Механизм гидродинамического разделения

Рис. 25.14. Схематическое изображение механизма разделения частиц в гидродинамической хроматографии.

Анализируя полученные результаты, можно объяснить ход кривых изменения АТ, , ДТ и исходя из модели струйного течения основного потока и противотока, механизма их взаимодействия. В результате изменения высоты разделения струй основного потока путем уменьшения диаметра разделительной цилиндрической вставки на часть струй, текущих по кольцевому пространству между стенками цилиндрического канала и вставкой, и на часть струй, попадающих в полость вставки, имеем различные гидродинамические условия для взаимодействия потоков. Масса частей, разделяемых вставкой струй основного потока, с уменьшением диаметра вставок изменяется. На этот процесс влияет и осевая координата разделительной вставки. Так при исследовании работы вихревой трубы на разделительной вставке диаметром 33,6 мм имеем кольцевой зазор величиной 2,2 мм, что, вероятно, при любой координате вставки приводит к запиранию этого кольцевого канала, повышению общего уровня давления в трубе и к понижению температурной эффективности. Значение АТ в любом положении разделительной вставки по длине вихревой трубы от 0,0 до 10 калибров от соплового сечения не превышает 50% от значения ДТ , получаемого на обычной вихревой трубе без вставки. [c.81]

Жидкостная ситовая хроматография (ЖСХ) представляет собой хроматографический метод разделения веществ по размеру молекул, в котором используются силикагели с очень большим размером пор (100—50000 А) (табл. 25.1). Разделение достигается благодаря тому, что поры таких силикагелей проницаемы только для молекул определенных размеров (рис. 25.1). Некоторые авторы отмечают, что нельзя провести четкой границы между механизмом разделения в ЖСХ и гидродинамической хроматографии (ГДХ) (разд. 25.16), так как на разделение в обоих этих методах оказывает или не оказывает влияние пористая упаковка. [c.54]

Большой интерес представляют работы [12] по определению механизма захвата выделяемых из потока твердых частиц (см., например, табл. 5-1) по аналогии с глубинными фильтрами для разделения суспензий. При этом рассматривается действие как гидродинамических сил (в частности, трения), так и сил поля (тяжести, центробежного, акустического, электрического и др.) при условии, что твердые частицы, извлекаемые из потока газа, имеют меньший размер, чем размер пор или отверстий в фильтрующей перегородке. Так, например, при выделении твердых частиц [c.201]

Большой интерес представляют работы [81 по определению механизма захвата выделяемых из потока твердых частиц (см., например, табл. 5.1) по аналогии с глубинными фильтрами для разделения суспензий. При этом рассматривается действие как гидродинамических сил (в частности, трения), так и сил поля (тяжести, центробежного, акустического, электрического и др.) при условии, что твердые частицы, извлекаемые из потока газа, имеют меньший размер, чем размер пор или отверстий в фильтрующей перегородке. Так, например, при выделении твердых частиц размером < 1 мкм необходимо учитывать диффузию когда 4 = 0,5 мкм, в потоке наблюдается броуновское движение, являющееся стохастическим процессом при > 20 мкм имеют значение силы инерции и силы тяжести.Характер движения частиц в промежуточной области приводит к необходимости учитывать наличие неуравновешенных сил сопротивления в пограничном слое потока, что представляет известные трудности. Можно согласиться с тем, что применение теории случайных марковских процессов [14] позволит получить наиболее удачную модель процесса. [c.211]

Из рассмотрения механизма переноса через мембраны можно сделать важный для практики вывод о влиянии внешних факторов на процесс разделения, его скорость, селективность. К таким основным факторам относят давление, температуру, концентрацию, гидродинамические условия, природу разделяемых веществ и др. Правильная оценка влияния каждого из них в отдельности и совместно позволяет обоснованно подходить к выбору аппаратурного оформления процессов мембранной технологии и определению оптимальных условий их проведения. [c.239]

В смысле объектов жидкостная хроматография столь же универсальный метод, как диффузия и седиментация. Широкий же набор механизмов разделения (эксклюзионный, адсорбционный, осадительный, распределительный, ионообменный и др.) обеспечивает фракционирование полимерных и олигомерных молекул не только по гидродинамическим характеристикам, но и по другим свойствам. [c.47]

Раскрытие механизма селективной проницаемости мембран и создание теории баромембранных процессов невозможно без исследования таких внешних факторов, как давление, температура, гидродинамические условия, электрические и магнитные поля, ультразвуковые волны, влияющих на характеристики процесса разделения. [c.75]

В свою очередь от гидродинамической структуры потоков, определяющей перемешивание на тарелках, зависит эффективность тарельчатых колонн. В процессе массопередачи концентрация жидкости на тарелке меняется от входа жидкости на тарелку до ее выхода. Наилучшие условия разделения достигались бы, если бы на тарелке не происходило смешения жидкости разного состава. Для понимания механизма перемешивания жидкости рассмотрим три варианта движения жидкости и пара [c.335]

Метод светорассеяния использовали также для изучения конформационного превращения макромолекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) при переходе ее из нативного в денатурированное состояние (см. обзор [516] ). Резкое изменение гидродинамических и оптических свойств растворов ДНК в узком интервале температуры (пли под действием другого денатурирующего фактора) принято трактовать как проявление плавления двунитевой спиральной структуры с последующим разделением на две однонитевые молекулы [516, 517]. Механизм денатурации ДНК, связанный с постепенным [c.256]

Для того, чтобы стал возможен прямой ввод в хроматографическую колонку сложных проб, содержащих резко различающиеся по молекулярным массам компоненты, внешняя поверхность сорбента должна быть инертна по отношению к крупным молекулам в пробе. Однако определение лекарственных препаратов, как правило, выполняется на гидрофобных сорбентах, на которых белковые молекулы необратимо сорбируются и денатурируются, забивая поверхность и пространство между частицами сорбента. Давление на входе в колонку растет, и ее дальнейшая эксплуатация становится практически невозможной. В то же время для белков инертна гидрофильная поверхность, покрытая, например, гидроксильными или аминогруппами. Поэтому нужно, чтобы сорбент, предназначенный для определения лекарственных препаратов при прямом вводе биологических жидкостей в хроматографическую колонку, имел на внешней поверхности гидрофильное покрытие, а внутри пор содержал покрытие из гидрофобных групп. При этом крупные молекулы не должны проникать в поры, т.е. диаметр пор должен быть меньше, чем гидродинамический диаметр крупных молекул. В этом случае будет действовать эксклюзионный эффект для крупных молекул, и они будут выходить из колонки практически без разделения за время, меньшее мертвого времени колонки для молекул, проникающих в поры, будут действовать обычные механизмы адсорбционной, распределительной или ионообменной хроматографии. [c.529]

Причиной этого является перенос заряда внешней подвижной части ДЭС потоком жидкости. Очевидно, что при положительном заряде поверхности на выходе из перегородки будет скапливаться избыточный отрицательный заряд и, соответственно, появится отрицательный потенциал относительно входа в перегородку. При оседании частиц взвеси встречный поток жидкой среды, омьгеающий поверхность частиц, смывает внешнюю часть двойного слоя, которая, следовательно, отстает от оседающих частиц. Иначе говоря, происходит поляризация частиц и всей дисперсной системы гидродинамическими силами, при которой в направлении оседания частиц (в осадке) накапливается преимущественно заряд того знака, который находится на поверхности частиц, а верхние слои взвеси и освободившаяся от частиц дисперсионная среда обогащаются противоионами. Соответственно такому перераспределению зарядов возникает разность потенциалов в направлении оседания частиц. Она называется потенциалом оседания (потенциалом Дорна). Примечательно, что и после завершения процесса оседания разность потенциалов между осадком и надосадочной средой сохраняется, по крайней мере частично. Эта остаточная разность потенциалов получила название суспензионного, или золь-концентрационного, эффекта. По механизму возникновения он отличается от эффекта Дорна и может быть объяснен стесненностью частиц в осадке — выдавливанием противоионов двойного слоя из осадка, поскольку здесь расстояние между частицами меньше, чем толщина двойных слоев на поверхности частиц. Однако оба эффекта обязаны действию на частицы одной и той же силы — силы тяжести, поэтому они связаны не только общим происхождением, но, возможно, и численными значениями эффектов. Иную природу имеет разность потенциалов между растворами двух электролитов, разделенных перегородкой, непроницаемой для одного из ионов, или между набухшим полимером (гелем) и той средой, в которой он набухает (потенциал Доннана). Этот потенциал сохраняется и тогда, когда полимерная сетка сильно разрежена, т. е. исключена стесненность двойных слоев, вызывающая суспензионный эффект. Вместе с тем можно предположить, что суспензионный и доннановский эффекты — это одно и то же, а различие состоит в способах экспериментального осуществления. Для того, чтобы решение этой проблемы приобрело доказательный характер, следует рассмотреть количественную сторону упомянутых выше эффектов. [c.610]

