где — коэффициент вихревой диффузии и [c.281]

График этой зависимости приведен на рис. 9.8, из которого следует, что существует такая скорость потока, при которой наблюдается наибольщая эффективность хроматографической колонки, т. е. высота эквивалентной теоретической тарелки (ВЭТТ) при этой скорости минимальная. В зависимости от скорости потока кривую Ван-Деемтера можно разбить на три участка (рис. 9.8). В области малых скоростей (//) членом Са можно пренебречь, тогда Н В/а. В области средних скоростей (III) ВЭТТ не зависит от скорости потока здесь Н а (область вихревой диффузии). В области больших скоростей (/) Н линейно зависит от а (область диффузии за счет конечности кинетики сорбции). Коэффициенты А, В и С приближенно определяют графически и более точно — методом наименьших квадратов. [c.230]

Вещества вводятся в колонку в виде узкой зоны, которая по мере ее движения с подвижной фазой по колонке становится все шире, т. е. размывается в результате диффузионных процессов. Мерой этого размывания в колонке является высота, эквивалентная теоретической тарелке (ВЭТТ). Установлено, что размывание полосы в хроматографической колонке обусловлено тремя причинами наличием вихревой диффузии, молекулярной диффузии и сопротивления массопередаче. Общая ВЭТТ (Н) колонки получается путем суммирования вкладов всех этих факторов, вызывающих размывание хроматографической зоны [c.11]

Подставляя типичные значения d и 0 (10 см, 10 см-с и 10-5см с соответственно) уравнение (2.25), находим, что порядок величины вклада вихревой диффузии в высоту тарелки равен 10 - см. [c.43]

И вклад вихревой диффузии /уравнение (2,25)/. Эти уравнения показывают, что основным фактором, определяющим высоту тарелки, является, по идимому, скорость перемещения подвижной фазы, и окончательное выражение может быть записано следующим образом [c.43]

В капиллярной хроматографии колонкой служит тонкий капилляр с внутренни.м диаметром 0,1—0,5 мм, на внутреннюю стенку которого наносят неподвижную фазу. В таких колонках отсутствует вредное влияние вихревой диффузии и высота тарелки составляет доли миллиметра, т. е. значительно меньше, чем в насадочных колонках. Кроме того, проницаемость капилляра также значительно выше. Например, для капилляра диаметром 0.4 мм /2пр = 42- 10- см2, д обычных насадочных колонок — порядка 0,044-10 см , т. е. почти на два порядка ниже. Высокая проницаемость капилляров позволяет применять колонки в десятки и сотни раз длиннее, чем насадочные, и достигать эффективности в десятки и сотни тысяч теоретических тарелок. Длина капиллярных колонок составляет обычно несколько десятков метров, в редких случаях — несколько сотен метров. [c.55]

Изучены принципиальные уравнения, применяемые для выражения высоты, эквивалентной теоретической тарелке, в газовой хроматографии. Основной упор сделан на член вихревой диффузии. Изучен также эффект градиента давления. Выдвигаемые положения экспериментально подтверждены при исполь- [c.16]

Константа А связана с действием вихревой диффузии, кото-, рая зависит от размера частиц и плотности заполнения колонки, величина В связана с коэффициентом диффузии молекул в подвижной фазе, это слагаемое учитывает действие продольной диффузии, а С характеризует кинетику процесса сорбция-десорбция, массопередачу и другие эффекты. Влияние каждого слагаемого уравнения (17.13 на величину Я в зависимости от скорости подвижной фазы показано на рис. 17.6. Первое слагаемое дает постоянный вклад в Н. Вклад второго слагаемого существен при небольшой скорости потока. С увеличением скорости подвижной фазы влияние третьего слагаемого возрастает, а доля второго уменьшается. Суммарная кривая, характеризующая зависимость Н от скорости потока, представляет собой гиперболу. При небольшой скорости потока высота, эквивалентная теоретической тарелке, уменьшается, а затем начинает возрастать. Поскольку эффективность колонки тем выше, чем меньше высота, эквивалентная теоретической тарелке, оптимальная скорость подвижной [c.324]

Графически зависимость высоты теоретической тарелки от скорости газа-носителя может быть представлена в виде гиперболы (рис. 3). Из рис. 3 следует, что турбулентная, или вихревая, диффузия не зависит от скорости потока газа-носителя, а сопротивление колонки прохождению массы резко возрастает с ее увеличением. [c.16]

