Эмульгационный режим работы насадочных колонн

Форум самогонщиков, пивоваров, виноделов Оборудование Оборудование ректификатора
1 2 3 4 ... 30 1
Игорь Академик - 7356 3207
19 Окт 08, 18:08
В книге Стабникова (у кого нет, возьмите в Библиотеке продвинутого самогонщика) на стр. 138 есть интересная глава о гидродинамике насадочных колонн. На стр. 140 есть формула, позволяющая вычислить максимальную незахлёбывающую мощность для разных размеров колонн и характеристик насадок, и на той-же странице есть пару слов о режиме принудительного эмульгирования с помощью какой-то переточной трубы. Что, как и куда перетекает и каким образом эта труба удерживает парожидкостную эмульсию на определенном уровне пока не разобрался, а хотелось бы. Пытался найти литературу по ссылкам в тексте, но ничего не вышло.

Обмозгуем?
steel.ne Научный сотрудник Киев 544 62
Отв.1  19 Окт 08, 20:35
Там такая бяка - эмульгационный режим возникает только тогда, когда много орошения и много пара. При обычном режиме количество орошения зависит напрямую от количества пара (сливается вниз только то, что сконденсировалось).

Поскольку поток пара мы сильно увеличить не можем, бо захлебывание, то мы увеличиваем количество флегмы. Эмульгационные колонны, если не изменяет память, еще называются колонны с искусственно затопленной насадкой. То есть в переливной трубе поддерживается постоянный уровень жидкости (до уровня перелива - это или открытые горизонтальные краники или уровень сифона). Соответственно уровень жидкой флегмы в колонне не опускается ниже этого уровня перелива, и вся нижняя часть колонны получается затоплена жидкой флегмой, в которой и идет активно эмульгационное перемешивание.

Если обратить внимание на график IV-10 (стр. 141), то уровень захлебывания одинаков у обычной и эмульгационной колонны. У эмульгационной просто более устойчивый режим, некритичный к скорости пара. При работе около точки захлебывания разделяющая способность одинаковая.

Да, холодильник 7 на левом рисунке - это для того, чтобы сделать систему герметичной, иначе из-за наличия трубки связи с атмосферой и достаточном кубовом давлении жидкость попрет вверх и зальет незапланированную часть колонны. Вот эту трубку через холодильник подключили к системе перелива.
Игорь Академик - 7356 3207
Отв.2  19 Окт 08, 22:54
Спасибо. Наверное надо внедрять.
Времени нет, собираюсь в командировку, вот мои первые мысли, если что не так - поправляй.

1. При избыточном нагреве куба часть пара проходит дефлегматор насквозь, конденсируется и охлаждается в холидильнике, после чего в холодном виде попадает в куб, снижая парообразование. То есть лишнее тепло уносит холодильник.
2. Система герметична. Трубка отбора связана с кубом. Но на этапе нагрева нужно предусмотреть реальную связь с атмосферой чтобы выпустить воздух.
3. Вроде стал ясен принцип работы.
Флегма может попасть в куб либо через нижний горизонтальный кран (вертикальные краны должны быть закрыты, тогда мы имеем обычный вариант), либо через верхний, тогда определенная часть насадки затоплена и имеет место режим эмульгирования, при котором высота ступени разделения уменьшается, а эффективность насадки увеличивается раза в два. Сифон - на случай, если оба горизонтальных краника забудут отрыть. Улыбающийся
4. Очень важно, чтобы давление пара было достаточным для барботирования в слой флегмы, иначе произойдет захлёб наоборот - флегма не будет выпускать пар из куба.
steel.ne Научный сотрудник Киев 544 62
Отв.3  19 Окт 08, 23:38, через 44 мин
2. Там промышленная семиметровая колонна ) Я думаю, ее просто продувают паром перед началом работы.

4. Про давление пара - обрати внимание на график. Со снижением давления пара падает разделяющая способность. Но не так драматично как в обычной колонне, где почти сразу переходит на пленочный режим, а равномерно, сохраняя эмульгационный. Если давление будет слишком маленьким, то и там и там будет бяка.
Kotische Академик Саратов 6220 1670
Отв.4  08 Янв 09, 02:09
Зависимость количества теоритических тарелок от скорости пара из книги:


Вдохновлённый нашим Академиком, доделал наконец то "инжекционный узел"
через который пар вдувается в колонну http://absintheclub.ru/read/viewtopic.php?p=33837#33837
Пожалуйста критикуйте. Улыбающийся

Попутно высказываю соображение, что когда колонна работает в эмульгационном режиме, давление в нижней части автоматически поддерживается сифонно-периливныым устройством, и таким образом перестает быть регулеровочным параметром.

Параметром который мы должны управлять остается опять же скорость пара в колонне и опять же нагрев куба,
как следствие будет меняться плотность содержимого колонны,
но параметром который мы должны измерять, чтобы работала автоматизация теперь будет являться высота столба флегмы в колонне.
Предлогаю поставить в верхней части колонны емкостной датчик.  Когда уровень флегмы поднимется до уровня датчика, емкость изменится и мы будем знать что нагрев следует уменьшить...
Предлогаю сделать датчик коаксиальным из куска антены, когда жидкость будет заполнять трубку, емкость между центральной жилой и трубкой будет меняться.
Rudy, отзовись! Давай разработаем простенькую ёмкостимерную электронику.
Rudy Академик Питер 5755 946
Отв.5  08 Янв 09, 02:31, через 23 мин
С электроникой нет проблем. Но вот как ты собираешься предотвратить конденсацию пара в датчике? Электронике пофигу откуда жидкость взялась. Даже если его поставить вертикально, сверху нужно от флегмы прикрыть. Но сделать несложно, нужно только сначала поэкспериментировать на разном составе и температуре флегмы.

На мой взгляд проще поставить дифференциальный датчик давления подключив его трубки сантиметров через 5 по высоте. Такой перепад взять несложно, датчики есть. У меня в колонне 5 см - рабочий перепад, датчик MPXV7002DP отлично работает начиная с 1 см.

В общем подумать нужно, да и с эмульгационным режимом и общей конструкцией пока непонятно. Что-то плохо я верю в эффективность эмульгационного режима.
Rudy Академик Питер 5755 946
Отв.6  08 Янв 09, 02:36, через 5 мин
Кстати, еще проще поставить поплавок. Можно контакты замыкать, можно магнит с герконом или холлом хоть прямо сквозь трубу. Поплавок можно в отдельной металлической трубке сбоку колонны держать, чтобы в колонну не лез.
Kotische Академик Саратов 6220 1670
Отв.7  08 Янв 09, 02:42, через 7 мин
С перепадом давлений действительно было бы не плохо... это была первая моя идея...
но у меня там "активная теплоизоляция", в том месте где нижнюю дырку придётся делать,
просто сдерать теплоизоляцию и сматывать МГТФ ну очень не хочется... Грустный
А с конденсация пофиг! Представь, вертикальная трубка, по центру трубка меньшего диаметра.
Когда в трубку поступает жидкость, емкость центрального электрода плавно меняется, пропорционально столбу жидкости.
Колонна и датчик внутри неё - сообщающиеся сосуды, если в колонне жидкости нет, то из трубки датчика она тоже вся должна вытечь...
Kotische Академик Саратов 6220 1670
Отв.8  08 Янв 09, 02:47, через 5 мин
проще поставить поплавок. Можно контакты замыкать, можно магнит с герконом или холлом хоть прямо сквозь трубуRudy, 08 Янв 09, 02:36
У меня труба d=32мм.
Допусти трубка по которой будет ходить поплавок d=5мм, иначе она перекроет слишком много полезной площади.
Поплавок маааленький, магнитик будет очень хиленький... хотя холом наверное взять можно, но там активная теплоизоляция, а по ней течёт недеццкий ток... боюсь Холу крышу снесёт... :-(
Rudy Академик Питер 5755 946
Отв.9  08 Янв 09, 03:04, через 17 мин
А как ты датчик в колонну запихнешь и провода подведешь? Все равно вставку делать. А тогда что угодно вставить можно.

А трубку в колонну вставлять не нужно - сверлишь в ней 2 дырки и к ним подключаешь внешнюю трубку с поплавком. Можно через куски силиконовй трубки - тогда и видно будет и теплоизоляцию не нарушишь. А трубка поплавка - тонкостенная - взять в ней магнит - не проблема любым датчиком. И регулировать уровень удобно.
Kotische Академик Саратов 6220 1670
Отв.10  08 Янв 09, 03:12, через 8 мин
Охохоооо.... Шире вселенной горе моё...
придётся активную теплоизоляцию с верхней части колонны снимать, иначе до трубы не добраться... Плачущий
Но твоё предложение с поплавком во внешней трубке действительно наиболее рациональное...
Rudy Академик Питер 5755 946
Отв.11  08 Янв 09, 03:15, через 3 мин
И датчик - просто геркон.
P-Alex Научный сотрудник пгт.Палех 1124 184
Отв.12  06 Ноя 09, 09:50
что то эту тему я пропустил в новогодние праздники Улыбающийся
Эмульгационная колонна-Model.jpg
1024x1280 44Кб
AlexB Научный сотрудник Талапония 1419 670
Отв.13  06 Ноя 09, 10:45, через 56 мин
Неправильно нарисовал жидкость в переливной трубке.
При том как нарисовано, жидкость из U-образной трубки выдует давлением пара за милую душу.
Обе ветви переливной трубки вплоть до верхнего уровня флегмы в трубе с насадкой будут заполнены флегмой, только что какую-то часть верт. участка на входе в куб снизу можно штрихануть с градиентом - там сток.
И колонна всё-таки должна выходить из куба, как на картинке у Стабникова, иначе пар туда вообще не проникнет - будет классический нижний захлёб.
И гидрозатвор имхо упрощать не следует - сброс флегмы из переливной трубки д.б. организован ниже дюкера гидрозатвора, а сам гидрозатвор должен запитываться флегмой напрямую и в основном из узла сбора на входе в колонну - тогда уровень флегмы в переливной трубке будет подниматься вместе с флегмой в колонне, а иначе - если только при переливе то бишь, в трубке образуется возд. пробка и система работать не будет.
Короче, переливную трубку я бы нарисовал в точности как у Стабникова, лишнего там ничего нет.  
P-Alex Научный сотрудник пгт.Палех 1124 184
Отв.14  06 Ноя 09, 11:11, через 26 мин
AlexB, почеркай на картинке плиз, чтот я с трудом соображу какие узлы "дюкер", "узел сбора" ... ну а насчет нижнего захлеба - дык мне и казалось что эмульгационный режим - это как бы контролируемый нижний захлеб?
AlexB Научный сотрудник Талапония 1419 670
Отв.15  06 Ноя 09, 11:18, через 7 мин
Да нет, захлёб это уже жопа, эмульгационный - это именно предзахлёбный режим, на грани фола так скззть. Пар туда по любому должен поступать, и чем больше тем лучше - тогда будет больше возможностей для регулировки ФЧ и естественно - отбор выше.
А трубку просто нарисуй как у Стабникова, тогда с точки зрения гидростатики там всё будет правильно.

Посмотри откуда запитан гидрозатвор у Стабникова - из начала колонны, там то и устроен узел сбора возвратной флегмы в переливную трубку, может просто воронка какая-нибудь...
А дюкер это просто буква "U", в отличие от сифона - перевёрнутой вверх перекладинкой той же самой буквы "U".
P-Alex Научный сотрудник пгт.Палех 1124 184
Отв.16  06 Ноя 09, 11:19, через 2 мин
поглядел Стабникова - да так проще Улыбающийся
ПС: насчет захлеба не так выразился - да просто намеренное затопление насадки.. теперь картинка ок?
ППС: да вроде и данная схема должна работать: при определенной скорости потока из куба в центральную трубку подачи, флегма туда стекать не сможет... ей придется течь длинным путем: вверх и потом вниз... естественно она так же заполнит и насадку до этого уровня... у стабникова нарисована там многоколпачковая тарелка внизу колоные, где подача... у меня одноколпачковая тарелка и без колпачка Улыбающийся

ПС: внизу колонны вставлена конусная пружина, удерживающая насадку, чтобы она не падала в трубку подачи пара
Эмульгационная колонна-Model1.jpg
1024x1280 46Кб
AlexB Научный сотрудник Талапония 1419 670
Отв.17  06 Ноя 09, 11:26, через 8 мин
Не, так ещё хуже - вааще работать не будет Грустный
P-Alex Научный сотрудник пгт.Палех 1124 184
Отв.18  06 Ноя 09, 11:29, через 3 мин
Не, так ещё хуже - вааще работать не будет Грустный
AlexB, 06 Ноя 09, 11:26
почему? я просто организовал гидрозатвор посредством кубной жидкости... Улыбающийся
ПС: понял почему
AlexB Научный сотрудник Талапония 1419 670
Отв.19  06 Ноя 09, 13:47
Потому что при этой схеме в переливной трубе уровень флегмы будет выше уровня флегмы в колонне на высоту, равную заглублению переливной трубки в кубовую жидкость.
Разумеется никакого перелива при этом не будет, просто в левой ветви будет воздушная пробка.