Абросимов Б.Ф. Гидродинамические особенности и механизм энергечического разделения закрученного потока в цилиндрических диафрагменных каналах. Дис. канд. гехн.наук. - Уфа, 1977. с. 1 56. [c.98]

Математическое моделирование ректификационных колонн для разделения многокомпонентных систем с учетом кинетики массообмена и гидродинамической обстановки на тарелке требует прежде всего достаточно разработанной модели механизма массопередачи на ступени разделения, что и определяет, в первую очередь, адэкватность математической модели в целом реальному объекту. [c.76]

На уровне сегодняшних представлений о механизме эффекта в скрещенных полях особый интерес вызывает установленный автором рост эффекта разделения эмульсий в скрещенных полях с увеличением -по-тенциала капель, что находится в согласии с неоднократными напоминаниями автора о том, что при наложении полей электромагнитная сила действует не на саму каплю нефти, а на проводящую среду, окружающую частицу. В конце концов по поводу механизма воздействия скрещенных полей Ширшов приходит к следующему выводу ускорение движения частиц нефтепродукта при наложении скрещенных полей является результатом действия гидродинамических сил, возникающих при движении жидкости около частицы вследствие локальной неоднородности электрического поля и электрического тока. Величина этих сил тем больше, чем [c.55]

Наряду с основными нисходящими и восходящими потоками в гидроциклоиах наблюдаются многочисленные местные циркуляции и турбулентное перемешивание. Все это определяет сложность гидродинамических процессов и оказывает большое влияние на разделение дисперсных систем в гидроциклонах. Однако принципиальные положения механизма выделения дисперсных примесей из воды в поле центробежных сил сводятся к нижеследуюн1,ему. [c.45]

Объединяя кинетические уравнения, соответствующие описанному выше механизму, с классическими гидродинамическими граничными условиями (3), (9) и (10), из линейного анализа возмуцеаий получаем, что для чисто химической системы имеются многочисленные стационарные состояния, разделенные проыежуто ми неустойчивыми состояниями. При некоторых значениях величин, характеризующих прилоквннце воздействия, выведенная из равновесия система претерпевает фазовые переходы мевду устойчивыми стационарны-т состояниями, что может вызвать возникновение конвективного движения в слое. После перехода через порог неустойчивости сис- [c.67]

В книге кратко изложены основные механизмы мембранных процессов, обсуждены варианты их осуществления и связанные с ними перспективы, приведены свойства некоторых селективных мембран. От пичитепьной особенностью книги является большая информационная насыщенность графического материала. Обсуждены наиболее важные инженерные и экономические аспекты мембранных процессов разделения, тогда как описание конкретного устройства мембранных пакетов, механических, гидродинамических, электрических и других критериев конструирования аппаратуры для рассмотренных разделительных процессов носит скорее иллюстративный характер. Подход к учету взаимодействия мембраны и компонентов разделяемой смеси, приводящий в отдельных случаях к замене селективных мембран неселективными, является в некотором смысле диалектическим. [c.7]

Изменения активности некоторых белков коррелируются, как правило, с изменениями ряда физических свойств. Так, изменение формы белковой молекулы можно установить по изменению некоторых гидродинамических характеристик (например, коэффициента трения, инкремента вязкости), по изменению светорассеяния, поверхностных свойств, диффузии через полупроницаемые мембраны и скорости седиментации [90]. Изменения термодинамических свойств (энтальпии и энтропии), объема, растворимости, оптического вращения, поглощения в инфракрасной области, дифракции электронов, а также некоторые другие характеристики, приведенные Каузманом [90], используются для Оцейки изменений формы белковых молекул. Большинство этих измерений было проведено па макромолекулах неизвестной структуры, для которых не была установлена последовательность аминокислотных остатков. В настоящее время благодаря усовершенствованию методов деградации белков, аналитического определения Концевых групп, методов разделения и идентификации отдельных фрагментов можно успешно изучать белки с молекулярным весом порядка 20 ООО. Хотя эта работа еще не достигла молекулярного уровня, тем не менее она дает возможность лучше использовать значения физических констант белковой молекулы известной структуры для объяснения механизма взаимодействия фермента с субстратом. Структура такого белка, как фиброин (белковое вещество натурального шелка), в настоящее время хорошо изучена благодаря сравнению рентгенограммы и ИК-спектров нативного волокна с рентгенограммами [35, 38, 108, 140] и ИК-спектрами [168] небольших фрагментов белка известной структуры, полученных при деградации, а также синтетитегаихпмшнептидо [c.386]

Разделение растворов и суспензий методами ультра- и микрофильтрации основано на различии в эффективных гидродинамических размерах разделяемых молекул или частиц. Для описания этих процессов исходят из упрощенных механизмов разделения. В рамках одного из таких механизмов — ситового предполагается, что поры мембраны представляют собой цилиндрические капилляры радиусом г, а частиць имеют форму сферы радиусом г. При этом считается, что взаимодействие между частицами мало по сравнению с взаимодействием со стенками пор. В рамках указанной модели было получено следующее выражение для коэффициента просеивания [c.386]

Результат фазового разделения в растворах, находящихся под действием гидродинамического поля, зависит от величины безразмерного фактора етп (е — градиент продольной скорости, Тп —время структурной релаксации) и от времени А , в течение которого происходит переход (это время обычно определяется скоростью приближения к кривой фазовых равновесий данной системы — бинодали). Если А >т п, то система успевает перестроиться в соответствии с условиями ее существования в области метастабильных состояний под бинодалью, т. е. после пересечения бинодали возникают гетерофазные флуктуации, представляющие собой зародыши новой фазы. Математическим выражением нукле-ационного механизма образования новой фазы, по аналогии с процессом кристаллизации, может служить хорошо известная формула Аврами. Если же А/<т , то система может оказаться внутри области, ограниченной спинодалью (кривой, разделяющей области метастабильных и абсолютно нестабильных составов), не успев претерпеть изменений, характерных для нуклеационного разделения, и будет расслаиваться по существенно иному механизму — спинодальному [24]. Между этими механизмами существует кардинальное различие. При разделении фаз по механизму нуклеации новая фаза зарождается в виде малых областей определенного состава (гетерофаэных флуктуаций), размер которых со временем увеличивается, но состав остается неизменным, т. е. система в любой момент времени двухфазна. При спинодальном же механизме на ранних стадиях разделения в системе присутствуют все концентрации от минимальной до максимальной, устойчиво распределенные в объеме. В процессе разделения их геометрическое распределение не меняется, а происходит изменение состава в направлении увеличения разницы между экстремальными составами, т. е. вещество переносится из более разбавленной фазы в более концентрированную, пока концентрации фаз не достигнут равновесных значений, равных концентрациям на бинодали. Таким образом, это рост флуктуаций не в пространстве (конфигурация фаз устойчива во времени), а по амплитуде. Существенно отметить, что в анизотропных системах рост флуктуации происходит только в направлениях, определяемых анизотропией образца (для анизотропных твердых тел— [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология