К вопросу о колебательных процессах в пленочной колонне.

Форум самогонщиков, пивоваров, виноделов Дистилляция Перегонка
1 2 3 1
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
05 Окт 17, 21:48
Будет много букв. Короче у меня не получилось.

Часто на форуме, при описании работы ПК при отборе голов, или работе «на себя»,  можно прочитать «температура скачет, как бешеная», или «то капли, то струя».  На самом деле в самогонном аппарате, под названием Пленочная Колонна, при некоторых условиях возникают колебания, с вполне себе ощутимой амплитудой и периодом. Не спонтанные скачки, но колебания.  Беда в том, что эти колебания:
- осложняют отбор голов, вплоть до размазывания голов по телу;
- возникают очень часто, чаще возникают, чем не возникают.

Хочется найти метод, который:
- избавит пользователей от проблем, связанных с размазыванием голов по телу;
- будет достаточно прост.

Разные экспериментаторы решали эту проблему по разному, всегда эмпирическим методом. Эмпирический метод вполне себе нормальная вещь и дает результат.
Мне понравился метод   Duliks , с использованием редуктора, манометра и дросселя. Строго говоря, к нему еще следует добавить два термометра, один на входе в систему охлаждения, второй на выходе из нее. Еще, хорошо бы холодильник/нагреватель на входе... Сложно, но работает.

Мне показалось, что поставленную задачу можно решить проще. По ходу экспериментов, я пытался найти теоретическое объяснение возникновения колебаний. Теоретическое обоснование оказалось весьма сложным, НО, любую сложную конструкцию можно сломать простыми методами. Термоядерную бомбу создать сложно, а вот сделать так, что она не сработает весьма просто.

Короче, в нашем случае колебания возникают тогда , когда градиент температуры (dt/dl , где t- температура, l – расстояние от нижней части дефлегматора) в самой нижней части дефлегматора велик. Это сложное предложение на практике выглядит так. Проводим пальцем от самого низа дефлегматора ПК вверх, и обнаруживаем, что обжечься можно через один сантиметр от нижнего края, или около того. Это и есть большой градиент. Если мы его наблюдаем, то и колебания почти наверняка есть.  Но, если внешняя температура дефлегматора меняется мало на протяжении 5-7-10 см от низа дефлегматора, то градиент температуры маленький, и колебаний наверняка нет.

Как добиться такого  маленького градиента простым способом?

Я вставил в нижнюю часть дефлегматора (5-10 см) кусок мочалки для мытья посуды. Маленький кусочек, половина, или одна треть маленькой нержавеющей мочалки для мытья посуды. Хорошо бы еще на выходе воды из системы охлаждения поставить дроссель. В качестве дросселя может выступить зажим Гофмана или шаровой кран, или еще что-то, что сильно ограничит поток воды.

Колебания исчезнут, даже на подводимой к 10 литровому кубу мощности 800 Вт!
Проведя пальцем по поверхности дефлегматора, вы поймете, что градиент температур в дефлегматоре в том месте, где есть "жидкая" мочалка стал маленьким. При этом температура верхнего термометра будет колебаться в пределах его дискретности, а из холодильника будет капать стабильно, как часы. Как при работе "на себя" , так и при отборе голов.

 Головы не размажутся по телу.
Zapal Научный сотрудник Амурская область 4284 2563
Отв.1  06 Окт 17, 04:59
Как добиться такого  маленького градиента простым способом?Кабанчик54, 05 Окт 17, 21:48
я бы поставил маленький циркуляционный насос - что бы гонял воду по кругу - с большим избытком..
а  подачу воды в контур - через регулятор.. (типа редуктора и дросселя).. 

ибо, насколько я понял - у этих колон достаточно высокие требования к стабильности потока и градиенту температуры..
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.2  06 Окт 17, 09:40
я бы поставил маленький циркуляционный насос - что бы гонял воду по кругу - с большим избытком..
а  подачу воды в контур - через регулятор.. (типа редуктора и дросселя)..Zapal, 06 Окт 17, 04:59
Не совсем понятно, куда поставить маленький насос и что значит гонять воду по кругу с большим избытком?

У меня автономная система охлаждения состоит из емкости литров 60, на дно которой опушен маленький насосик аквариумный. Он закачивает воду в ПК. На выходе из ПК стоит маленький краник, который выполняет роль дросселя. До некоторых мощностей, скажем 1200 Вт, сама по себе эта система обеспечивает отсутствие колебаний. Но при переходе к 1000 Вт, и тем более, к 800 Вт такой системы не хватает.
vlad222 Доктор наук izobil 667 187
Отв.3  06 Окт 17, 10:01, через 21 мин
поставил капельник сразу на выходе продукта из ПК, дальше уже за ним щланг в посуду
регулируется все отлично обычным стандартным гофманом, без изменения температуры нагрева что на головах что на теле
инерции отклика на регулировку почти нет, несколько секунд, регулируется от капли в секунду до 1.2л/ч просто гофманом.
Раньше без капельника по скорости выхода продукта из трубки отрегулировать не мог все время плавало, большая инерция, то мало то много
нагрев индкуцией, охлаждение автономка давление воды стабильное
Скрытый текст
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.4  06 Окт 17, 10:09, через 9 мин
поставил капельник сразу на выходе продукта из ПК, дальше уже за ним щланг в посудуvlad222, 06 Окт 17, 10:01
А это не самообман?
Что-то мне подсказывает, что капать из такой системы будет всегда, вне зависимости от того, есть колебания в ПК, или их нет.

vlad222 Доктор наук izobil 667 187
Отв.5  06 Окт 17, 10:12, через 3 мин
какой самообман? откручиваю гофман до конца и капать перестает совсем, ПК работает полностью на возврат....ну может капля две в минуту прорываются
Duliks Доктор наук Россия 675 326
Отв.6  06 Окт 17, 10:17, через 5 мин
меняется мало на протяжении 5-7-10 см от низа дефлегматораКабанчик54, 05 Окт 17, 21:48
То есть с мочалкой дефлегматор плавно разогревается от низу,а не на входе холодная,а через 2 см кипяток?
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.7  06 Окт 17, 10:18, через 1 мин
какой самообман? откручиваю гофман до конца и капать перестает совсем, ПК работает полностью на возврат....ну может капля две в минуту прорываютсяvlad222, 06 Окт 17, 10:12

Мне кажется, что такая капельница стабилизирует капель уже после того, как получился продукт. Колебаний в колонне она не демпфирует.
Я правильно понял, что ТСА в системе присутствует?
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.8  06 Окт 17, 10:24, через 7 мин
То есть с мочалкой дефлегматор плавно разогревается от низу,а не на входе холодная,а через 2 см кипяток?Duliks, 06 Окт 17, 10:17

Во! именно в этом и смысл!
Предположим, что мощность индукционки не велика, а вода холодненькая. Тогда в дефлегматоре работают только несколько мм в нижней части, только там стенки холодные, выше уже очень горячие стенки. Это и есть причина колебательных процессов.
Мочалкой удается удлинить работающую часть дефлегматора. Если работающая часть дефлегматора  в два-три раза (грубо говоря) больше, чем внутренний диаметр ПК, то колебания не возникнут. Если работающая часть дефлегматора меньше диаметра ПК, то вероятность возникновения колебаний велика.
Duliks Доктор наук Россия 675 326
Отв.9  06 Окт 17, 10:46, через 22 мин
Получается в точке разогрева дефлегматора образуется спиртовая пробка,поставив мочалку ее просто сдвигаешь вверх.
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.10  06 Окт 17, 10:53, через 7 мин
Получается в точке разогрева дефлегматора образуется спиртовая пробка,поставив мочалку ее просто сдвигаешь вверх.Duliks, 06 Окт 17, 10:46
Не совсем так.
В некоторых без мочалки случаях пробка не образуется, точнее она очень тоненькая и в ней образуется дырка, сквозь которую пары прорываются вверх. Потом дырка затягивается, потом снова возникает.

А жиденькая мочалка делает пробку толстой. Не поднимает ее вверх, а заполняет с гарантией весь диаметр трубы.
Герыч Доктор наук Питер 644 229
Отв.11  06 Окт 17, 10:59, через 7 мин
Во! именно в этом и смысл!Кабанчик54, 06 Окт 17, 10:24
Я проводил подобные эксперименты и уверенно подтвержу пользу мочалки в начале восходящей части.
Только физику процесса я вижу иначе.
Если в кипящую брагу(или сырец)ливануть кружку холодной воды,то произойдет взрыв,а точнее бурное вскипание жидкости с выбросом из куба(лично проверял).Так вот этот принцип,(на мой взгляд) и является причиной колебаний.
Если проще-кубовая жидкость закипела-началось образование флегмы-флегма в куб-интенсивное вскипание и увеличение скорости отбора.Кипение жидкости это ее охлаждение,соответственно темп.в кубе понизилась,скорость отбора упала,начался новый цикл нагрева.
Мочалка внизу колонны имеет тампературу выше флегмы и частично переиспаряет ее,а не переиспаренную подогревает уменьшая взрывное вскипание.Происходит как бы сглаживание процесса.
Но это лично мои мнения и наблюдения.Высказал не все,оставил и про запас немного.
vlad222 Доктор наук izobil 667 187
Отв.12  06 Окт 17, 11:02, через 3 мин
Мне кажется, что такая капельница стабилизирует капель уже после того, как получился продукт. Колебаний в колонне она не демпфирует.
Я правильно понял, что ТСА в системе присутствует?Кабанчик54, 06 Окт 17, 10:18
да нет там никаких колебаний, есть инерционность регулировки которую уменьшает капельник
тса есть стандартная ПК 2500 от хд
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.13  06 Окт 17, 11:05, через 3 мин
Только физику процесса я вижу иначеГерыч, 06 Окт 17, 10:59

Я тоже вижу физику процесса иначе. Беда в том, что она очень сложна, эта физика. Раздел "Нелинейные колебания и волны", на физфаке можно и не попасть на этот спецкурс. Я не могу объяснить столь сложные вещи, не упустив важных деталей.
Duliks Доктор наук Россия 675 326
Отв.14  06 Окт 17, 11:05, через 1 мин
Если в кипящую брагу(или сырец)ливануть кружку холодной водыГерыч, 06 Окт 17, 10:59
А чем тогда объяснить срыв флегмы при постоянном нагреве,и стабильном охлаждении?
Кабанчик54 Кандидат наук Москва 352 96
Отв.15  06 Окт 17, 11:08, через 4 мин
А чем тогда объяснить срыв флегмы при постоянном нагреве,и стабильном охлаждении?Duliks, 06 Окт 17, 11:05
В трубах это бывает. Не удается создать постоянные условия по длине трубы, например.
Герыч Доктор наук Питер 644 229
Отв.16  06 Окт 17, 11:09, через 1 мин
Я не могу объяснить столь сложные вещи не упустив важных деталей.Кабанчик54, 06 Окт 17, 11:05
Я то же не физик,но эти колебательные процессы напрямую связаны с подводимой мощностью и хар-ми куба и колонны.Если подводимую мощность понизить,то колебания исчезнут.Но это метод не наш,время наш враг.
Duliks Доктор наук Россия 675 326
Отв.17  06 Окт 17, 11:10, через 1 мин
Я не могу объяснить столь сложные вещи не упустив важных деталей.Кабанчик54, 06 Окт 17, 11:05
Интересно,только если можно,не особо сложным сленгом.
Герыч Доктор наук Питер 644 229
Отв.18  06 Окт 17, 11:11, через 1 мин
А чем тогда объяснить срыв флегмы при постоянном нагреве,и стабильном охлажденииDuliks, 06 Окт 17, 11:05
Только что ответил.Снизить нагрев куба и система заработает стабильно.
Miroschnik Профессор Пескоград 2184 564
Отв.19  06 Окт 17, 11:22, через 12 мин
Как человек, достаточно помудохавшийся на РК с отбором по пару после дефлегматора, могу завить свое ИМХО...
Не стоит оно потраченного времени!!!
Конечно, если конечная цель - получение спирта или дистиллята...
Отбор по жидкости с "Польским буфером" и проще в управлении и стабильнее в работе и легче автоматизируется с минимумом затрат...
Но если цель темы - почесать мозг и очумелые ручки...............
Тогда- терпения и удачи!!!