Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Теоретическая тарелка, модель

    Гипотеза теоретической тарелки, использованная для создания определенности при переходе от составов фаз в одном отделении колонны к составам фаз в смежном, выражает лишь идеализированную модель взаимодействия парового и жидкого потоков на тарелке и, хотя дает качественно правильную картину этого явления, тем не менее недостаточна для его количественной оценки. [c.207]


    Как следует из табл. 14 при моделировании ректификационных колонн в качестве гидродинамических моделей тарелок используются в основном для жидкости — модель идеального перемешивания и ячеечная модель, а для пара — модель идеального вытеснения и идеального перемешивания. Идеальное перемешивание пара соответствует предположению о конденсации его на тарелке, что обычно допускается при использовании понятия теоретической тарелки. [c.297]

    При использовании математической модели, основанной на теоретических тарелках, когда предполагается, что состав пара равновесен составу жидкости на тарелке [c.308]

    Простейшей математической моделью является модель без учета кинетики процесса абсорбции. Насадочный абсорбер рассматривается как тарельчатый аппарат с тарелками, имеющими к. п. д., равный 1 (модель 2). Причем число тарелок выбирается равным числу ступеней, эквивалентных одной теоретической тарелке. [c.416]

    Перечисленные усовершенствования процедуры расчета тарельчатой модели колонны позволили, в частности, рассчитывать колонны с вводом водяного пара с 3—4 теоретическими тарелками в отгонных секциях, в то время как ранее разработанная программа КС-3 могла рассчитывать колонны только с [c.113]

    Из решения системы уравнений диффузионной модели (4.77) - (4.78) находятся поля концентрации компонентов многокомпонентной смеси в паровой и жидкой фазах по высоте насадочной колонны. При известных полях концентрации и условий равновесия можно найти число теоретических тарелок и высоту эквивалентную теоретической тарелки (ВЭТТ) для заданного типа насадки и режимных параметров работы колонны. [c.153]

    Физико-математическое рассмотрение этих процессов приводит в зависимости от подхода к различным общим теориям хроматографии, которые, хотя имеют различную форму, родственны друг другу и в своей основе применимы к любому хроматографическому методу, следовательно, и к хроматографии в тонких слоях. В разделе I мы даем краткое изложение способа рассмотрения, основанного на наглядной модели хроматографического процесса. Несмотря на наглядность в нем отсутствуют априорные положения (например, теоретические тарелки) этот способ в той мере, в какой адсорбционные и распределительные явления не зависят от концентрации, нашел безупречное математическое выражение. Мы увидим ниже, какое распределение вещества имеет место в движущейся зоне, каким образом скорость движения или значения Rf зависят от коэффициентов распределения или адсорбции и почему происходит деформация зоны. [c.82]


    Физическая модель. Представим, что хроматографическая колонка поделена на отдельные контактирующие части соответствующие отдельным экстракционным трубкам в приборе противоточного распределения. Каждая часть содержит определенный объем подвижной А Ум и стационарной ДУз фазы. Во всей колонке имеется N таких частей, и так как в каждой из них достигается полное равновесие между стационарной и подвижной фазами, их называют теоретическими тарелками. Таким образом, поделенная на Части хроматографическая колонка эквивалентна прибору противоточного распределения с N экстракционными стадиями. Подвижная фаза соответствует верхней фазе в противоточном распределении и движется через прибор тем же самым образом. Существует, однако, различие в способе прослеживания процесса разделения. В противоточном распределении содержание каждой трубки анализируется после определенного числа переносов (п). В хроматографии содержание Л -ной трубки непрерывно анализируется посредством детектора, а п, т. е. число объемов подвижной фазы (ЛУм), прошедших через колонку, растет по мере проведения процесса. [c.531]

    Сравнение уравнений (109) и (ПО) показывает, что они отличаются только граничными условиями и членом, учитываюш,им диффузию. В уравнении (109) имеется коэффициент ст (коэффициент передачи), а в (ПО) входит 5 (расстояние между теоретическими тарелками) вместо члена в уравнении (ПО) имеется 2 L + aV) последние две величины в практических случаях часто грубо равны [57]. Согласование между уравнениями такое, которое можно было бы и ожидать в условиях большой разницы между физическими моделями, представленными на фиг. 7.2 и 7.13. Однако имеются некоторые соображения по изменению принятых в этом разделе допущений, что может привести к более близкому согласованию уравнений. [c.212]

    Для модели теоретической тарелки СТ-траектория РП- [c.80]

    В упрощенной модели предполагалось, что колонка работает в изотермическом режиме. Однако на практике это предположение не выполняется из-за совместного действия тепла, выделяющегося при растворении проб больших размеров, и ограниченной скорости теплопередачи через колонки большого диаметра. Температурные эффекты, связанные с прохождением растворенного вещества через теоретическую тарелку, изучены Скоттом [75]. Он обнаружил, что избыточное образование тепла возрастает с увеличением 1) скорости потока газа в колонке, 2) объема пробы и 3) с уменьшением [c.48]

    Иллюстрацией модели Глюкауфа служит рис. 27. Теоретическая тарелка — это участок колонки объемом Ах. Объем колонки от ее верхнего уровня до уровня этой тарелки — х. Для простоты будем рассматривать колонку с площадью поперечного сечения равной единице. Тогда л будет одновременно и высотой колонки от верхнего уровня смолы до той же тарелки . [c.162]

    Самой первой моделью аппарата со ступенчатым контактом была модель теоретической тарелки, или равновесной ступени. Она сводится к такой схеме. Аппарат рассматривается как последовательность ступеней ( тарелок ) идеального смешения. В каждую ступень снизу входит газ (пар), сверху — жидкость. Здесь фазы перемешиваются. Затем они разделяются и расходятся газ наверх, жидкость вниз. При этом вводится добавочное допущение на каждой ступени массообмен столь интенсивен, что фазы приходят в равновесие. Таким образом, это ячеечная модель (см. раздел 14), дополненная условием идеального массообмена. [c.222]

    Переход от модели теоретической тарелки к реальным случаям требует внесения поправок, физический смысл которых сложен-Проводится много работ по построению более реалистичных моделей, учитывающих характер потоков и массообмен на каждой сту пени — см., например, книгу [25]. [c.223]

    Модель теоретической тарелки [17] основывается на представлении о том, что хроматографическая колонка состоит из ряда отрезков такой длины, что при данных условиях в каждом из них может достигаться равновесное распределение растворенного вещества между обеими фазами. Таким образом, в действительности непрерывный процесс рассматривается как дискретный, в котором параметром, определяющим расширение зоны, является высота Н, эквивалентная одной теоретической тарелке. Хотя такая тарелочная модель не соответствует действительности, величина Я представляет собой полезный критерий оценки разделяющей способности хроматографической колонки. Математический анализ [12] этой модели приводит к простому соотношению, согласно которому высота, эквивалентная одной теоретической тарелке, равняется отношению дисперсии ширины зоны, выраженной в единицах длины во второй сте- [c.50]

    В качестве зависимости 11=л(- ) используют аппроксимационное соотношение (21.17), получаемое при обработке экспериментальных данных. В модели принято, что куб-испаритель по своему разделяющему действию равноценен одной теоретической тарелке. Это значит, что покидающий его пар равновесен с кипящей жидкостью состава Xw- [c.166]


    В гл. III рассмотрены методы термодинамического расчета процесса ректификации смеси кислород—аргон—азот, основанные на понятии теоретической тарелки. Как известно, эта модель не удовлетворяет действительному процессу на тарелках — на реальных тарелках не достигается равновесия между жидкостью и паром, имеется градиент концентраций жидкости, потоки жидкости и пара распределяются неравномерно 2, 5, 15, 27, 52, 53, 55, 69, 71]. Изучению гидродинамики и массопередачи при ректификации, в том числе в ВРК [15], в последние годы уделяется большое внимание. Однако составление математической модели процесса, которая бы учитывала в достаточной степени все факторы, действующие на реальной тарелке при ректификации многокомпонентных смесей, является весьма сложной задачей. При ректификации воздуха решение этой задачи встречает дополнительные трудности вследствие работы колонны в условиях пульсаций от переключения регенераторов. [c.104]

    Наиболее простой и удобной для расчета распределения компонентов является модель, основанная на понятии теоретической тарелки. Целесообразность применения такой модели вызывается еще и тем, что на стадии выбора схем разделения конструктивные, а следовательно, и кинетические параметры могут быть еще неизвестны. Поэтому задача заключается в исследовании соответствия расчетного распределения компонентов, полученного при использовании модели теоретической тарелки , действительному. При наличии уравнений, позволяющих с высокой точностью определить равновесные и рабочие концентрации (см. гл. П, П1), отклонения теоретической линии ректификации (см. гл. П1, п. 2 и рис. 18) от действительной могут вызываться влиянием кинетических факторов процесса. [c.105]

    Другой метод анализа распределенных систем, используемый при решении дифференциальных уравнений с частными производными на вычислительных машинах, основан на представлении непрерывного процесса многоступенчатым с сосредоточенными параметрами в каждой ступени. В зависимости от принимаемых допущений относительно механизма процесса массопередачи в ступени, а также способа представления движущей силы возможны некоторые разновидности математических моделей (см. табл. 17, модели 2, 3). Простейшей математической моделью является модель без учета кинетики процесса абсорбции. Насадочный абсорбер рассматривается как тарельчатый аппарат с тарелками, имеющими к.п.д., равный 1 (модель 2). Причем число тарелок выбирается равным числу ступеней, эквивалентных одной теоретической тарелке. Расчет динамических характеристик при помощи этой модели показал неудовлетворительное представление участка запаздывания на временной характеристике процесса при малом числе ступеней разделения. Кроме того, расчет стационарных режимов может быть выполнен лишь с некоторым приближением, так как число ступеней не может быть дробным. [c.368]

    В качестве основы модели реакционно-ректификационной колонны была использована модель процесса ректификации в сложной композиционной колонне, эквивалентной любой системе простых колонн. Эта модель теоретической тарелки применительно к рассматриваемой задаче расчета реакционно-ректификационной колонны была дополнена блоками смешения сырьевых и циркулирующего потоков и расчета химического превращения, происходящего на теоретической тарелке, выполняющей одновременно функции реакционного устройства. [c.294]

    Модель статики ректификации предусматривала в общем случае определение состава смеси на тарелке после смешения вводимого сырья ректификации (реакционной смеси) с потоками пара и жидкости, поступающими с нижележащей и вышележащей тарелок, расчет доли отгона паров из исходной смеси, определение значения константы фазового равновесия эталонного компонента (этиленгликоля), при которой обеспечивается достижение заданной доли отгона на теоретической тарелке, с последующим расчетом составов равновесных потоков жидкой и паровой фаз и их температуры методом релаксации. [c.294]

    При использовании методов расчета по теоретическим тарелкам учет изменения потоков пара и жидкости по ступеням разделения принципиально не представляет трудности, поскольку при этом составы однозначно определяются условиями равновесия и рабочей линией процесса. Иначе обстоит дело при расчетах разделения с использованием диффузионного механизма массообмена. Если при разделении близкокипящих смесей можно допустить наличие эквимолярной массопередачи между жидкостью и паром, то при значительной разнице в теплотах испарения разделяемых компонентов необходимо уже учитывать пеэквимолярность массопередачи (табл. 14, модель 2). [c.303]

    При рассмотрении статики абсорбции даны сведения о равновесии некоторых конкретных систем. В главу Кинетика абсорбции включены краткий обзор различных моделей абсорбции и разделы, посвященные экспериментальному определению коэффициентов массопередачн и моделированию абсорберов. При расчете ступенчатых аппаратов автор отказался от применения понятия Теоретическая тарелка , как не отвечающего современному уровню знаний. Приведены расчеты абсорбции летучим поглотителем и абсорбции с выделением тепла по разработанному автором методу. Расчет десорбции рассмотрен на основе тепловой диаграммы равновесия. Кратко изложены вопросы применения электронно-счетных машин для расчета некоторых абсорбционных процессов. Введена глава, посвященная регулированию работы абсорбционных установок. При написании книги использована Международная система единиц (СИ). [c.8]

    При использовании математической модели, основанной на теоретических тарелках, когда предполагается, что состав пара равновесен составу жидкости на тарелке система балансовых уравнений (П1,49) для заданных по тарелкам значений температур становится линейной относительно величин составов. В этом случае для расчета составов по ступеням разделения возможно применение матричных методов решения систем линейных уравнеций с последующей коррекцией распределения температур. [c.260]

    Чем меньше величина Я, тем лучше работает колонка. В современных колонках добиваются того, что Я = (1 -н 2) т. е. величине Я отвечает размер порядка малых долей миллиметра. Отсюда появилось наглядное представление о тонком диске, как бы вырезанном из колонки. Его образно назвали теоретической тарелкой , а величину Я именуют высотой теоретической тарелки . Исторически этот термин появился при рассмотрении людели хроматографического процесса, где непрерывную элюцию заменяли малыми скачкообразными продвижениями зоны, подобно тому как это было сделано выше в методе диаграмм. Кстати, с помощью этого метода понятию теоретической тарелки можно придать наглядный смысл. Как было установлено при сопоставлении диаграмм рис. 5, с уменьшением ширины гипотетического скачка, описывающего продвижение зоны вдоль колонки, меняется и форма зоны, в частности степень ее расширения. Представим себе, что при хроматографировании определенного вещества в реальных условиях мы экспериментальным путем нашли закон расширения зоны, а затем подобрали ширину теоретического скачка так, чтобы расширение, описываемое методом диаграмм, следовало бы точно такому же закону. Ширина этого скачка и отвечает понятию высоты теоретической тарелки Я. В методе диаграмм мы не принимали во внимание продольной диффузии, однако можно себе представить, что существует более сложная модель скачкообразного движения зоны, учитывающая все факторы, ведущие к размыванию зоны. Ширина эквивалентного скачка в этой модели может служить наглядной иллюстрацией понятия о величине Я. [c.32]

    И. В частности, модель для оценки эффективности разделения по высоте, эквивалентной одной теоретической тарелке) заимствовано из газовой хроматографии. Такой подход в своей основе неправомерен и может приводить только к полуколичесгвенному (хотя и в большинстве случаев пригодному) описанию процесса перемещения зон (пятен). [c.75]

    Применительно к задачам лабораторной ректификации на основе модели трубчатой колонны были предложены усовершенствованные, более эффективные конструкции пленочных колонн. Так, Видмер [10] разработал колонку, состоящую из стеклянной трубки, внутри которой помещается стеклянная спираль. Хорошие резулбтаты были достигнуты [11] при осуществлении ректификации в спирально изогнутой трубке. Для колонки диаметром 0,6 см значения высоты, эквивалентной теоретической тарелке (ВЭТТ) составили 4—6 см при удельной задержке жидкости 0,2—0,6 мл на одну теоретическую тарелку. [c.21]

    На рис. 2 изображена расчетная схема ректификации в полной колонне, соответствующая модели процесса с теоретическими тарелками. Исходная смесь Р поступает в колонну в виде смеси пара Vf и жидкости Lf. Дистиллят отбирается в виде насыщенного пара У1=0, кубовый остаток — в виде кипящей жидкости L = W. Разделительное действие дефлегматора и кипятильника примем эквивалентным эффекту разделения на одной теоретической тарелке. Число теоретических равповесных ступеней равио п в укрепляющей секции, считая дефлегматор, [c.21]

    Составим ма1ематическое описание для непрерывной формы модели процесса ректификации. Схема материальных потоков в насадочной колонне изображена на рис. 4. В отличие от расчетной схемы колонны с теоретическими тарелками дефлегматор и кипятильник в насадочной колонне удобнее рассматривать как самостоятельные аппараты. Укрепляющая секция (см. рис. 4) — часть колонны, заключенная между сечениями (1—<1 и г—г. Для насадочной колонны справедливы уравнения материального и теплового балансов, анало гичные тем, которые представланы выражениями (1,4) —(1,13). [c.24]

    Составы продуктов разделения зависят от соотношения расходов материальных потоков в колонне (флегмовых чисел) и ее разделяющего действия. Последнее чаще всего выражается числом теоретических ректификационных тарелок или числом единиц переноса массы, требующихся для получения продуктов разделения заданного состава при определенном флегмовом числе. Под теоретической тарелкой понимается идеализированная модель массообменного устройства с идеальным перемешиванием жидкости и пара. Покидающий такую тарелку пар находится в состоянии равновесия с находящейся на тарелке жидкостью. [c.25]

