La dilución dinámica siempre se obtiene mediante el control de las dos cantidades (gas diluido y gas diluyente), el sindicato de los cuales (diluir el gas) tiene la capacidad de mantener todos los componentes presentes en el gas a diluirse, pero con bajas concentraciones debido a la proporción de dilución (la relación entre el flujo de gas a ser diluida y el flujo de gas diluido). Esto se aplica cuando el gas diluyente es un gas neutro.
Qué diluyentes capilares para controlar los dos flujos (dilución y diluyente) se encomienda a la física (ley de Hagen-Poiseuille) y depende de: el tamaño de los capilares (R y L), la diferencia de presión entre la entrada y la salida del capilar (DP) , la viscosidad de la mezcla que pasa a través del tubo capilar (η).
¿Qué diluyentes en los capilares iguales, el tamaño de los capilares (igual) no afectan a la proporción de dilución y también la presión aplicada puede ser controlado con una precisión extrema (presión del gas a ser diluida = presión del gas diluyente) de modo que todos los capilares están sujetos al mismo valor de caudal.
El argumento de la viscosidad merece algunas consideraciones:
- cuando la mezcla de los componentes «activos» del gas se diluye utilizando, como gas diluyente el mismo componente que constituye el gas de «equilibrar» y tienen que ser diluido en una concentración inferior a un pequeño porcentaje de volumen, el gas que se ha diluido y gas diluyente tienen viscosidades tan similar que no afectar significativamente a la dilución.
- por el contrario, cuando el gas diluyente es diferente del resto de la mezcla de gas para ser diluido (por ejemplo:. en la mezcla de nitrógeno al ser diluido con aire sintético) o cuando la concentración de los componentes activos sea mayor que un pequeño porcentaje (por ejemplo:.. 15% en volumen de CO2 en nitrógeno, o 25 vol.% de O2 en nitrógeno), la diferencia en la viscosidad deben ser considerados y compensados.
Mediante la inserción de la ecuación de Hagen-Poiseuille en relación de dilución Kdil. = Q gas para ser diluido / (Q gas para diluir + Q gas diluyente), se observa que en un diluidor a capilares iguales, el efecto de la viscosidad es perfectamente compensado a condición de que : η1 / η0 = DP1 / DP0 (donde el índice 1 se refiere al gas a ser diluida, mientras que el índice 0 se refiere al gas diluyente).
El método de cálculo
Iel cálculo y la verificación experimental de los valores de viscosidad correspondiente a los diversos compuestos involucrados fluidos después de Poiseuille, un gran número de investigadores: el cálculo de los flujos y las pérdidas de presión en los conductos (grandes y pequeños) que se requiere en muchos campos técnicos y en la medicina. En la literatura hay un gran número de tablas y los métodos de cálculo empírico.
Aquí se describe el cálculo empírico desarrollado por Reichenberg, que es uno de los más precisos. La siguiente descripción se da sólo por la totalidad.
Los datos de la aplicación específica (para cada componente de la mezcla):
– i = iíndice de la componente en la mezcla
– yi = Fracción molar del componente i-ésimo (valor cercano a la concentración%)
– T = La temperatura de referencia para la viscosidad (por lo general 20 °C = 293 °K)
– P = La presión de referencia (generalmente 1.013 hPa)
Los datos disponibles en la literatura (por los diferentes compuestos) :
– ηi = La viscosidad del componente i-th (a la temperatura de referencia)
– μi = Momento dipolar [debrys]
– Tci = Temperatura crítica del componente i-th
– Pci = Presión crítica del componente i-th
– Mi = Masa molar del componente i-th
Los parámetros calculados:
– Tri = T / Tci
– Pri = P / Pci
– μRi = Momento dipolare adimensionale = 52.46 μi^2 x Pc / Tc^2
– FRi = [Tri^3.5 + (10 μRi)^7] / { Tri^3.5 [ 1 + (10 μRi)^7] }
– Ui = { [ 1 + 0.36 Tri (Tri – 1)]^1/6 x FRi } / Tri^1/2
– Trij = T / (Tci x Tcj)^1/2
– μRij = (μRi x μRj)^1/2
– FRij = [Trij^3.5 + (10 μRij)^7] / { Trij^3.5 [ 1 + (10 μRij)^7] }
– Uij = { [ 1 + 0.36 Trij (Trij – 1)]^1/6 x FRij } / Trij^1/2
– Ci = Mi^1/4 / (ηi x Ui)^1/2
Fórmulas finales:
Hoja de cálculo Excel para el cálculo automático
La hoja de cálculo se describe aquí se puede descargar haciendo clic en el botón verde:
El uso de la hoja de cálculo es muy simple: porque se inserta cada componente de la mezcla de la fórmula química en los cuadros de la izquierda y la concentración correspondiente en la misma línea en la columna que identifica la unidad de medida utilizada.
En el cuadro de color rojo en la parte inferior, es inmedia-tamente legible por el valor de la viscosidad de la mezcla calculada de dos formas: el cálculo de acuerdo Reichenberg es definitivamente más preciso que el cálculo de acuerdo con Carr (tanto simplificado).
La lista de componentes que puede ser considerado en la mezcla es bastante sustancial. La adición de otros componentes requiere algunos pequeños cambios en las funciones de control de las células mencionados anterior-mente.
Cualquier persona interesada en la inclusión de productos químicos adicionales pueden solicitar a roberto@beta-strumentazione.it (Doy la bienvenida a los parámetros indicados en la lista de miembros)