Диффузия вихревая, теория

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]

В соответствии с теорией межфазной турбулентности предполагается, что на границе раздела фаз имеются интенсивные турбулентные пульсации, которые приводят к возникновению вихревого движения, сопровождающегося взаимным проникновением вихрей-в обе фазы. Количественный учет межфазной турбулентности может быть произведен с помощью безразмерного фактора гидродинамического состояния двухфазной системы. На основе теории межфазной турбулентности получены выражения локальных коэффициентов массоотдачи для различных гидродинамических режимов движения потоков, отличающиеся показателем степени нри коэффициенте диффузии, который изменяется от нуля в режиме развитой турбулентности до 2/3 в ламинарном режиме. Кроме того, вводятся факторы, зависящие от гидродинамической структуры и физических характеристик фаз. [c.344]

Основной вопрос теории массопередачи заключается в том, что происходит на межфазной поверхности. При этом необходимо выявить впд механизма переноса вещества через межфазную поверхность — молекулярный (молекулярная диффузия) или турбулентный (вихревая диффузия . [c.236]

Теория эффективной диффузии. Роль продольной и вихревой диффузии и кинетики распределения между газом и неподвижной фазой в размывании хро- [c.296]

Рассмотренная теория вихревой диффузии основана на предположении о существовании различия в скоростях на расстояниях порядка с1р. Однако в зернистом слое могут существовать и [c.63]

Как уже указывалось, Гиддингсом была развита теория сдваивания [18], которая приводит к специфической форме уравнения для вихревой диффузии (1.44). Суммируя это уравнение с соотношениями (1.42), (1.47) и (1.49), а также учитывая, как и ранее, уравнение (1.52), получим выражение для ВЭТТ, соответ- [c.74]

Удобство применения приведенных переменных /г и V заключается в том, что с их помощью можно сопоставлять различные системы, например газовую и жидкостную хроматографии. Более широко их применяют в последней. Основное отличие уравнения Ван-Деемтера от уравнения Гиддингса заключается в разной трактовке вихревой диффузии. Согласно первому из этих уравнений, член, описывающий вихревую диффузию, является постоянным и не зависит от скорости (рис. 1.16). Согласно теории сдваивания, при малых скоростях этот член пропорционален скорости преобладает диффузионный перенос молекул из одного [c.75]

В теории рассматривается модель разделяющего процесса, протекающего в колонке длиной Ь поперечного сечения Е, которая гомогенно заполнена шарообразными зернами адсорбента со средним радиусом Я, причем радиус зерен мал по сравнению с радиусом колонки. Внутренняя пористость адсорбента равна е внешняя пористость адсорбционного слоя составляет 8 , а свободный объем колонки, не заполненный зернами, равен ЪеЕ. Газ-носитель проходит через свободное пространство с объемной скоростью ю, так что линейная скорость и = ю/ВеЕ. Молекулы адсорбата уносятся газом-носителем в направлении его тока с определенной линейной скоростью и одновременно протекают следующие транспортные явления 1) продольная диффузия адсорбата в среде носителя 2) вихревая диффузия 3) перенос молекул адсорбата через неподвижный слой на внешней поверхности зерен адсорбента 4) радиальная диффузия адсорбата внутрь пор адсорбента 5) перенос продиффундировавших молекул адсорбата через неподвижный слой к стенкам пор 6) адсорбция молекул на стенках пор. [c.445]

Для разработки теории этого эффекта необходимо было изучить связь между диффузией в подвижной фазе и путями потока. В результате возникла теория вихревой диффузии. Основной вывод из этой теории легко усвоить так как о/ частично зависит от всего многообразия изменений путей, то а становится зависимой от времени такой диффузии. Это время просто равно /м, которое, в свою очередь, зависит от V. Если V велико, то время, необходимое для изменения пути, уменьшается и а увеличивается. Таким образом Я/ становится отчасти зависимой и от V. [c.541]

На рис. IV. 1 в координатах Ig [х — Ig d изображена зависимость ширины полосы от скорости ири разных зернениях d (для этана яа силикагеле). Мы видим, что зависимость jx от зернения растет со скоростью в соответствии с теорией. Большое значение имеет равномерность зернения, так как она онреде.ляет равномерность распределения неподвижной фазы и условия для вихревой диффузии. [c.66]

Успешное развитие теории хроматографии в значительной степени обязано работам Ван Деемтера, предложившего ставшее уже классическим выражение для ВЭТТ заполненных колонок. Вместе с тем неудачный выбор термина вихревая диффузия для члена А в уравнении Ван Деемтера вызвал некоторую путаницу и даже в настоящее время вызывает представление [c.188]

Так называемая классическая теория вихревой диффузии рассматривает только модель -Течения потока в упакованном слое. Гиддингс указал, что необходимо учитывать и возможное диффузионное движение вещества от одного пути потока к другому. Согласно Гиддингсу, скорость потока может изменяться под влиянием следующих пяти факторов [c.41]

В процессе хроматографирования при непрерывном потоке подвижной фазы происходит не только равновесное размывание компонента при его движении вдоль колонки, но и дополнительное размывание, обусловленное некоторыми неравновесными эффектами. Неравновесный или динамический эффект связан со скоростью повторного переноса растворенного вещества между фазами, с процессами диффузии компонента в фазах и с так называемым вихревым эффектом. Теория равновесной хроматографии предполагает наличие дискретного числа теоретических тарелок в колонке, неравновесное размывание приводит к неопределенному числу тарелок. Теория хроматографического процесса должна включать оценку эффекта размывания с учетом обоих факторов. [c.499]

Первые слагаемые уравнений (VI.47) и (VI.48) определяют количество вещества, переносимого в пределах данной фазы за счет молекулярной и вихревой диффузии, а вторые слагаемые — количество вещества, переносимого за счет взаимодействия потоков фаз. При / О (VI.47) и (VI.48) переходят в уравнения массопередачи, получаемые из пленочной теории или, точнее, в уравнения массопередачи в однофазном потоке. Таким образом, уравнения (VI.47) и (VI.48) являются уравнениями общего вида для процессов массопередачи. [c.196]

Диффузионно-массообменная теория размывания полос. Эта теория объясняет причины размывания хроматографических полос молекулярной и вихревой диффузией в газе, а также явлениями, которые имеют место при массообмене между газом и неподвижной фазой. [c.66]

В последние годы появился ряд работ [3, 4], посвященных развитию теории ван Деемтера. Так, Гиддингс вывел более точное выражение для члена А, описывающего вихревую диффузию [c.45]

СОПРЯЖЕННАЯ ТЕОРИЯ ВИХРЕВОЙ ДИФФУЗИИ [c.6]

Профиль потока жидкости из-за медленной радиальной диффузии не выравнивается. По этой причине капиллярная жидкостная хроматография с диаметром капилляра > 50 мкм невозможна. При газовой хроматографии коэффициенты диффузии больше в 10" раз и параболический профиль потока быстро выравнивается вследствие радиальной диффузии. Поэтому капиллярная газовая хроматография является высокоэффективным методом разделения. Поскольку профиль потока в КЭ формируется с помощью ЭОП, вкладом профиля потока в уширемие полос можно пренебречь, так что в идеальном случае во внимание принимается исключительно параметр продольной диффузии. По этой причине не нужно разделять, как это делается в ВЭЖХ, отдельные вклады в уширение полос на три составляющие продольную диффузию, вихревую диффузию и составляющую массопереноса, так как в КЭ плохое разделение пиков вызвано преимущественно другими причинами, и лишь понятие продольной диффузии может быть позаимствовано из теории хроматографии. [c.15]

Согласно этой теории причина размывания хроматографических полос обусловлена диффузией в газе и порах сорбента, а также массообменом между газом и неподвижной фазой. Сама диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии а) молекулярная диффузия, обусловленная тепловым движением молекул б) вихревая диффузия, вызываемая завихрением газа вокруг зерен насадки в) недостаточная скорость массопередачи из газовой фазы к поверхности неподвижной жидкости (в ГЖХ) или к поверхности твердого адсорбента (в ГАХ), обусловленное внешней диффузией, или замедленной внешнеди( узионной массопередачей недостаточная скорость миграции молекул адсорбированного вещества с поверхности неподвижной фазы внутрь неподвижной фазы, обусловленное замедленной внутренней диффузией или замедленной внутридиффузионной массопередачей. Последние два вида диффузии направлены поперек [c.52]

В (111.37) и (111.38) содержится целый ряд важных величин для теории и практики газовой хроматографии. В (111.38) А характеризует размывание хроматографической полосы за счет вихревой диффузии, В — размывание за счет молекулярной диффузии в газовой фазе, С — размывание за счет замедленной диффузии хроматографируемого вещества в жидкую фазу (за счет замедленной кинетики внутренней массопередачи). [c.69]

В отличие от молекулярной вихревая диффузия зависит от скорости потока газа-носителя. Согласно сопряженной теории Гиддинг-са, при любой скорости потока влияние вихревой диффузии на размывание хроматографической полосы определяется величиной блуждания молекулы Л и скоростью потока газа и [c.96]

Появление тангенциальных движений поверхности жидкого электрода вызывает возрастание подвода восстанавливающегося вещества к электроду. Вследствие этого наблюдается увеличение тока в некоторой области потенциалов выше его предельного значения, ограниченного скорбстью диффузии к радиально растущей капле в отсутствие тангенциальных движений ее поверхности. Это явление получило название полярографических, или вихревых, максимумов тока соответственно первого или второго рода в зависимости от вызывающих их тангенциальных движений. Полу-количественная теория максимумов первого рода и количественная теория максимумов второго рода созданы в работах школы А. И. Фрумкина. [c.143]

Согласно теории эффективной диффузии размывание хроматографической полосы обусловлено протекающей с конечной скоростью диффузией в газе и порах сорбента, а также массообмепом между газом и НФ. Диффузия имеет сложный характер. В реальной хроматографической колонке могут происходить следующие виды диффузии молекулярная — обусловленная тепловым движением молекул вихревая — вызываемая завихрением газа вокруг зерен асадки массопередача из газовой фазы к жидкой, обусловленная внешней диффузией или замедленной внешнедиффузионной мас-сопередачей миграция молекул адсорбированного вещества с поверхности НФ внутрь НФ, обусловленная замедлеппой внутренней диффузией, или замедленной внутридиффузионной массопередачей. [c.337]

Мы описали простейшую классическую теорию вихревой диффузии. Она основана на предположении, что молекулы как бы размещаются в определенных фиксированных струях и совершают перемещение только вместе с окружающей подвижной фазой. Другими словами, они подобно щепкам в реке перемещаются пассивно и переходят из области с одной скоростью в область с другой скоростью только йместе с потоком, за счет конвективного переноса. На самом деле молекулы могут диффундировать в поперечном направлении, попадая в области с другой скоростью течения. За счет этого число скачков увеличивается, но длина каждого скачка / уменьшается, а так как дисперсия пропорциональна / , то она за счет этого также существенно уменьшается. [c.62]

В вопросе о состоянии межфазной поверхности контакта и о механизме массопередачи в настоящее время получили распространение две теории пленочная, основамная на представлении об устойчивой и неизменной поверхности фазового контакта, и теория динамического состояния поверхности фазового контакта. Первая из них предполагает преимущественное влияние на процесс переноса массы молекулярной диффузии, во второй рассматривается влияние как молекулярного, так и вихревого переноса массы в зависимости от гидродинамического состояния двухфазной системы в целом. [c.5]

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]

Вихревая диффузия. Гиддингсом [19] было получено выражение для члена сопряженной ( oupling ) вихревой диффузии , который учитывает переход молекулы сорбируемого вещества из одного канала в другой за счет диффузионного переноса. Эта теория позволила объяснить прежде непонятный факт, почему в ряде опытов получались близкие к пулю или даже отрицательные значения члена А в уравнении ВЭТТ. Она объяснила также зависимость А от условий опыта и природы анализируемого вещества и ряд других фактов. [c.100]

ЛИЙ, в частности, в некоторых измерениях член А в уравнении (IV. 47) принимал отрицательные значения или близкие к нулю и зависел от скорости газа-носителя. Поэтому-рядом исследователей предпринята попытка пересмотра классического выражения для вихревой диффузии. Наиболее полно эта теория развита Гиддинг-сом в его сопряженной теории [4] [c.51]

При малых скоростях потока Я пропорциональна скорости, при высоких скоростях потока выражение переходит в классическую форму для вихревой диффузии. Гнддингс считает, что этот переход совершается при скоростях 10—100 см/с. Сопряженная теория экспериментально подтверждена измерениями Кизельбаха [8]. [c.51]

Скорость газа-носителя. Скорость газа-носителя — один из важных параметров хроматографического опыта. Он оказывает большое влияние на эффективность, следовательно, и на степень разделения. Выше неоднократно уже упоминалось о влиянии скорости газа-носителя на размывание. В частности, в теории скоростей рассматриваются вклады в Н разных видов размываний в зависимости от линейной скорости газа-носителя (см. уравнение IV.45). По этому уравнению вклад вихревой диффузии не зависит от скорости, вклад молекулярной диффузии обратно пропорционален скорости, другие вклады пропорциональны в разной степени. График зависимости БЗТТ от и, построенный по экспериментальным данным, нмеет вид кривой с четким минимумом (рис. VI, 5). Минимум соответствует наибольшей эффективности [c.68]

В литературе имеются данные, подвергающие сомнению справедливость последнего соотношения. Некоторые авторы предлагают вообще не учитывать влияние вихревой диффузии, в других работах утверждается, что )эф.вихр з. Наибольшего внимания заслуживает так называемая сопряженная теория Гиддингса, из которой следует, что соответствующие значения эффективного коэффициента диффузии определяются не только диаметром зерна, но и диффузией в газовой полости (называемой, в общем, поперечной диффузией) [c.44]

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]

Теория двух пленок по Уитмену [421 оказалась полезной для анализа массопереноса между двумя несмешиваемыми фазами. Эти предположения подобны рассуждениям Нернста, т. е. неподвижные или ламинарные пленки жидкости примыкают к поверхности раздела между двумя фазами, даже если в остальной системе имеет место турбулентное перемешивание. Считается, что Перенос вещества через поверхность раздела происходит путем молекулярной диффузии, а так как этот процесс медленнее переноса вещества из основной массы жидкости к пленкам на поверхности раздела путем конвективных потоков или вихревой диффузии, то предполагается, что основное сопротивление мас-сопереносу оказывается в пленках на поверхности раздела. [c.163]

Основным вопросом теории массопередачи является вопрос о том, что происходит на межфазной поверхности — поверхности рчздела фаз и поэтому анализировать каждую теорию массопередачи необходимо с решения вопроса о том, каким принимается состояние межфазной поверхности. Важнейшим вопросом при этом является вопрос о механизме переноса вещества через межфазную поверхность — молекулярном (молекулярная диффузия) и турбулентном (вихревая диффузия). [c.308]

Основной вопрос теории массопередачи заключается в том, что происходит на межфазной поверхности. При этом необходимо не только выявить вид механизма переноса вещества через межфазную поверхность — молекулярный (молекулярная диффузия) или турбулентный (вихревая диффузия), но и выявить всю совокупность взаимодействий микро- и макроэффектов. [c.187]

После выхода монографий А. А. Жуховицкого и Н. М. Тур-кельтауба [1], S. D. Nogare и R. S. Juvet [13], Г. Шая [14] прошло 5—6 лет. За это время появился ряд работ в области теории размывания в газовой хроматографии, которые по-но-вому освещают ряд таких вопросов, как вихревая диффузия [2, 22], соотношение внешней и внутренней массопередачи [11, 32], влияние отношения диаметра частиц насадки к диаметру колонки [29, 53]. Появилась теория турбулентной газо- [c.5]

До настоящего времени не существует строгой математической теории вихревой диффузии из-за геометрической сложности структуры насадки. Наиболее полно и последовательно теория вихревой диффузии развита J. С. Giddings [2, 18—23] в его сопряженной теории. [c.6]

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]

Из табл. 2 видно, что для члена А по формулам (5) и (6 нолучены отрицательные значения, что не имеет физического смысла. J. С. Giddings [7] показал, что отрицательные или близкие к нулю значения члена вихревой диффузии А указывают на неправильность классической теории вихревой диффузии. [c.22]