Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Диффузия молекул вихревая

    В насадочной колонке происходит дополнительное размытие полосы, обусловленное завихрением потока около частиц сорбента, или так называемой вихревой диффузией. Молекула дан- [c.43]

    В насадочной колонке происходит дополнительное размытие полосы, обусловленное завихрением потока около частиц сорбента, или так называемой вихревой диффузией. Молекула данного компонента движется в потоке подвижной фазы не параллельно оси колонки, а по сложной траектории, форма которой существенно зависит от диаметра зерен d3. [c.43]


    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]

    Флуктуация скорости движения молекул в каналах, образованных частицами сорбента, приводит к размыванию, называемому вихревой диффузией. Молекулы вещества движутся в потоках, меняющих направление и скорость на расстоянии примерно равном йр, поэтому соответствующая вихревой диффузии ВЭТТ имеет вид  [c.57]

    Миграция растворенного вещества в колонке. Скорость прохождения молекулы через колонку, в принципе, определяется сродством этой молекулы к неподвижной фазе чем больше сродство, тем дольше молекула находится в неподвижной фазе. На среднюю скорость движения молекулы через колонку накладываются небольшие отклонения, связанные со скоростью массопередачи вещества между фазами, диффузией молекул как в подвижную, так и в неподвижную фазу. Следовательно, продвижение молекулы через колонку складывается из случайных остановок и возобновления движения. Конечным результатом является симметричное рассеяние молекул данного вещества около некоторого среднего положения (вихревая диффузия). Причем степень рассеяния возрастает с увеличением числа остановок и стартов, с увеличением скорости подвижной фазы. В ходе хроматографирования различные случайные процессы могут происходить одновременно, общая связь между средним стандартным отклонением [c.50]


    Как мы видели, в газохроматографической колонке, кроме молекулярной диффузии вдоль потока газа, происходят еще процессы переноса молекул интересующего нас компонента со струями газа, омывающими зерна насадки (вихревая диффузия), и процессы массообмена с неподвижной фазой. Выше было показано, что все эти процессы вместе можно описать как эффективную диффузию с коэффициентом Это дает нам возможность использовать для кривой размывания с=-[(х, о интеграл уравнения [c.583]

    Поток жидкости, проходящий через слой зерненого адсорбента, нерегулярен. Жидкость протекает через множество различных взаимосвязанных каналов, отличающихся друг от друга извилистостью и степенью сужения. В результате пути, по которым движется поток жидкой фазы с растворенными в ней веществами, имеют различную длину. Поэтому время прохождения слоя адсорбента различными молекулами значительно отличается от средней величины. Возникает дополнительное размывание зоны, называемое вихревым. Влияние этого размывания на ВЭТТ учитывается первым членом уравнения (1.24). В жидкостной хроматографии вихревая диффузия также вносит определенный вклад в размывание. [c.72]

    Как показал Гиддингс [4], коэффициент вихревой диффузии связан с линейной скоростью газа-носителя. Коэффициент диффузии О по Эйнштейну связан с величиной блуждания А и временем блуждания т соотношением ОхА 1г. Расстояние, проходимое молекулой до перемены направления блуждания, соизмеримо с диаметром зерна 3, а время, затрачиваемое на это, равно Д/а. Поэтому О а з- [c.27]

    В струйных ВН газ всасывается струей жидкости или пара. Различают вихревые, эжекторные и пароструйные ВН. Описанные вьппе вихревые И. можно использовать также для достижения высокого вакуума разрежение развивается вдоль оси вихревого потока, создаваемого сжатым воздухом или перегретым паром. В эжекторных ВН, к-рыми могут служить струйные компрессоры и струйные жидкостные И., газ увлекается турбулентной струей жидкости (воды), пара (воды или ртути) или газа (воздуха). Действие пароструйных ВН, или насосов Ленгмюра, создающих высокий и сверхвысокий вакуум, основано на захвате откачиваемого газа струей пара за счет вязкостного трения между ее поверхностными слоями и прилегающими слоями газа (бустерные ВН) или на диффузии его молекул в струю пара жидкости, истекающей из сопла (диффузионные ВН). [c.176]

    Важным параметром, сильно влияющим на размывание, является диаметр зерна сорбента с его уменьшением уменьшаются члены уравнения Ван-Деемтера, обусловленные вихревой диффузией и внешней массопередачей. Влияние зернения сорбента на внешнюю массопередачу понять нетрудно с уменьшением зерен уменьшаются и зазоры между ними, т. е. сокращается путь диффузии сорбата из потока, текущего в этих зазорах, к поверхности зерен. Что касается вихревой диффузии, то с уменьшением диаметра зерна уменьшается длина случайного скачка и увеличивается во столько же раз число скачков, что в совокупности должно уменьшать а Если бы удалось раздробить зерна до размера, равного длине свободного пробега молекул, то зерна перестали бы существовать и вихревая диффузия исчезла бы. [c.69]

    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]

    Массопередача в подвижной фазе имеет важное значение, поскольку в каждом отдельном потоке подвижной фазы молекулы, находящиеся в его центральной части, движутся быстрее, чем такие же молекулы, находящиеся в его периферической части (ближе к берегу реки , т. е, к частицам неподвижной фазы). Это приводит к размыванию хроматографической зоны, по существу, такому же, как и в случае вихревой диффузии. Для снижения отрицательного влияния этого фактора применяют частицы малого диаметра, чтобы каналы между ними были бы достаточно малы. [c.463]

    Молекулы интересующего нас тяжелого компонента жидкой фазы, увлекаемые потоком смеси вдоль колонки, вместе с тем двигаются хаотически во всех направлениях. Их движение в направлении, перпендикулярном оси колонки, не приводит к размыванию зоны, но их хаотическое движение вдоль потока (вперед и назад) способствует размыванию. В случае колонки с насадкой коэффициент продольной диффузии отличается от коэффициента свободной молекулярной диффузии вследствие того, что путь между зернами является извилистым. Причем эта извилистость зависит от формы и размеров зерен, а также от их упаковки. Движение потока жидкости через колонку с насадкой происходит так, что зерна насадки хотя бы частично омываются этим потоком. Даже при медленном ламинарном движении это приводит к завихрениям потока жидкости вокруг зерен насадки, что также ведет к размыванию зоны. В то время как коэффициент продольной диффузии не зависит от скорости потока смеси, коэффициент вихревой диффузии пропорционален этой скорости. [c.6]


    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]

    Вихревая диффузия, возникающая из-за того, что разные молекулы, огибая частицы сорбента разной формы и величины, движутся путями разной длины, вследствие чего смещаются относительно друг друга в продольном направлении. Эта составляющая ВЭТТ определяется величиной [c.48]

    Во-вторых, в результате заполнения колонки сорбентом молекулы газа двигаются не только по оси колонки, но и по многим путям, которые имеют неодинаковую длину скорость потока зависит от размеров пустот между частицами твердого носителя вследствие этих эффектов время пребывания газовых молекул (а также молекул растворенного вещества) в колонке увеличивается в результате происходит размывание полосы, которое зависит от размера частиц сорбента, заполняющего колонку, их формы и способа набивки колонки механизм размывания полосы называется вихревой диффузией по аналогии с вихревой диффузией в турбулентном потоке. [c.47]

    Для описания вихревой диффузии можно воспользоваться уравнением Эйнштейна [5]. По этому уравнению всякое диффузионное размывание можно описать как результат блужданий, совершаемых молекулами  [c.47]

    Вихревая диффузия вызывается разной длиной пути, который проходят отдельные молекулы вещества на одном и том же отрезке колонки. Она возникает вследствие извилистости газовых каналов в заполненной хроматографической колонке. [c.12]

    Размывание зоны, обусловленное вихревой диффузией, объясняется множеством траекторий молекулы при продвижении ее вдоль колонки. Как видно из рис. 29-6, длина этих пробегов различна, следовательно, время пребывания в колонке молекул одного и того же вещества также различно. В результате молекулы растворенного вещества достигают выхода из колонки в некотором интервале времени, что приводит к размыванию полосы элюирования. Вихревая диффузия зависит от однородности наполнителя колонки и размеров частиц, она не зависит от скорости потока. Тщательное заполнение колонки сводит размывание за счет вихревой диффузии к минимуму. [c.263]

    Скорость потока через колонку сильно меняется по всей длине колонки и зависит от структуры наполнителя колонки. Некоторые молекулы движутся быстрее, перемещаясь по свободным каналам между частицами наполнителя (каналообразование). Другие диффундируют в замкнутые пространства и в связи с этим движутся медленнее (вихревая диффузия). Средняя скорость определяет время удерживания, однако различие в скоростях движения различных молекул приводит к дисперсии полосы относительно среднего значения скорости потока. Размывание полосы, обусловленное вихревой диффузией, описывается следующим уравнением  [c.39]

    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]

    Рнс. 50. Идеальные результаты разделений на тонкослойных пластинках. Пятна по виду напо.мпнают бусы и характеризуются равными разделительными числами 2г - 20. Данные получены на слоях сорбентов с разным размером частиц м прн разных длинах разделяющих участков. При использовании мелкозернистых сорбентов (с са.мым малым размером частиц) размывание пятен обусловлено в основном диффузией молекул. При работе с крупнозернистыми сорбентами преобладающее возда 5ствие оказывают вихревая диффузия и сопротивление массопередаче 1,. - длительность элюирования (секунды). [c.143]

    Важной характеристикой хроматографического разделения является размывание зоны компонента при его движении по колонке. В момент ввода образец занимает узкую полосу в верхней части колонки. При движении по колонке эта полоса размывается за счет неодинаковой средней скорости молекул одного и того же компонента, обусловленной различными факторами. Так, вихревая диффузия вызьшает более медленное перемещение молекул в узких каналах, чем в широких. Другим фактором является массоперенос в подвижнойфазе.Жидкость вблизи твердых частиц движется медленно, а в центре струйки между частицами - быстро. В результате молекулы компонента за равное время проходят разный путь центральные перемещаются быстрее, а находящиеся вблизи частиц - медленнее. Вносят свой вклад в размывание полосы и массоперенос в застойных зонах подвижной фазы, обусловленный диффузией молекул компонента в поры частиц неподвижной фазы, а также массоперенос в стационарной фазе, определяемый прониканием молекулы в глубь частицы. Чем медленнее движется компонент по колонке, тем больше размьшание. На рис. 1 приведена хроматограмма, иллюстрирующая разделение трехкомпонентного образца. Каждый компонент характеризуется временем удерживания шириной полосы или пика tw. Чем больше различие в компонентов, тем легче они разделяются, и чем меньше Гц,, тем лучше разделение. [c.6]

    Весьма важным для установления границ аналогии является характер движения частиц в нсевдоожиженном слое. В термостатированной капельной жидкости ее состояние определяется пульсационным движением молекул. В однородном псевдоожиженном слое механизм диффузии твердых частиц подобен молекулярному . При псевдоожижении газом твердые частицы также совершают нульсационные перемещения , но с увеличением скорости газа начинает доминировать движение не отдельных частиц, а их агрегатов > , что аналогично движению турбулентных вихрей в капельной жидкости. Вихревой механизм переноса в нсевдоожиженном слое обусловлен движением газовых пузырей и граничными эффектами. Вблизи поверхностей и деталей (даже в отсутствие пузырей) нарушается равномерность распределения скоростей ожижающего агента и возникает направленная циркуляция твердого материала, аналогично конвективным токам в нетермостатированном сосуде с капельной жидкостью. Следует подчеркнуть, что граничные эффекты в псевдоожиженном слое выражены резче, чем в капельной жидкости. [c.495]

    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 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]

    Неоднородность потока подвижной фазы. Сорбент, находящийся в хроматографической колонке, можно считать системой взаимопересекающихся каналов, в которых в результате вихревой диффузии скорость переноса подвижной фазы отдельных молекул может различаться. Этому процессу отвечает составляющая [c.22]

    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]

    Процесс выравниванЕм концентраций можно значительно ускорить, заставив газ и, в особенности, жидкость двигаться, т. е. включив в работу механизм конвективного переноса молекул растворенного вещества. В этом случае локальные концентрации растворенного компонента в основной массе жидкости быстро выравниваются за счет конвективного переноса, турбулентной и вихревой диффузии, а процесс молекулярной диффузии лимитирует скорость переноса молекул только в очень тонком слое, прилегающем к поверхности раздела фаз. Чем выше скорость движения жидкости, тем этот слой тоньше. Вопросы, связанные с механизмами и расчетами процессов конвективной диффузии, подробно рассматриваются в разделе 5.2. [c.26]

    Вихревая диффузия. В любой колонке с насадкой размывание зон обусловлено, в частности, очень большим числом возможных путей различной длины, по которым движутся вдоль колонки молекулы хроматографируемого вещества в потоках газа-носителя, т. е. многоканаль-ностью путей движения газа-носителя в насадке. Поэтому в зависимости от длины пути некоторые молекулы будут достигать конца колонки раньше, а другие позже по сравнению со средним временем пребывания молекул в колонке. Таким образом, мпогоканальность движения газа-посителя в слое насадки приводит к расширению хроматографической зоны. Эта причина размывания на- [c.32]

    Хотя эти эффекты почти не изучены экспериментально, очевидна, что регул5фность набивки, размера частиц и их формы способствует уменьшению различий в скоростях потока подвижной фазы. Таким образом, вихревая диффузия полностью определяется свойствами неподвижной фазы. Следствием вихревой диффузии является размывание зон вещества, элюируемого через спой с помощью подвижной фазы. Некоторые молекулы вещества попадают в потоки, скорость которых больше, другие - в потоки, скорость которых меньше, чем средняя скорость. Вследствие этого молекулы вещества опережают центр полосы или отстают от него. Кроме того, каждая молекула может также переходить из одного потока в другой. Скорость нового потока, образовавшегося при слиянии двух путей, в весьма малой степени зависит от скоростей исходных потоков. Помимо того, молекула растворенного вещества может диффундировать из одного потока в другой. По этим причинам движущаяся через спой неподрижной фазы молекула то быстро перемещается, то медленно блуждает. [c.41]

    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]

    Размывание в подвижной фазе не ограничивается только сво-Зодной и вихревой диффузией. При движении хроматографиче- кой зоны наблюдается явление, сходное по механизму с тейлоровской диффузией [19, с. 29]. Наличие профиля скорости в каналах а диффузия в сорбент приводят к образованию поперечного концентрационного профиля и, соответственно, к возникновению выравнивающего концентрации поперечного диффузионного порока. Это размывание, связанное с внешнедиффузионным массо-аереносом, пропорционально и и среднему времени /т, в течение которого молекула находится в подвижной фазе, т. е. Я С-Так как 1 т йув, то ВЭТТ, соответствующая этому процессу, будет [c.57]


Смотреть страницы где упоминается термин Диффузия молекул вихревая: [c.590]    [c.7]    [c.7]    [c.62]    [c.464]    [c.554]    [c.549]    [c.40]    [c.6]    [c.57]   
Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов (1968) -- [ c.110 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Вихревая диффузия молекул в турбулентном потоке



© 2025 chem21.info Реклама на сайте