правильное место измерения температуры в колонне

Наверное не только меня одного интересует место измерения  температуры в колонне. Игорь рекомендует измерять температуру не только в дефлегматоре, но и в трубе колонны на 2/3 высоты.  
Где правильно расположить датчик температуры в колонне и как? .у кого есть наработки по этому вопросу я считаю. что здесь есть свои тонкости которые не видны на первый взгляд,давайте поговорим на эту  тему.

. 
а в целом, для начинающего - будет достаточно датчика по высоте на 1\3 от верха.
при грамотном отборе и понимании процесса - его будет вполне достаточно, что бы понять момент подхода професса - к финищу.
Zapal, 07 Янв. 12, 19:31

Игорь рекомендует...alekslug, 22 Мая 08, 20:52

Блин, становлюсь живым классиком, меня уже цитируют .
Рекомендацию измерять температуру на 2/3 высоты я нашел на сайте homedistiller.org
alekslug, я вкратце поясню свою позицию.
В идеале нужно измерять температуру в трёх точках.

1. Температура паров на входе в колонну или флегмы на выходе из неё (они примерно равны между собой и равны температуре кубовой жидкости). Позволяет определить остаток спирта в кубе.
2. Температура паров на входе в дефлегматор. Позволяет отслеживать момент смены фракций, приходящих в дефлегматор.
3. Температура в теле насадки. Позволяет определить режим работы колонны и внести необходимые корректировки нагрева и отбора.

Это теория. Практика позволяет отказаться от некоторых из них. Я, например, термометр в кубе не использую. Момент окончания спирта примерно определяю по количеству полученного продукта, а точно - по невозможности поддержать стабильную температуру паров в дефлегматоре путем снижения интенсивности отбора.

"Импортные" коллеги с хоумдистиллер.орг (они не истина в последней инстанции) обходятся одним термометром именно в теле насадки, не измеряя температуру паров в дефлегматоре. В этом есть резон. Разница между температурой пара и конденсата в дефлегматоре зависит от его конструкции и может достигать десяти и более градусов, а стремление к компактности не всегда позволяет измерить температуру паров без воздействия флегмы. А в теле насадки- другое дело. Опустившись на 1/3 насадки, флегма успевает прогреться и её температура становится равной температуре паров.

Кстати, мои эксперименты с регулированием отбора по температуре в теле насадки позволили мне сделать вывод, что необходимость в верхнем датчике практически отпадает. Стабилизация путем регулирования отбора температуры в средней точке приводит к великолепной стабилизации температуры в дефлегматоре.

"Импортные" коллеги с хоумдистиллер.орг (они не истина в последней инстанции) обходятся одним термометром именно в теле насадки, не измеряя температуру паров в дефлегматоре.Игорь, 22 Мая 08, 23:37

Думаю, чтобы было проще разобраться, что от чего зависит, нужно ставить термометры везде. Сам то, сколько дырок в колоне насверлил

Сам то, сколько дырок в колоне насверлил ion, 23 Мая 08, 01:51

В колонне одну. Вторая у меня в дефлегматоре, в месте, защищенном от конденсата и обдуваемом парами из колонны. В кубе тоже есть гильза для замеров.
Считаю хорошим решением делить колонну на 2-3 царги и соединять тройниками, которые могут быть устройствами для замера давления и температуры. Такое подсмотрел то ли у Прагмы, то ли у Лунмарка.

Для себя лично заметил,что температура в кубе интересует меньше всего.Сначала да,следил за моментом закипания,потом ещё конец перегона определял по кубовой темпратуре.Но сейчас просто прислушиваюсь,да и так уже знаю когда,что.Хотелось-бы иметь термометр в насадке(2/3 колонны),но технически пока не знаю как реализовать.Хватает того термодатчика,что в дефлегматоре,прям на входе.Головы отсекаю органалептически(по запаху,с запасом),хвосты по температуре.В принципе,укладываюсь в общенаработанные на сайте расчёты.

Для себя лично заметил,что температура в кубе интересует меньше всего....Хватает того термодатчика,что в дефлегматоре,прям на входе.Klim, 23 Мая 08, 18:34

Опыт, конечно большая штука, но ведь его еще нужно набраться.
Без датчика давления:
1. не знал, что у меня куб травит.
2. не знал, что небольшое изменение нагрева, сильно влияет на давление пара.
3. и практически не влияет на температуру в кубе.
Термометр в дефлегматоре очень сложно заставить показать именно температуру
выходящего пара из колоны. Он ловит все, и остывший пар, и брызги от флегмы,
и еще всякого разного.
Термометр в колоне, имел более стабильные показания. И отдаю ему предпочтение. Но есть вопрос по месту его установки, думаю, для разной насадки оно будет разное. И определить можно лиш экспериментально.

Это лиш мое мнение, и особо к нему прислушиваться не стоит  

Изготовил новую колонну D-38 мм состоящую из трех царг равной длины и дефлегматора из термоса. температуру меряю на 2/3 высоты колонны . В дефлегматоре нет. При последней ректификации температура 67.8 С. стабильная до появления хвостов.

При последней ректификации температура 67.8 С. стабильная до появления хвостов.
alekslug, 17 Сент. 08, 11:17

А что было потом? Прекратил процесс или уменьшил отбор?

При последней ректификации температура 67.8 С. стабильная до появления хвостов.
alekslug, 17 Сент. 08, 11:17

А что было потом? Прекратил процесс или уменьшил отбор?
Игорь, 17 Сент. 08, 13:51

(прежнее сообщение писал с сотового поэтому был краток.)
А потом когда начинают лезть хвосты ,открываю отбор на полную катушку и по быстрому перегоняю в банку с пометкой "ХВОСТЫ" для последующей ректификации когда хвостов наберу литров 15 -20 .Потому что автоматику ещё не доделал, а ждать пока хвосты из колонны вылезут все, сил нету.
  вопрос к форумчанам. У кого какую температуру в 2/3 колонны показывает термометр и какая температура оптимальная в этом месте .может у меня флегма переохлаждается?
При этой же ректификации первый раз установил манометр в куб. Пользовался медицинским механическим      от системы для измерения артериального давления. выяснил что в начале процесса давление 26 потом возросло до 28 потом где то через час начало медленно падать 22-20-18 и так до 14 к концу ректификации.А добавить нагрев не могу не хватает мощности тэна в 1200 ватт. у меня новая самодельная колонна труба 38 мм состоящая из трех царг на резьбе. спиральнопризматическая насадка 4мм. место измерения температуры 2/3 колонны дефлегматор из термоса с внутренней колбой охлаждения ,т.е. вода для охлаждения подается во внутреннею колбу а сам процесс конденсации  паров проходит между наружной и внутренней стенками .купил еще один ТЭН на 1500 ватт, установил, при следующей ректификации проверю. есть система плавной регулировки мощности.
Максимальный отбор  делал 1500 мл в час и это не предел. есть еще запас мощности.(всё таки спирально призматическая насадка это ВЕЩЬ!)всем рекомендую.

Отвечая на вопрос Nemiroff, кажется разобрался с ответом на вопрос, где именно располагать термометр в теле насадки.

Попытаюсь изложить, а вы, коллеги, подвергайте меня жесточайшей критике, за которую буду весьма признателен.

Итак, система должна иметь 3 термометра.
Нижний - в кубе. Сперва позволяет не упустить момент закипания, а потом помогает оценить количество спирта в кубовом остатке.

Верхний - в дефлегматоре, в паровой зоне. Сначала он помогает носу и языку отсечь головы, а затем  по стабильности его показаний мы определяем подход хвостов и не пускаем их в продукт.
Средний - тот, вокруг которого уже сломано немало копий.  Единого мнения нет. Некоторые сомневаются в его необходимости, некоторые не знают где именно его расположить.
Позволю себе изложить некоторые умозаключения по этому вопросу.

Для того, чтобы отделить спирт от воды, достаточно иметь 9-10 ступеней разделения. Однако наша цель - не только укрепление спирта, но и тщательная его очистка. Поэтому мы стремимся сделать таких ступеней побольше. В результате колонна условно разделяется на две зоны с разной функцией.

Нижняя - укрепляющая - высотой в 8-10 единиц разделения, в которой происходит укрепление паров и  верхняя - разделяющая - в которой происходит отделение примесей от уже 96%-ного спирта.
Визуально разницы между зонами нет, граница между ними размыта.

Разница между зонами в том, что в укрепляющей зоне имеется ощутимый градиент температуры по высоте, а в укрепляющей от измеряется такими долями градуса, которые недостижимы для наших средств измерения.

Вернемся к процессу. Если установить термометр на границе этих двух зон и запомнить его показания при работе колонны на себя, мы получаем возможность оперативно в процессе работы определять эффективность работы колонны. Отбор можно увеличивать до тех пор, пока температура на границе двух зон будет оставаться на том же уровне, что и при работе "на себя". Или на 1-2 десятых выше.
Такой режим показывает, что укрепляющая часть колонны справляется со своей задачей, а значит и разделяющая также работает в штатном режиме.
Если же температура на границе зон растёт, это говорит о том, что при данном отборе укрепляющая способность нижней части недостаточна, часть функций укрепляющей части перекладывается на разделительную, а значит страдает качество разделения. А это нам не нужно.
В моём случае в колонне с шариками я оцениваю высоту единицы разделения в 6 см, а термометр устанавливаю на высоте 65 см, то есть на уровне чуть вше 10 ступеней.
Те, кто пользуется спиральной призмой, у которой разделение получше, может расположить датчик пониже. Только не стоит верить заявлениям производителей о высоте ступени разделения в 10 мм. Лукавят. Если такое и может быть, то при отборе в несколько капель в час. Наверное минимум, на который стоит опираться, это 25-30 мм, то есть при спирально-призматической насадке следует располагать термометр на уровне 30-35 см от низа насадки.

Итак, правильным местом установки среднего термометра в колонне я считаю наиболее низкий уровень, в котором температура при проектном отборе и при работе колонны на себя одинакова.

А как определить этот уровень-переход?Для каждой индивидуальной колонны интуитивно.Вот были предложения установить по всей высоте термометры,но почему-то никто не предполагает сделать несколько боковых отводов по всей высоте и изьять часть пара для кондетсации и органолептического анализа.И ещё,Игорь.Ты как то сам высказывал мысль,что из общей высоты колонны можно самый низ и самый верх считать не "рабочими" ввиду близости температур.На счёт верха не уверен,а вот нижняя часть на какой-то длине должна иметь температуру куба и в деле разделения не учавствовать

Итак, правильным местом установки среднего термометра в колонне я считаю наиболее низкий уровень, в котором температура при проектном отборе и при работе колонны на себя одинакова.
Игорь, 29 Сент. 08, 15:47

А у меня этот уровень оказался в 8 сантиметрах от низа колонны. Что делать?

... у тебя это исключительно хорошо сформулировано!Kotische, 29 Сент. 08, 18:23

краснею...

А как определить этот уровень-переход?Для каждой индивидуальной колонны интуитивно.Klim, 29 Сент. 08, 19:16

Почему интуитивно? Будь хозяином своего счастья. Поставь датчик там, где ты хочешь, чтобы было 10 тарелок. А там увидишь при каком отборе это произойдет.

... сделать несколько боковых отводов по всей высоте и изьять часть пара для кондетсации и органолептического анализа.

Гыыы... Ты в двух шагах от непрерывной ректификации.

... из общей высоты колонны можно самый низ и самый верх считать не "рабочими" ввиду близости температур.На счёт верха не уверен,а вот нижняя часть...

Зона низа насадки подвержена излишнему нагреву вследствие теплопередачи стенками трубы колонны. Но куб нагрет не чрезмерно. Её температура соответствует температуре кипения кубовой жидкости.
Другое дело - верх насадки. Тут имеется переохлаждение. Стенки трубы колонны точно так переносят низкую температуру к насадке, как и высокую внизу. Но флегма у нас охлаждена не до температуры конденсации спирта, а гораздо сильнее. Её переохлаждающее воздействие сильнее, чем перегревающее действие куба, поэтому зона, вылетающая из процесса вверху насадки, на порядок выше зоны, которую мы теряем внизу. Я оцениваю зону, теряемую внизу, не более 1/2 диаметра трубы, а вверху - в зависимости от степени переохлаждения от 1 до 3-х диаметров.
Это не факт. Это предположение более или менее попадающее в цель.

А у меня этот уровень оказался в 8 сантиметрах от низа колонны.Rudy, 29 Сент. 08, 23:50

Если у тебя высота одной ступени разделения составляет 8 мм, могу тебя поздравить. Только насколько я помню твой график, в том уровне температура не то, что нестабильна, она пляшет как ненормальная.

Если у тебя высота одной ступени разделения составляет 8 мм, могу тебя поздравить. Только насколько я помню твой график, в том уровне температура не то, что нестабильна, она пляшет как ненормальная.
Игорь, 30 Сент. 08, 00:29

Не совсем так. Переход от укрепления к разделению происходит как раз на уровне примерно 1/10 от длины колонны (если колонна и флегмовое число нормальные). 90% хорошей колонны занимаются как раз разделением.

А то, что параметры плясали - так это я эксперименты проводил и с давлением, и с увеличенным отбором. Если посмотришь внимательно - увидишь, что при работе на себя и при нормальном отборе температура в этой точке одинаковая.

1.

Переход от укрепления к разделению происходит как раз на уровне примерно 1/10 от длины колонны Rudy, 30 Сент. 08, 02:07

Это ты как определил? Я всё-таки считаю, что это происходит после 10 ступеней разделения. И не существует насадки, которая бы при диаметре колонны больше 10-15 мм и отборе больше 100 мл/час обеспечила бы 10 ступеней на 80 миллиметрах.
2.

Если посмотришь внимательно - увидишь, что при работе на себя и при нормальном отборе температура в этой точке одинаковая.

Посмотрел. Внимательно. Не увидел.
Даже не увидел зон, в которых при стабильном отборе эта температура была бы стабильной.
Я говорю о файле-картинке "спиртперегонка10", который был в понедельник, а не о том, который ты подредактировал к четвергу и назвал "спиртперегонка10а". Но даже в том, отредактированном файле ты нарисовал температуру стабилизации 89.5 градуса. Неужели при такой температуре в этом уровне у тебя укрепление завершено? Даже если забыть об искуственном происхождении линии Т8, этой температуре соответствует 16 % спирта во флегма и 67% в парах.
Неужели здесь завершено укрепление? Неужели по-твоему здесь закончились 10 ступеней разделения? По-моему, судя по температуре, это уровень первой ступени.

Руди, ты уж определись. Ты сам утверждал, что ставишь термометр на уровне 1-2 ступеней, и редактируя график осознанно выбрал температуру, соответствующую этим тарелкам. А сейяас говоришь о том, что здесь у тебя разделение закончено.

Раз у тебя 1-2 ступени составляют 8 см, а разделение закончивается не ниже 8-й ступени, то высоту зоны укрепления несложно определить. Как раз 1/2 - 2/3 высоты колонны.

Я говорю о файле-картинке "спиртперегонка10", который был в понедельник, а не о том, который ты подредактировал к четвергу и назвал "спиртперегонка10а". Но даже в том, отредактированном файле ты нарисовал температуру стабилизации 89.5 градуса.
Игорь, 30 Сент. 08, 08:15

Эти графики отличаются только тем, что на втором добавлен расчетный график для температуры в этой точке. А температуру ты просто считал не с той оси - 89.5 - это температура в баке - смотри надписи у осей. Температура в точке на 8 см. от низа колонны - измеренная - 73*С, а рассчитанная (для термометра внутри, а не снаружи колонны)- 78.8*С, что соответствует крепости флегмы 87.5% масс или 91.4% об. Так что укрепление в этой точке уже закончилось. Хотя что считать границей зоны укрепления каждый решает для себя сам.

Да это не 1-2, а 4 тарелка для колонны из 50.

И еще одно,для справки. По расчету, при изменении флегмового числа от 5 до 100 (переключение в режим "работа на себя") температура в этой точке изменяется с 78.81 до 78.54 *С.

to Игорь
ещё пол шага, и ты сам придешь к той же идее, что я уже говорил...
что если в кубе изначально азеотроп, то не будет происходить насыщение колонны промежуточными примесями, т.к. они будут вытесняться в куб, а "удерживающая способность" куба гораздо больше "удерживающей способности" колонны...

ещё пол шагаKotische, 30 Сент. 08, 15:34

Да эти пол-шага уже сделаны. Смущает только одно. И не только в этом вопросе, но и вообще в разделении выше 10-15 тарелок.
Если пар и жидкость одинаковы по макросоставу (без учета микропримесей), то вытекшая из дефлегматора флегма будет иметь точно такую-же температуру, что и пар, только что поднявшийся из куба. А значит на всём пути от куба до дефлегматора не произойдёт ни одного полового акта, сопровождающегося конденсацией и испарением, значит пар без изменений попадёт в дефлегматор, затем сконденсируется и снова без изменений стечет в куб. Сизифов труд, или переливание из пустого в порожнее.
И только небольшое переохлаждение флегмы в дефлегматоре даёт маленькую надежду что какой-то теплообмен будет, и что массообмен, который он вызовет, отправит в куб бОльший процент примесей, чем их было в парах.

Развей мои сомнения.

Развей мои сомнения.Игорь, 30 Сент. 08, 22:09

То что ты описал справедливо в случае, когда в кубе чистый азеотроп!
В нашем случае в нём есть примеси, которые мы соответственно и пытаемся отделить.
Содержание примеси, является для нашего азеатропа (текущей сверху флегмы), не равновесным (иначе это будет примесный азеатроп и разделению на колонне не подлежащий) и по всей высоте колонны, текущая вниз флегма, не меняя состава в смысле спирт/вода, будет менять состав в смысле азеатроп/примесь, и обогащаясь тяжелыми примесями утекать вниз, а пар обогощаясь лёгкими примесями будет лететь вверх, хотя температура флегмы и пара вероятно будет примерно одинаковой... 

Да, Котище, в этом что-то есть. Но всё же...
Когда-то учитель физики, объясняя причины выравнивания давления газа в двух соединенных сосудах, объяснял это так.

Представь, что в одной комнате 100 человек, и им тесно. А другой такой-же - 10.
Когда дверь между комнатами откроется, часть людей из переполненной комнаты перейдет в полупустую, и в итоге в двух комнатах будет одинаковое количество людей

Объяснение вполне понятное, не оставляющее сомнений.
Применяя такое же объяснение к примесным фракциям, содержание которых составляет десятые - сотые доли процента, я не избавляюсь сомнений.

Попробую изложить.

Представь, что в одном городе 10000 человек - 9640 белых ,358 индейца и 2 негра. В другом таком же городе комнате тот же состав населения, однако уровень расизма среди белых на 2 процента ниже. Какова вероятность того, что через месяц после открытия железной дороги, количество негров во втором городе станет больше, чем в первом?

Сомнения продолжают меня глодать.