多孔介质中超临界流体数值模拟

流体力学名词解释,绝对的精华

第一章绪论 可压缩流体:流体密度随压强变化不能忽略的流体。 理想流体:没有粘性的流体。 牛顿流体:符合牛顿内摩擦定律的流体。 非牛顿流体:不符合牛顿内摩擦定律的流体。 表面力:作用在隔离体表面上的力,它在隔离体表面上呈连续分部。 质量力:作用于隔离体内每个液体质点上的力,其大小与液体的质量成正比,与加速度有关。易流动性:静止时不能承受切向力,运动时抵抗剪切变形的能力。 三大模型:连续介质模型、不可压缩模型、理想流体模型。 连续介质模型:认为液体中充满一定体积时不留任何空隙,其中没有真空,也没有分子间隙,认为液体是连续介质,由此抽象出来的便是连续介质模型。 不可压缩流体模型:在忽略液体或气体压缩性和热胀性时,认为其体积保持不变以简化分析,流体密度随压强变化很小,可视为常数的流体。 理想流体模型:连续介质模型和不可压缩模型的总和。 第二章水静力学 静水压力:静止液体作用在与之接触的表面上的水压力 绝对压强:以毫无一点气体存在的绝对真空为零点起算的压强。 相对压强:以同高程大气压强为零点起算的压强。 真空压强:是指绝对压强小于当地大气压时,P为负值时的状态。 位置水头:计算点在基准面以上的位置高度。 压强水头:测压管液面相对于计算点的高度。 测压管水头:测压管液面相对于基准面的高度。 静水压强的两特性: 1,压强方向与作用面内法线方向重合。 2,静止液体中任一点静水压强的大小与作用面的方向无关,即,作用于同一点各方向的静水压强相等。 等压面与质量力正交。 等压面:液体压强相等的各点组成的面。 同种,静止,连续的液体的水平面为等压面。 第三章水动力学基础 拉格朗日法:把流场中的液体看做是由无数连续质点所组成的质点系,追踪研究每一质点的运动轨迹并加以数学描述,从而求得整个液体运动规律的方法,称拉格朗日法。 欧拉法:直接从流场中每一固定空间点的流速分布入手,建立速度、加速度等运动要素的数学表达式,来获得整个流场的运动特性。 恒定流:流场各空间点上一切运动要素均不随时间变化的流动。 流线:表示某一瞬时流体各质点运动趋势的曲线,曲线上任一点的切线方向与该点的流速方向重合。(对欧拉法的描绘) 迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹。(对拉格朗日法的描绘) 流管:在垂直于流动方向的平面上,过流场中任意封闭的微小曲线上的点作流线所形成的管状面称为流管。 过流断面:流束上与流线正交的横断面称为过流断面。 元流:元流指过流断面无限小时流管及内部的流体。 总流:总流是过流断面为有限大小的流管及内部的流体。 一元流:运动要素是一个空间坐标的函数的流动。

超临界萃取原理

超临界萃取原理 超临界流体萃取是当前国际上最先进的物理分离技术。 常见的临界流体中,由于CO2化学性质稳定,无毒害和无腐蚀性,不易燃和不爆炸,临界状态容易实现,而且其临界温度(31.1℃)接近常温,在食品及医药中香气成分,生理活性物质、酶及蛋白质等热敏物质无破坏作用,因而常用CO2作为作为萃取剂进行超临界萃取。 一、超临界CO2 纯CO2的临界压力是7.3MPa和31.1℃时,此状态CO2被称为超临界CO2。在超临界状态下,CO2流体是一种可压缩的高密度流体,成为性质介于液体和气体之间的单一状态,兼有气液两相的双重特点:它的密度接近液体,粘度是液体的1%,自扩散系数是液体的100倍,因而它既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度,又具有与液体相近的密度和对某些物质很强的溶解能力,可以说超临界CO2对某些物质有着特殊的渗透力和溶解能力。 二、超临界CO2萃取过程 超临界CO2密度对对温度和压力变化十分敏感,所以调节正在使用的CO2的压力和密度,就可以通过调节CO2密度来调整该CO2对欲提取物质的溶解能力;对应各压力范围所得到的的萃取物不是单一的,可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,与被萃取物质完全或部分分开,从而达到分离提纯的目的。 三、超临界CO2溶解选择性 超临界状态下的CO2具有选择性溶解,对低分子、弱极性、脂溶性、低沸点的成分如挥发油、烃、酯、内脂、醚、环氧化合物等表现出优异的溶解性,而对具有极性集团(-OH、-COOH等)的化合物,极性基团愈多,就愈难萃取,故多元醇、多元酸及多羟基的芳香物质均难溶于超临界CO2。对于分子量大的化合物,分子量越大,越难萃取,分子量超过500的高分子化合物几乎不溶,因而对这类物质的萃取,就需加大萃取压力或者向有效成分和超临界CO2组成的二元体系中加入具有改变溶质溶解度的第三组成粉(即夹带剂),来改变原来有效成分的溶解度。一般来说,具有很好性能的溶剂,也往往是很好的夹带剂,如甲

