气相色谱装置中流动与吸附的数学模型

本文发展了一个数学模型，用于描述通过气相色谱柱中化合物浓度的演化。该模型耦合所有组分的质量平衡和动力学方程。考虑单组分和多组分情况，以及恒定或变化的速度。非维数化表明扩散的小效果。当忽略扩散时，对该系统进行拉普拉斯变换分析。在多组分情况下，证明化合物之间的竞争可以忽略，方程可以解耦。这将问题简化为求解单个积分方程，以确定所有组分的浓度轮廌(由于它们是彼此的比例形式)。对于给定的分析试剂，我们只需拟合两个参数即可。为验证此方法，还使用有限差分法和全局自适应数值积分法求解完整的支配方程，以积分拉普拉斯变换。与拉普拉斯解的比较验证了较简单拉普拉斯形式的高精度。随后将拉普拉斯解与BTEX色谱实验数据进行比较。这种新方法涉及求解单个方程并为单个组分以配对方式拟合参数，具有高度效率。它显著快于完整的数值求解，避免了通常用于同时拟合所有曲线的计算昂贵方法。