Яр — вклад в высоту тарелки из-за вихревой диффузии [c.57]

Модель перемешивания на тарелках может быть развита из представлений о вихревой диффузии [164]. В этом случае степень перемешивания характеризуется безразмерным числом Ре, представляющим в данном случае отношение длины пути проходимого жидкостью /ж к длине-пути смешения 8д/ ж, где бд — коэффициент вихревой диффузии и Шж линейная скорость аэрированной жидкости при движении через тарелку. [c.284]

Джильберт [166] при определении эффекта перемешивания на ситчатых и колпачковых тарелках использовал метод частотных характеристик, ввел в рассмотрение коэффициент продольной вихревой диффузии Ед, характеризующий перемешивание в форме видоизмененного критерия Пекле Ре =—, [c.288]

Улучшение приведенной высоты тарелки с увеличением отношения авторы объясняют облегчением массопереноса в газовой фазе вследствие нерегулярности структуры упаковки. Подсчет на электронной машине коэффициентов Ван-Деемтера А, В и g показал, что вихревая диффузия не влияет на высоту теоретической тарелки продольная диффузия дает всего до 15% высоты теоретической тарелки. Следовательно, основной вклад в размывание авторы приписывают влиянию массопереноса в газовой фазе. Согласно уравнению Гиддингса (см. уравнение 3) для внешней массопередачи от- [c.13]

Влияние перемешивания жидкости на тарелках можно найти из табл. 11.1 после того, как по рис. 11.32 определены коэффициенты вихревой диффузии, которые равны Dg = 0,0022 и 0,0023 mV соответственно. Числа Пекле рассчитываются из длины тарелки и скорости пены для обеих частей аппарата получим l/f = 0,034 и 0,027 м/с, а Ре = 14,8 и 11,6. Из табл. 11.1 имеем Ему Еов = = 1,245 и 4,1, так что Емв = 0,703 и 2,29 для верхних и нижних тарелок соответственно. Значительное увеличение эффективности нижних тарелок объясняется высоким значением тОм/Ем- Небольшое повышение концентрации жидкости оказывает существенное влияние на эффективность, когда линия равновесия имеет большой наклон. [c.656]

Эффективность колонн зависит от степени размывания полос и определяется величиной Н — высотой, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ). Величина Я определяется вкладами в общее размывание молекулярной продольной диффузии, вихревой диффузии и кинетики адсорбции и десорбции (включая диффузионные процессы в порах, т. е. внутреннюю диффузию) [1, 2]. Эффективность колонн в газовой, жидкостной и тонкослойной хроматографии сопоставлена в ряде работ [3—9]. [c.255]

Модель перемешивания на тарелках может быть развита из представлений о вихревой диффузии [33]. Сте- [c.281]

Перемешивание (или отсутствие перемешивания) в результате конструктивных особенностей контактирующего оборудования. Например, в колонне, работающей с низкими скоростями потока, выходные кривые могут быть расширены за счет вихревой дисперсии или молекулярной диффузии в осевом направлении на тарелке. [c.541]

Здесь высота тарелки зависит от линейной скорости псщвижной фазы и описывается коэффициентами А для диффузии Эд1(и, В для продольной диффузии и С для массопер оса между подвижной и неподвижной фазами. Коэффициент А ошссывает расстояние, проходимое потоком подвижной фазы до того, как его скорость значимо изменяется под действием сорбента. Это изменение скорости назьшается диффузией Эдди (или вихревой диффузией. —Пер.). Следующее уравнение более подробно описьшает модель [c.239]

При низких скоростях подвижной фазы влияние массопередачи на высоту тарелки для больших молекул выше, чем для маленьких, но в первом случае эффект увеличения скорости подвижной фазы менее выражен. Как следует из теории случайного шага, размывание пика, вызываемое вихревой диффузией, уменьшается с уменьшением размера частиц неподвижной фазы увеличение ширины фракшга дает небольшой эффект. [c.111]

В этом уравнении первый член выражает вихревую диффузию, второй и третий — молекулярную диффузию, а последние два члена выражают сопротивление переносу массы. Все члены прямо или обратно пропорционально зависят от скорости подвижной фазы. Общее соотношение между высотой тарелки и скоростью потока подвижной фазы является статистической результирующей пяти членов и обычно изображается в форме диаграммы Ван Деемте-ра [10]. Такая диаграмма показывает, что для данной хроматографической колонки существует оптимальная скорость потока, соответствующая минимальному размыванию полосы. [c.507]

А — вихревая диффузия В — диффузия в газе-носителе С — межфазный массоперенос Яш1п — минимальная высота, эквивалентная теоретической тарелке — линейная [c.164]

Теории, основанные на концепции теоретических тарелок, предполагают, что все протекаюшие в колонке процессы могут рассматриваться как взаимно независимые. Это предположение чаще всего справедливо, если скорость результирующего процесса определяет один из процессов. Однако обычно протекающие в колонке процессы влияют друг на друга, и это отражено в уравнении, выведенном для определения высоты, эквивалентной теоретической тарелке. Хотя Гиддингс [25] показал, что в некоторых случаях необходимо включать члены, характеризующие влияние вихревой диффузии и массопереноса в газовой фазе в один член уравнения, Вичар и Новак [89] показали зависимость массопереноса в жидкой фазе от массопереноса в газовой фазе. В качестве примера мы приведем уравнение Гиддингса [25], которым следует пользоваться при высоких скоростях потока газа-носителя [c.165]

ГЖХ — газожидкостная хроматография ГЖТХ — газо-жидко-твердофазная хроматография НЖФ — неподвижная жидкая фаза ТН — твердый носитель ВЭТТ — высота, эквивалентная теоретической тарелке А — коэффициент вихревой диффузии /4,5 — коэффициент асимметричности Air — величина необратимой сорбции сорбата в колонке а/, — концентрация гидроксильных групп а/ — объемная концентрация сорбата в НЖФ [c.4]

Постоянная со рассмотрена в работе [9]. Суммирование проводится по процессам всех типов, приводящих к разной скорости [2] и для разных колонок [20]. Из уравнения (2) следует, что при малых скоростях потока Я пропорционально скорости. Эта граничная величина Н по форме идентична высоте тарелки, полученной Golay М. J. Е. для капиллярных колонок [24]. При высоких скоростях потока выражение (2) переходит в классическую форму [1] для вихревой диффузии. По оценке J. С. Giddings этот переход совершается при скоростях 10—100 см сек [18]. [c.7]

Сопряженной теорией вихревой диффузии объясняются многие аномалии для постоянного члена А вихревой диффузии в уравнении Ван-Деемтера [17]. Например, можно объяснить появление значений Явихр.дифф. dp, то есть значений высоты тарелки меньших, чем диаметр зерна насадки. При малых скоростях потока [c.7]

Сопряженная теория подтверждена в ряде экспериментальных работ. R. Kieselba h [26] при изучении размывания пиков воздуха на колонках с хромосорбом и стеклянными шариками получил пренебрежимо малые значения высоты тарелки для вихревой диффузии. J. С. Giddings [20] объяснил эти результаты в рамках сопряженной теории. [c.7]

Здесь первый член представляет вклад в высоту тарелки вихревой диффузии и массопередачи в газовой фазе, второй — молекулярную продольную диффузию, третий — внутреннюю массопередачу, четвертый — в высоту теоретической тарелки внеколоиочных эффектов и аппаратурные ошибки. Для несор-бирующегося газа без учета двух последних членов высоту теоретической тарелки можно записать как [20] [c.11]

Более реалистический подход к обсуждению эффектов перемешивания предложен Герстером и др. [16]. Данный подход допускает, что перемешивание в перекрестном направлении можно считать вихревой диффузией. Это диффузионное перемешивание может быть охарактеризовано числом Пекле для тарелки [c.535]

Еоа всегда меньше 100 %, на что указал Люис [60] (см. также главу 9). Чтобы выразить данный эффект количественно, нужно знать коэффициент вихревой диффузии В в, отнесенный к вертикальному поперечному сечению .В пены, текущей через тарелку. Имея подробную информацию, можно, как показали Герстер и др. [38], установить связь между и оа- Результат аналогичен приведенному в разделе 11.4 при обсуждении осевой дисперсии в насадочных колоннах, когда состав одной из фаз оставался в основном постоянным. [c.653]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология