Перепад давления в колонке. Показатель эффективности

ПЛОТНОСТЬ прилегания оснований конусов к стенкам трубки. В процессе перегонки флегма стекает по конусам попеременно от оси к стенке и от стенки к оси, обволакивая сетку тонкой пленкой. Пары поступают через нижнее отверстие в первую пару конусов, а через верхнее отверстие — выходят, меняют направление, двигаются двумя потоками вокруг сваренных вершин и затем попадают в нижнее отверстие следующей пары конусов.. Эффективность такой насадки достаточно высокая показатели, характеризующие ее работу, приведены в табл. 21. Перепад давления и задержка такой колонки невелики. [c.243]

При создании -цилиндрических или так называемых капиллярных колонок принимается в расчет лишь простая геометрия, а именно тот факт, что поперечное сечение колонок относительно велико и потому поток газа может проходить при минимальном перепаде давления. Это не было сразу понятно, и я ошибочно в 1957 г. в Лансинге пользовался термином капиллярные колонки вместо термина пустые цилиндрические колонки. Строго говоря, под капиллярами понимают размер волоса, а человеческий волос имеет размер 0,08 мм. Таким образом, создавалось впечатление, что выгоду дает малый размер колонки. Малые заполненные колонки имеют, несомненно, преимущество из-за уменьшенного коэффициента разветвления в уравнении Ван Деемтера и дают дополнительную экономическую выгоду из-за пониженного расхода гелия. Однако не малая величина, а пустота цилиндрических трубок позволяет улучшить на 2 порядка показатель эффективности по сравнению с заполненными колонками. Действительно, отличного значения показателя эффективности можно ожидать для веществ в трубе газопровода диаметром 600 мм с протяженностью от Техаса до [c.190]

Теперь, когда, по-видимому, установлено, что член С для заполненных колонок, смоченных не очень большим количеством жидкости, в основном определяется медленностью диффузии в газовой фазе, в то время как этот же член С в пустых цилиндрических колонках зависит главным образом от более вредно сказывающейся медленной диффузии в жидкой фазе, вы можете задать вопрос, почему пустые цилиндрические колонки капиллярных размеров или выше имеют заметное преимущество перед заполненными колонками для разделения веществ, кипящих при довольно высокой температуре. Прежде чем ответить на данный вопрос, следует договориться о степени этого преиму щества. Мерой, очевидно, не является число тарелок колонки, так как эта величина определяется конструкцией. Не является такой мерой ни скорость получения хроматограммы, ни неболь< шое значение перепада давления по колонке. Скорее всего кри терий, определяющий указанное преимущество, представляет собой комбинацию этих нескольких рабочих параметров, которые мало зависят от конструкции рассматриваемой колонки. Я назвал комбинацию некоторых наблюдаемых величин пока зателем эффективности его малое значение является признак ком добротности, присущей данной колонке. Рискуя повториться, я хотел бы подчеркнуть, что показатель эффективности колонки не является мерой разделительной способности колонки он позволяет оценить величину перепада давления и время удерживания, требуемые для достижения данной разделительной способности. Связь между показателем эффективности и разделяющей способностью колонки несколько напоминает связь между коэффициентом полезного действия электромотора, выра-женного энергией в лошадиных силах на выходе, приходящейся на 1 кв энергии на входе, и фактической мощностью мотора. Показатель эффективности непосредственно зависит от вязкости газа-носителя и, как это видно из формулы, имеет размерность вязкости. Для случая, когда газом-носителем является гелий, мы рассчитали, что ориентировочная величина минимального достижимого значения показателя эффективности для любой колонки составляет 0,1 пуаз. Экспериментально мы нашли, что лучшее значение показателя эффективности, достигнутое на цилиндрических колонках, в несколько раз превосходит эту идеальную величину, что указывает на значительную долю величины члена С цилиндрической колонки, связанную с медленностью диффузии в жидкой фазе. Тем не менее в заполненных колонках, в которых величина члена С определяется в основном медленностью газовой диффузии между подвижной и неподвиж- [c.189]

На основе аналогии движения хроматографической полосы в колонке и распространения электрического сигнала вдоль линии с распределенными параметрами индуктивности, емкости и активного сопротивления Голей дал описание процесса хроматографии с помощью дифференциального уравнения, известного в электротехнике под названием телеграфного [49]. Позже Голей [50] провел детальный анализ взаимосвязи достигаемой в хроматографической колонке эффективности с такими характеристиками процесса, как перепад давлений на ее входе и выходе и время разделения. В результате Голей обосновал введение обобщенного показателя эффективности хроматографического процесса (вывод выражения для показателя эффективности рассмотрен ниже). Этот показатель, имеющий размерность вязкости, теоретически может достигать наименьшего значения 0,1 пуаз, что характеризует наибольшую возможную эффективность хроматографической колонки. При использовании наполненных колонок обычного типа предельно достижимое значение показателя эффективности было не менее 1—10 пуаз, т. е. превышало теоретический предел в 10—100 раз и более. Предполагая, что такое расхождение связано с тем, что реальные колонки представляют собой сложную систему беспорядочно расположенных извилистых капиллярных ходов, тогда как теоретической моделью служил пучок прямых капилляров с гладкими стенками, Голей пришел к выводу, что реализовать потенциальную высокую эффективность газохроматографического процесса возможно только при использовании колонки в форме гладкой трубки с достаточно большим отношением длины к диаметру. [c.14]

Объяснить это можно весьма просто, если исходить из чисто геометрических соображений. В цилиндрической колонке величина пути для потока газа-носителя во много раз больше среднего расстояния, на которое молекула пробы должна продиф-фундировать для достижения равновесия между подвижной и неподвижной фазами. С другой стороны, в заполненных колонках величина свободного пробега между гранулами сорбента составляет лишь часть расстояния, на которое молекула должна продиффундировать из газового потока к грануле и в неподвижную фазу внутрь гранулы. Если учесть, что сопротивление потоку газа обратно пропорционально квадрату продольного пути и что показатель эффективности непосредственно отражает величину этого сопротивления при помощи члена, определяющего перепад давления, то станет понятным вредное влияние, оказываемое небольшой величиной каналов между частицами на показатель эффективности заполненных колонок. Становится понятным также, что широкий разброс в величинах частиц вредно отражается на показатель эффективности заполненной колонки, поскольку небольшие частицы будут определять размеры каналов, а большие — определять расстояние, на которое молекула должна продиффундировать между подвижной и неподвижной фазами. [c.190]

Голай [9] предложил оценивать и сравнивать работу разделительных колонок но показателю эффективности с учетом времени удерживания вещества и перепада давления в колонне. Однако возникают сомнения в правильности такой оценки. [c.116]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология