主题:【第六届原创】气相色谱柱内压力的分布情况讨论

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安平
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                              气相色谱柱内压力的分布情况讨论

  前几天,看到有同仁发起讨论,想探究一下气相色谱柱内压力在色谱柱长方向上的分布情况。其实这个问题比较有趣和值得讨论。气相色谱柱,入口压力高,出口压力低(一般等于大气压),这是比较容易理解的,但是压力是如何递减的呢,大致的趋势如何,可能不是很简单。

  在讨论中间,最重要和基本的一点,气相色谱流动相是气体。气体不同于液体,是比较容易压缩的。所以压力或者流速的表现都要考虑到这一现象。

  记得刚入行的时候,看到比较老的色谱书籍有这个问题的结论。于是翻了翻手头的电子版的色谱书,虽然书的种类很多,但是结论不太好找。或许现在的书籍对色谱现象的讨论没有这么细致了吧。

  闲话少说,其实随着计算机和工作站的发展,我们现在有很多软件工具可以使用。

  下面用SHIMADZU公司的 GCsolution 和 HP的flow calculator软件,做了一下计算机上的实验。结论是压力在气相色谱柱柱长方向上是非线性递减的,愈向色谱柱末端,色谱柱压力衰减愈快。

  下图中给出了一根气相色谱柱,柱前压力为P1,柱后流速为1ml/min。需要讨论色谱柱内A、B、C各个点的压力分布情况。

  假设将色谱柱A点之前部分断开,然后再A点加载P2压力,使得柱后流速为1ml/min。那么P1的压力值就是原始色谱柱中A点压力值。然后依次类推,获得B、C处的压力。

 

图1    色谱柱载气流动示意图

  利用GCsolution可以自动计算流量的特点。在GCsolution中配置不同柱长(其他参数不变),获得了如下的实验结果。
  
  P表示色谱柱压力,L0为原始柱长。
  
表1  工作站实验数据

L/L0 P
60 140.2
55 131.8
50 123
45 113.9
40 104.4
35 94.4
30 83.9
25 72.7
20 60.8
15 48
10 33.9

以P为Y轴,L/L0为X轴,获得如下的气相色谱色谱柱内压力变化曲线



图2  色谱柱内压力变化趋势图

可以看出,在气相色谱柱内,压力随柱长逐渐递减,愈接近色谱柱末端,压力衰减愈快。

然后用 HP 的Flow Calculator 重复了一下,得到相同的结论。
该帖子作者被版主 老多_小多20积分, 2经验,加分理由:第六届原创大赛色谱版区第一篇
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2013/7/1 7:30:55 Last edit by byron1111 举报
飘殇
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原文由 安平(byron1111) 发表:
L  色谱柱入口到某点的长度。
那L/L0应该不大于1吧?
zyl3367898
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这个问题平常没注意过,这样一讲明白了。
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安老师,能否再讲讲“压力变化对实际测试结果可能的影响”?
hechengzi
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压降和阻力有关。如果柱子是均匀的,压降也是均匀的。。


和电阻分压原理类似。。
安平
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安平
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用GCSolution的话,不需要连接色谱柱,只看计算结果就可以了。