    Кинетические свойства веществ определяются с помощью уравнения высоты, эквивалентной теоретической тарелке. В настоящее время наиболее обоснованной теорией размытия в наса-дочной колонке считается сопряженная модель Гиддингса [78], дополненная представлениями о внешнедиффузионной массо-передаче, развитыми Жуховицким [4]. Высота, эквивалентная теоретической тарелке, [c.19]

    В теории линейной хроматографии идеальная модель исключает какое-либо размывание полосы в системе ввода, поскольку предполагается, что образец в начале колонки занимает объем сорбента, эквивалентный одной теоретической тарелке. На практике конечный объем образца и конечное время дозирования препятствуют это.му. Тем не. менее при стремлении к идеальной модели следует вводить минимально возможные дозы за минимально короткий интервал времени. С этой целью предложено использовать спепиальный шприц, поршень которого опускается под ударо.м небольшого резинового молоточка, что сводит к ми->П1муму период дозирования. Предложен также шприц в виде п )столета, выстреливающий пробу в колонку. [c.24]

    Джиддингз рассмотрел чрезвычайно сложный хроматографический процесс с точки зрения модели, включающей явления на равных уровнях молекулярном, между частицами, на частицах и с точки зрения геометрии колонки. Существенным для всех методов хроматографического разделения является разная скорость движения различных растворенных веществ, которая зависит от их коэффициентов разделения при условии, что полосы и пики разделяются друг относительно друга быстрее, чем они уширяются. Даже если растворенное вещество впрыскивают в виде острого пика, на ранних стадиях элюирования получается распределение растворенного вещества по закону Пуассона (предельное биномиальное распределение). После прохождения растворенным веществом пути, эквивалентного примерно 50 теоретическим тарелкам, распределение весьма приблил ается к узкополосной кривой распределения по закону Гаусса (см. рис. 23-5). На молекулярном уровне движение хаотично и напоминает процесс случайных толчков, молекулы временами движутся вперед в подвижной фазе, а временами застывают в неподвижной фазе. Вероятность пребывания молекулы в неподвижной фазе зависит от коэффициента разделе- [c.502]

    Полученный параметр представляет собой отношение заданной уравнением (129) теоретически достижимой высоты, эквивалентной теоретической тарелке, к полученной на опыте при оптимальных условиях высоте, эквивалентной тарелке разделения, /imin(3K n). Чем меньше СЕ, тем лучше прошло нанесение на поверхность неподвижной жидкости. Однако, как показано авторами работы [80], параметр эффективность покрытия , определяемый уравнением (130), является упрощенной моделью реального процесса и не отражает его в достаточной степени. В частности, для малых диаметров капилляров необходимо учитывать диффузию в неподвижной фазе, а также отношение давления на входе и выходе колонки р,/ро- Для идеального тонкослойного капилляра следует обращать внимание также на влияние фазового отношения , емкости удерживания разделяемых компонентов, природу газа-носителя, свойства неподвижной жидкости, стабильность пленки и прежде всего на состояние внутренней стенки трубки. Хотя в практике эксперимента еще не достигнут теоретически предсказываемый предел, за последние 20 лет был проведен целый ряд интересных хроматографических анализов с помощью тонкослойных капиллярных колонок. В качестве примеров можно назвать разделение гомологов анизола (хроматограмма приведена на рис. П.31) и разделение смеси пестицидов (рис. II.32). Изготовление и применение тонкослойных капиллярных колонок может получить дальнейший импульс в своем развитии в связи с появлением гибких кварцевых капилляров. Химическая чистота материала трубки, ее инертная и однородная поверхность, несомненно, дадут возможность проводить анализ полярных веществ и, кроме того, повысить максимально допустимую температуру находящейся в капилляре неподвижной жидкости. В работе Липского и др. [81], указывающей направление дальнейших работ в этой области, проведены разделения на 25-метровой колонке, изготовленной из кварцевых капилляров. Для диметилфенола при /г = 4,5 высота, эквивалентная теоретической тарелке, составила [c.116]

Смотреть страницы где упоминается термин Теоретическая тарелка, модель: [c.587]    [c.275]    [c.19]    [c.78]    [c.19]    [c.54]   
Лабораторное руководство по хроматографическим и смежным методам Часть 2 (1982) -- [ c.50 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Тарелка теоретическая



© 2025 chem21.info Реклама на сайте