超临界流体萃取

第八章超临界流体萃取 8.1概述 8.1.1什么是超临界流体萃取 超临界流体萃取是一个正在发展中的新型分离技术.超临界流体萃取是利用超临界流体作为萃取剂依靠被萃取的物质在不同的蒸汽压力下所具有的不同溶解能力以萃取所需组分。然后采用升温降压或两者兼用和吸收(吸附)等手段将萃取剂与所萃取的组分分离的一种新分离方法。 在有些文献中.它又被称为压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等等。 早在1879年,人们就已认识了超临界萃取这一概念。当时发现超临界流体的密度增大到与液体密度相近时,很多固体化合物会被溶解。如碘化钾可溶解干超临界态的乙醇中,而当压力降低后又可析出、后来人们又认识到地质演变过程中,水对岩石的形成,甲烷对石油的形成和迁移,都与超临界流体的溶解作用有关.直到1942年,苏联科学家才提出,将超临界作为技术应用于石油脱沥青过程,而基础理论和实际应用的研究到50年代后期才开始进行. 但直到60年代,才开始有了工业应用的研究工作.近年来各国都广泛地开展了这方面的研究。现在,超临界流体萃取已形成为一门新的分离枝术.并已被用在食品、石油、医药、香料等等工业部门.与其有关的超临界流体的热力学以及超临界流体萃取的工艺和设备等各项研究工作也正在广泛地开展.世界上已召开了多次专门的学术会议,并已发表了许多这方面的专著。我国也已开展了这方面的研究工作,并已取得了不少科研成见。 8.1.2超临界流体的概念 一.什么是超临界流体? 超临界流体(SCF)是指热力学状态处于临界点(Pc,Tc)之上的流体。SCF是气、液界面刚刚消失的状态点,高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。此时流体处于气态与液态之间的一种特殊状态,具有十分独特的物理化学性质。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。 复习:任何一种物质都存在三种相态——气相、液相、固相。三相成平衡态共存的点叫三相点。SCF是气、液界面刚刚消失的状态点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界温度、临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。 (在这种条件下,流体即使处于很高的压力下,也不会凝缩为液体.) 二.超临界流体的特征 图8.1二氧化碳的p-T相图 表8.1 超临界流体的气体、液体和SCF物理特征比较

流体力学名词解释

流体力学概念总结 1.连续介质模型:在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。 2.质量力:处于某种力场中的流体,所有质点均受有与质量成正比的力,这个力称为质量 力。 3.表面力:指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 4.流体的相对密度:某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 5.体胀系数:当压强不变而流体温度变化1K时,其体积的相对变化率,以α表示。 6.压缩率:当流体保持温度不变,所受压强改变时,其体积的相对变化率。 7.粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 8.动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 9.运动粘度:动力粘度和流体密度的比值。υ=μ/ρ 10.恩氏粘度:被测液体与水粘度的比较值。 11.理想流体:一种假想的没有粘性的流体。 12.牛顿流体:在流体力学的研究中,凡切应力与速度梯度成线性关系,即服从牛顿内摩擦 定律的流体,称为牛顿流体。 13.表面张力:引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 14.静压强:当流体处于绝对静止或相对静止状态时,流体中的压强称为流体静压强。 15.有势质量力:质量力所做的功只与起点和终点的位置有关,这样的质量力称为有势质量 力。 16.力的势函数:某函数对相应坐标的偏导数,等于单位质量力在相应坐标轴上的投影,该 函数称为力的势函数。 17.等压面:在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 18.压力体:由所研究的曲面,通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面(或其延伸 面)所围成的封闭体积叫做压力体。 19.实压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时,称该压力体为实压力体。 20.虚压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时,称该压力体为虚压力体。 21.浮力:液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 22.时变加速度(当地加速度):位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 23.位变加速度(迁移加速度):流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 24.全加速度(质点导数或随体导数):时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 25.恒定流动(定常流动):流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化,这样的流动称 为恒定流动。 26.非恒定流动(非定常流动):流场中运动参数不但随位置改变而改变,而且也随时间变 化,这种流动称为非恒定流动。 27.迹线:流体质点的运动的轨迹称为迹线。 28.流线:某瞬时在流场中作一条空间曲线,该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。 29.流管:在流场中任取一封闭曲线l(非流线),过曲线上各点作流线,所有这些流线构成一 管状曲面,称为流管。 30.流束:若在流场中取一非流面的曲面S,则过曲面上各点所作流线的总合,称为流束。 31.总流:在实际工程中,把管内流动和渠道中的流动看成是总的流束,它由无限多微小流

超临界萃取的技术原理

一、超临界萃取的技术原理 利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。 超临界CO2是指处于临界温度与临界压力(称为临界点)以上状态的一种可压缩的高密度流体,是通常所说的气、液、固三态以外的第四态,其分子间力很小,类似于气体,而密度却很大,接近于液体,因此具有介于气体和液体之间的气液两重性质,同时具有液体较高的溶解性和气体较高的流动性,比普通液体溶剂传质速率高,并且扩散系数介于液体和气体之间,具有较好的渗透性,而且没有相际效应,因此有助于提高萃取效率,并可大幅度节能。 超临界CO2的物理化学性质与在非临界状态的液体和气体有很大的不同。由于密度是溶解能力、粘度是流体阻力、扩散系数是传质速率高低的主要参数,因此超临界CO2的特殊性质决定了超临界CO2萃取技术具有一系列的重要特点。超临界CO2的粘度是液体的百分之一,自扩散系数是液体的100倍,因而具有良好的传质特性,可大大缩短相平衡所需时间,是高效传质的理想介质;具有比液体快得多的溶解溶质的速率,有比气体大得多的对固体物质的溶解和携带能力;具有不同寻常的巨大压缩性,在临界点附件,压力和温度的微小变化会引起CO2的密度发生很大的变化,所以可通过简单的变化体系的温度或压力来调节CO2 的溶解能力,提高萃取的选择性;通过降低体系的压力来分离CO2和所溶解的产品,省去消除溶剂的工序。 在传统的分离方法中,溶剂萃取是利用溶剂和各溶质间的亲和性(表现在溶解度)的差异来实现分离的;蒸馏是利用溶液中各组分的挥发度(蒸汽压)的不同来实现分离的。而超临界CO2萃取则是通过调节CO2的压力和温度来控制溶解度和蒸汽压这2个参数进行分离的,故超临界CO2萃取综合了溶剂萃取和蒸馏的2种功能和特点,进而决定了超临界CO2萃取具有传统普通流体萃取方法所不具有的优势:通过调节压力和温度而方便地改变溶剂的性质,控制其选择性;适当地选择提取条件和溶剂,能在接近常温下操作,对热敏性物质可适用;因粘度小、扩散系数大,提取速度较快;溶质和溶剂的分离彻底而且容易。从它的特性和完整性来看,相当于一个新的单元操作,因此引起了国内外的广泛关注。二、超临界萃取的特点

超临界流体技术的应用与原理

超临界流体分离技术的原理及应用 超临界流体(SCF)是指在临界温度和临界压力以上的流体,高于临界温度和临界压力而接近临界点状态,称为超临界状态。处于超临界状态时,气液两相性质非常接近,以至于无法分辨,故称为SCF。超临界流体具有选择性溶解物质的能力,并随着临界条件(T,P)而变化。超临界流体可从混合物中有选择地溶解其中的某些组分,然后通过减压,升温或吸附将其分离析出。 超临界流体萃取分离过程的原理是超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等具有特殊溶解作用,利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。 超临界分离技术的特点:(1)萃取速度高与液体萃取,特别适合于固态物质的分离提取;(2)在接近常温条件下操作,能耗低于一般精馏发,适合于热敏性物质和易氧化物质的分离;(3)传热速率快,温度易于控制;(4)适合于挥发性物质的分离。 超临界流体具有许多不同于一般液体溶剂的物理化学特性,基于超临界流体的萃取技术具有传统萃取技术无法比拟的优势,近年来,超临界流体萃取技术的研究和应用从基础数据、工艺流程到实验设备等方面均有较快的发展。但由于对超临界流体本身尚缺乏透彻的认识,对其化学反应、传质理论以及反应中热力学的本质问题研究有待深入,而且超临界流体萃取分离技术需要高压装置,因而对工艺设备的要求往往也比较高,需要有较大的投入等原因的客观存在,因此目前超临界流体的大规模实际应用还存在诸多问题需要进一步解决。 目前国际上超临界流体萃取与造粒技术的研究和应用正方兴未艾,技术发展应用范围包括了:萃取(extraction),分离(separation),清洗(cleaning),包覆(coating),浸透(impregnation),颗粒形成(particle formation)与反应(reaction)。德国,日本和美国已处于领先地位,在医药,化工,食品,轻工,环保等方面研

流体力学名词解释27237

●连续介质模型:在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微元 代替。流体微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。 ●质量力:处于某种力场中的流体,所有质点均受有与质量成正比的力,这个 力称为质量力。 ●表面力:指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度:某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率:当流体保持温度不变,所受压强改变时,其体积的相对变化率。●粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流 体层间相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度:动力粘度和流体密度的比值。υ=μ/ρ ●理想流体:一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体:在流体力学的研究中,凡切应力与速度梯度成线性关系,即服从 牛顿内摩擦定律的流体,称为牛顿流体。 ●表面张力:引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强:当流体处于绝对静止或相对静止状态时,流体中的压强称为流体静 压强。 ●绝对压强:以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量:单位时间内流过总流过流断面的流体质量。 ●体积流量:单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性:在一定的温度下,流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强:以大气压为零时计量的压强。 ●真空度:流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力:质量力所做的功只与起点和终点的位置有关,这样的质量力称 为有势质量力。 ●力的势函数:某函数对相应坐标的偏导数,等于单位质量力在相应坐标轴上 的投影,该函数称为力的势函数。 ●等压面:在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 ●静水奇象:总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关,仅取 决于底面积和淹深。 ●淹深:流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体:由所研究的曲面,通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面 (或其延伸面)所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时,称该压力体为实压 力体。 ●虚压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时,称该压力体为虚压 力体。 ●浮力:液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。

超临界流体色谱-Agilent

超临界流体色谱

超临界流体色谱 基础导论 Terry A. Berger

本文中的信息、说明和指标如有变更,恕不另行通知。? 安捷伦科技公司,2015 2015 年 7 月 1 日,中国印刷 5991-5509CHCN

目录 目录 III 前言 VI 作者简介 XI 引言 XIII 符号 XIV 缩写 XIV 1 超临界流体色谱简介 1 1.1 什么是 SFC 1 1.2 为什么采用 SFC 2 1.3 SFC 能够分离哪些化合物 12 1.4 这一名称的含义 16 2 流动相 19 2.1 为什么使用 CO2? 19 2.2 使用 100% CO2 21 2.3 改性剂或共溶剂 23 2.4 添加剂 31 2.5 添加水以扩展溶质极性 34 3 固定相 35 3.1 材料 35 3.2 非手性键合相 35 3.3 固定相比较 40 3.4 填料粒径与色谱柱尺寸之间的关系 41 3.5 推荐的色谱柱尺寸 45 3.6 用于手性分离的色谱柱 48 III

4 流动相变量对保留值和选择性的影响 49 4.1 改性剂浓度 49 4.2 温度 50 4.3 压力 53 4.4 流速 55 4.5 可控变量对保留时间和选择性的影响概述 57 5 方法开发 58 5.1 溶质与固定相极性的匹配 58 5.2 极性窗口 60 5.3 入门指南 60 5.4 极性溶质 61 5.5 低极性溶质 64 5.6 多变量方法 65 6 非手性分离 66 6.1 案例研究 1 —典型的低极性样品 66 6.2 案例研究 2 —中等极性样品 71 6.3 案例研究 3 —磺胺类药物 83 6.4 其他结果 89 7 手性分离 90 7.1 背景 90 7.2 对映体过量率测定 91 7.3 用于手性分离的正相技术 91 7.4 可控变量对手性分离的影响 93 7.5 开发手性方法 98 IV

流体力学名词解释27237知识讲解

流体力学名词解释 27237

●连续介质模型:在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微 元代替。流体微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。 ●质量力:处于某种力场中的流体,所有质点均受有与质量成正比的力,这 个力称为质量力。 ●表面力:指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 ●流体的相对密度:某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流 体的相对密度。 ●压缩率:当流体保持温度不变,所受压强改变时,其体积的相对变化率。 ●粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍 流体层间相对运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 ●动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) ●运动粘度:动力粘度和流体密度的比值。υ=μ/ρ ●理想流体:一种假想的没有粘性的流体。 ●牛顿流体:在流体力学的研究中,凡切应力与速度梯度成线性关系,即服 从牛顿内摩擦定律的流体,称为牛顿流体。 ●表面张力:引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 ●静压强:当流体处于绝对静止或相对静止状态时,流体中的压强称为流体 静压强。 ●绝对压强:以绝对真空为零点开始计量的压强。 ●质量流量:单位时间内流过总流过流断面的流体质量。

●体积流量:单位时间内流过总流过流断面的流体体积。 ●压缩性:在一定的温度下,流体的体积随压强升高而缩小的性质。 ●计示压强:以大气压为零时计量的压强。 ●真空度:流体的绝对压强小于大气压而形成真空的程度。 ●有势质量力:质量力所做的功只与起点和终点的位置有关,这样的质量力 称为有势质量力。 ●力的势函数:某函数对相应坐标的偏导数,等于单位质量力在相应坐标轴 上的投影,该函数称为力的势函数。 ●等压面:在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称等压 面。 ●静水奇象:总压力的大小与容器的形状和容器内所盛液体的多少无关,仅 取决于底面积和淹深。 ●淹深:流体中某点在自由面下的垂直深度。 ●压力体:由所研究的曲面,通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表 面(或其延伸面)所围成的封闭体积叫做压力体。 ●实压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时,称该压力体为实 压力体。 ●虚压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时,称该压力体为虚 压力体。 ●浮力:液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 ●时变加速度(当地加速度):位于所观察空间的流体质点的速度随时间的 变化率。

超临界流体萃取装置操作规范

超临界流体萃取装置使用指南 (一). 超临界流体定义 任何一种物质都存在三种相态-气相、液相、固相。三相成平衡态共存的点叫三相点。液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力称为临界压力。不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。 超临界流体(Supercritical fluid,SCF)技术中的SCF是指温度和压力均高于临界点的流体,如二氧化碳、氨、乙烯、丙烷、丙烯、水等。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。处于超临界状态时,气液两相性质非常相近,以至无法分别,所以称之为SCF。 目前研究较多的超临界流体是二氧化碳,因其具有无毒、不燃烧、对大部分物质不反应、价廉等优点,最为常用。在超临界状态下,CO2流体兼有气液两相的双重特点,既具有与气体相当的高扩散系数和低粘度,又具有与液体相近的密度和物质良好的溶解能力。其密度对温度和压力变化十分敏感,且与溶解能力在一定压力范围内成比例,所以可通过控制温度和压力改变物质的溶解度。 (二). 超临界流体萃取的基本原理 超临界流体萃取分离过程是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系,即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。当气体处于超临界状态时, 成为性质介于液体和气体之间的单一相态, 具有和液体相近的密度, 粘度虽高于气体但明显低于液体, 扩散系数为液体的10~100倍; 因此对物料有较好的渗透性和较强的溶解能力, 能够将物料中某些成分提取出来。 在超临界状态下,将超临界流体与待分离的物质接触,使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分萃取出来。并且超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加, 极性增大, 利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。当然,对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以通过控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则自动完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,并将萃取分离两过程合为一体,这就是超临界流体萃取分离的基本原理。 (三)超临界CO2的溶解能力 超临界状态下,CO2对不同溶质的溶解能力差别很大,这与溶质的极性、沸点和分子量密切相关,一般来说由一下规律: 1.亲脂性、低沸点成分可在低压萃取(104Pa), 如挥发油、烃、酯等。 2.化合物的极性基团越多,就越难萃取。 3.化合物的分子量越高,越难萃取。 超临界CO2成为目前最常用的萃取剂,它具有以下特点: 1.CO2临界温度为31.1℃,临界压力为7.2MPa,临界条件容易达到。 2.CO2化学性质不活波,无色无味无毒,安全性好。 3.价格便宜,纯度高,容易获得。 因此,CO2特别适合天然产物有效成分的提取。 (四)超临界萃取装置原理及概况 超临界萃取技术是现代化工分离中出现的最新学科,是目前国际上兴起的一种先进的分离工艺。超临界萃取即高压下、合适温度下在萃取缸中溶剂与被萃取物接触,溶质扩散到溶剂中,再在分离器中改变操作条件,使溶解物质析出以达到分离目的[2] 。近几年来,超临界苯取技术的国内外得到迅猛发展,先后在啤酒花、香料、中草药、油脂、石油化工、食品

超临界二氧化碳萃取技术

摘要:介绍了超临界二氧化碳萃取技术的基本原理和特点,简单说明了该技术在香料、医药、食品等工业上的应用。 关键词:超临界二氧化碳萃取分离技术基本原理 前言 超临界流体萃取,又称超临界萃取、压力流体萃取、超临界气体萃取。它是以高压、高密度的超临界状态流体为溶剂,从液体或固体中萃取所需要的组分,然后采用升温、降压或二者兼用和吸收(吸附)等手段将溶剂与所萃取的组分分离。 早在1897年,人们就已经认识到了超临界萃取这一概念。当时发现超临界状态的压缩气体对于固体具有特殊的溶解作用。例如再高于临界点的条件下,金属卤化物可以溶解再在乙醇或四氯化碳中,当压力降低后又可以析出。但直到20世纪60年代,才开始了其工业应用的研究。目前超临界二氧化碳萃取已成为一种新型萃取分离技术,被广泛应用于食品、医药、化工、能源、香精香料的工业的生产部门。 1 超临界萃取的原理 当液体的温度和压力处于它的临界状态。 如图1是纯流体的典型压力—温度图。图中, AT表示气—固平衡的升华曲线,BT表示液— 固平衡的熔融曲线,CT表示气-液平衡的饱 和液体的蒸汽压曲线,点T是气-液-固三相 共存的三相点。按照相率,当纯物的气-液- 固三相共存时,确定系统状态的自由度为零, 即每个纯物质都有自己确定的三相点。将纯物 质沿气-液饱和线升温,当达到图中的C时, 气-液的分界面消失,体系的性质变得均一, 不再分为气体和液体,称点C为临界点。与该点相对应的临界温度和压力分别称 为临界温度T 0和临界压力P 。图中高于临界温度和临界压力的有影阴的区域属 于超临界流体状态。 在这种状态下,它既不完全与一般气相相同,又不是液相,故称为超临界流体。超临界流体有气、液相的特点,它既有与气体相当的高渗透力和低粘度,又兼有液体相近的密度和对物质优良的溶解能力。这种溶解能力能随体系参数的变化而连续的改变,因而可以通过改变体系的温度和压力,方便的调节组分的溶解度和萃取的选择性。利用上述特点,超临界二氧化碳萃取技术主要分为两大类原理流程即恒温降压流程和恒压升温流程。前者萃取相经减压,后者萃取相经升温。

超临界流体的应用

大庆师范学院 超临界流体的应用 年级: 09工四 学号: 200901030938 姓名: 王心 专业: 化学工程与工艺 指导老师: 刘海燕 二零一二年三月十八日

摘 要 本论文从超临界流体定义、性质开始介绍,最后谈谈它更多的应用。超临界流体萃取是国际上最先进的物理萃取技术。在较低温度下,不断增加气体的压力时,气体会转化成液体,当温度增高时,液体的体积增大,对于某一特定的物质而言总存在一个临界温度和临界压力,高于临界温度和临界压力后,物质不会成为液体或气体,这一点就是临界点。再临界点以上的范围内,物质状态处于气体和液体之间,这个范围之内的流体成为超临界流体。超临界流体具有类似气体的较强穿透力和类似于液体的较大密度和溶解度,具有良好的溶剂特性,可作为溶剂进行萃取。 关键词:超临界流体的定义 性质 优点 应用

目 录 摘 要................................................................................................................................ 1 第1章 绪 论...................................................................................................................... 1.1 本论文的背景和意义 ........................................................................................... 1.2 本论文的主要方法和研究进展 ........................................................................... 3 1.3 本论文的主要内容 ............................................................................................... 4 第2章 超临界流体的介绍 (5) 2.1超临界流体的概念.................................................................................................. 5 2.2超临界流体的优点.................................................................................................. 5 2.3超临界流体的性质.................................................................................................. 5 第3章 超临界流体的应用 (6) 3.1超临界流体应用原理.............................................................................................. 6 3.2超临界流体的应用.................................................................................................. 6 结 论................................................................................................................................ 8 参考文献.. (9)

流体力学名词解释

1.1、雷诺数2、流线3、压力体4、牛顿流体5、欧拉法6、拉格朗日法 2.7、湿周8、恒定流动9、附面层10、卡门涡街11、自由紊流射流 3.12、流场13、无旋流动14、水力粗糙15、有旋流动16、自由射流 4.17、马赫数18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、自动模型区 流体力学概念总结 5.连续介质模型:在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体 微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。 6.质量力:处于某种力场中的流体,所有质点均受有与质量成正比的力,这个力称为质量 力。 7.表面力:指作用在所研究流体外表面上与表面积大小成正比的力。 8.流体的相对密度:某均质流体的质量与4℃同体积纯水的质量的比称为该流体的相对密 度。 9.体胀系数:当压强不变而流体温度变化1K时,其体积的相对变化率,以α表示。 10.压缩率:当流体保持温度不变,所受压强改变时,其体积的相对变化率。 11.粘性:当流体在外力作用下,流体微元间出现相对运动时,随之产生阻碍流体层间相对 运动的内摩擦力,流体产生内摩擦力的这种性质称为粘性。 12.动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小μ=τ∕(dv∕dh) 13.运动粘度:动力粘度和流体密度的比值。υ=μ/ρ 14.恩氏粘度:被测液体与水粘度的比较值。 15.理想流体:一种假想的没有粘性的流体。 16.牛顿流体:在流体力学的研究中,凡切应力与速度梯度成线性关系,即服从牛顿内摩擦 定律的流体,称为牛顿流体。 17.表面张力:引起液体自由表面欲成球形的收缩趋势的力称为表面张力。 18.静压强:当流体处于绝对静止或相对静止状态时,流体中的压强称为流体静压强。 19.有势质量力:质量力所做的功只与起点和终点的位置有关,这样的质量力称为有势质量 力。 20.力的势函数:某函数对相应坐标的偏导数,等于单位质量力在相应坐标轴上的投影,该 函数称为力的势函数。 21.等压面:在充满平衡流体的空间,连接压强相等的各点所组成的面称等压面。 22.压力体:由所研究的曲面,通过曲面周界所作的垂直柱面和流体的自由表面(或其延伸 面)所围成的封闭体积叫做压力体。 23.实压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的内表面时,称该压力体为实压力体。 24.虚压力体:当所讨论的流体作用面为压力体的外表面时,称该压力体为虚压力体。 25.浮力:液体对潜入其中的物体的作用力称为浮力。 26.时变加速度(当地加速度):位于所观察空间的流体质点的速度随时间的变化率。 27.位变加速度(迁移加速度):流体质点所在空间位置的变化所引起的速度变化率。 28.全加速度(质点导数或随体导数):时变加速度与位变加速度的和称为全加速度。 29.恒定流动(定常流动):流场中每一空间点上的运动参数不随时间变化,这样的流动称 为恒定流动。 30.非恒定流动(非定常流动):流场中运动参数不但随位置改变而改变,而且也随时间变 化,这种流动称为非恒定流动。 31.迹线:流体质点的运动的轨迹称为迹线。 32.流线:某瞬时在流场中作一条空间曲线,该瞬时位于曲线上各点的流体质点的速度在该 点与曲线相切。

超临界流体的特性及其应用

浙江工商大学 研究生课程论文 论文题目:超临界流体的特性及其应用 课程名称:现代食品工程技术 专业名称:食品科学 学号: 24 姓名:陈方娟 指导教师:励建荣、石玉刚 成绩: 日期:超临界流体的特性及其应用 摘要:本文主要介绍了超临界流体的理化性质,并对超临界流体在化工、生

物质及环保等领域的应用进行了综述,同时对超临界技术的发展前景进行了展望。 关键词:超临界流体;理化性质;应用;前景展望 The Properties and Application of the Supercritical Fluids Abstract : This paper describes the physical and chemical properties of supercritical fluids, then introduce the application in the fields of chemical industry, biomass and environmental protection, and so on, while prospect the development of supercritical technology. keywords:supercritical fluids;physical and chemical properties;application;prospection 超临界流体(SCF)是介于气体和液体之间的一种特殊聚集态。19世纪60年代,英国科学家Thomas Andrews首次发现超临界现象;1879年,Hannay 和Hogarth发表了第一篇有关超临界流体的论文“超临界流体能够溶解固体物质”,为超临界流体萃取技术的应用提供了依据。随着对超临界流体性质认识的深入,超临界干燥、化学反应等新技术不断涌现并得到快速发展,所涉及的应用范围也迅速扩大。目前,在ISI Web of Knowledge数据库中有关超临界的论文已高达17000篇。我国在这一领域的研究工作起步较晚。1985年北京化工学院从瑞士进口了第一台超临界流体萃取装置,进行了不少研究工作。之后相继成立了相关的学术组织,定期召开国际性或

工程流体力学名词解释和简答题_大全

一、 名词解释 1.理想流体:实际的流体都是有粘性的,没有粘性的假想流体称为理想流体。 2.水力光滑与水力粗糙管:流体在管内作紊流流动时(1分),用符号△表示管壁绝对粗糙度,δ0表示粘性底层的厚度,则当δ0>△时,叫此时的管路为水力光滑管;(2分)当δ0<△时,叫此时的管路为水力粗糙管。(2分) 3.边界层厚度:物体壁面附近存在大的速度梯度的薄层称为边界层;(2分)通常,取壁面到沿壁面外法线上速度达到势流区速度的99%处的距离作为边界层的厚度,以δ表示。(3分) 1、雷诺数:是反应流体流动状态的数,雷诺数的大小反应了流体流动时,流体质点惯性力和粘性力的对比关系。 2、流线:流场中,在某一时刻,给点的切线方向与通过该点的流体质点的刘速方向重合的空间曲线称为流线。 3、压力体:压力体是指三个面所封闭的流体体积,即底面是受压曲面,顶面是受压曲面边界线封闭的面积在自由面或者其延长面上的投影面,中间是通过受压曲面边界线所作的铅直投影面。 4、牛顿流体:把在作剪切运动时满足牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体。 5、欧拉法:研究流体力学的一种方法,是指通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法。 6、拉格朗日法:通过描述每一质点的运动达到了解流体运动的方法称为拉格朗日法。 7、湿周:过流断面上流体与固体壁面接触的周界称为湿周。 8、恒定流动:流场中,流体流速及由流速决定的压强、粘性力、惯性力等也不随时间变化的流动。 10、卡门涡街:当流体经绕流物体时,在绕流物后面发生附面层分离,形成旋涡,并交替释放出来,这种交替排列、有规则的旋涡组合称为卡门涡街。 1、自由紊流射流:当气体自孔口、管嘴或条缝以紊流的形式向自由空间喷射时,形成的流动即为自由紊流射流。 12、流场:充满流体的空间。 3、无旋流动:流动微团的旋转角速度为零的流动。 15、有旋流动:运动流体微团的旋转角速度不全为零的流动。 6、自由射流:气体自孔口或条缝向无限空间喷射所形成的流动。 17、浓差或温差射流:射流介质本身浓度或温度与周围气体浓度或温度有差异所引起的射流。 19、稳定流动:流体流动过程与时间无关的流动。 20、不可压缩流体:流体密度不随温度与流动过程而变化的液体。 23连续介质模型 在流体力学的研究中,将实际由分子组成的结构用流体微元代替。流体微元有足够数量的分子,连续充满它所占据的空间,这就是连续介质模型。 24流体动力粘度和运动粘度动力粘度:单位速度梯度时内摩擦力的大小 dz dv /τ μ=

5超临界流体色谱法

超临界流体:在高于临界压力与临界温度时,物质的一种状态。性质介于液体和气体之间。超临界流体即不是气体,也不是液体,而且一种介于二者之间的一种对分离很有利的流体。图:纯物质的相图 幻灯片6 6.1 超临界流体色谱法概述 超临界流体(Supercritical fluid, SF): 性质介于液体和气体之间 §气体的低粘度,传质阻力小,可以快速高效的分离; §液体的高密度,适于低温下分离热不稳定、分子量大的物质 SFC的扩散系数、粘度和溶解力都是密度的函数,可通过改变 SFC的密度调节组分分离。超临界流体的密度和压力有关。 幻灯片7 6.1 超临界流体色谱法概述 超临界流体色谱(s u p e r c r i t i c a l f l u i d c h r o m a t o g r a p h y): 以超临界流体做流动相依靠流动相的溶剂化能力来进行分 离、分析的色谱过程。 1869年,Andrews首先发现临界现象以来,各种研究工作陆续展开: 1958年,James Lovelock首次提出设想。 1962年,Klesper第一篇关于用超临界流体二氯二氟甲烷和二氯二氟 甲烷作的流动相,分离镍卟啉异构体。 1966年,正戊烷为流动相,分析多环芳烃、染料和环氧树脂。 1968年,Gidding等以CO2和氨为流动相,分析核苷、糖、氨基酸、甾 醇、类固醇、类胡萝卜素等。 1981年,Novotay &Lee利用了毛细管柱超临界流体色谱才完善技术。 幻灯片8 6.2 超临界流体色谱的分类 超临界流体色谱分类 根据所用色谱柱不同 填充柱超临界流体色谱 packed column supercritical fluid chromatography, pcSFC 毛细管超临界流体色谱 capillary supercritical fluid chromatography 根据色谱过程的用途 分析型SFC 制备型SFC(超临界二氧化碳作为流动相) 幻灯片9 6.3 超临界流体色谱法的特点 超临界流体(Supercritical fluid, SF) 传质阻力小,可得到快速高效的分离;在较低温度下,可分析热不稳定性和分子量大的物质,同时还能增加柱子的选择性;流体的密度可改变流体的性质。 幻灯片10 6.3 超临界流体色谱法的特点

流体力学名词解释

1、流体静力学:流体静力学是研究流体处于静止或相对静止状态下的力学规律。 2、表面张力:由于分子间的吸引,在液体的自由表面上能够承受极其微小的张力,这种张力称为表面张力。 3、表面力:表面力是通过直接接触,施加在接触面上的力。 4、质量力:作用在隔离体内每个流体质点上的力称为质量力。 5、等压面:压强相等的空间点构成的面称为等压面。 6、绝对压强:以无分子存在的或虽存在但处于绝对静止状态下的压强为起算点,所表示的压强为绝对压强。 7、相对压强:以当地同高程的大气压强为起算点,所表示的压强为相对压强。 8、真空度:当绝对压强小于当地大气压强时,用其差值的绝对值表示,通常称为真空度。 9、当地加速度(时变加速度):同一空间点,由与时间的变化而形成的加速度。 10、迁移加速度(位变加速度):固定时间,由于空间的变化而形成的加速度。 11、恒定流:在流场中,任意空间位置上运动参数都不随时间而改变,这种流动称为恒定流。 12、非恒定流:在流场中,任意空间位置上只要存在某一运动参数是时间函数,这种流动称为非恒定流。 13、流管:在流场中任意取一非流线的封闭曲线,通过该曲线上的每一点作流线,这些流线所构成的封闭管状曲面称为流管。 14、过流断面:在流束上作与流线(流速方向)正交的横截面称为过流断面。 15、元流:当流束的过流断面为微元时,该流束称为元流。 16、总流:由无数元流组成的流束,断面上各点的运动参数一般不相等。 17、均匀流:在任何时刻,流体质点的流速不随空间位置的变化而变,这种流场称为均匀流。 18、水头线:是恒定总流各断面沿流能量变化的曲线。 19、总水头:是过流断面上单位重量三个能量之和,一般用H表示。 20、沿程阻力(摩擦阻力):流体在流动的过程中,边界无变化的均匀流流断上,产生的流动阻力称为沿程阻力,或称为摩擦阻力。 21、沿程阻力损失(水头损失):沿程阻力的影响造成流体的流动过程中的能量损失称为沿程阻力损失,或称为水头损失。 22、局部阻力(局部损失):发生在流动边界有急变的流域中,能量的损失主要集中在该流域及其附近的流域,这种集中发生的能量损失称为局部阻力或局部损失。

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