Перегонка браги

Да, именно тонкая стенка. У меня прямой проточный холодильник внутренняя труба - медь, Дн=8 мм, толщина стенки - порядка 1 мм, длина охлаждаемой части - 25 см. Нормально работает до 1.8 л/час (конденсат комнатной температуры). Поток воды - порядка 1-2 л/мин (уже точно не помню, давно измерял).

Перепад температур воды - невелик, единицы градусов. Но, попытка снизить поток не удается. Это говорит о том, что основное теплосопротивление - стенка трубы (медь,1 мм).  А у нержи теплосопротивление раз в 20 больше.

Коэффициент теплопроводности меди - 380 ватт/м-градус, нержавеющей стали - 17,5 (в 22 раза меньше), но не всё так печально.

Допустим, мы дистиллируем воду. Холодильник - медь 1 мм. Температура пара - 100*, воды 20*.

Каждый квадратный сантиметр холодильника передаст тепла 380 х 0,01 х 0,01 : 0,001 х 80 = 3040 ватт Больше 3-х киловатт с квадратного сантиметра !!!

Если бы эффективность холодильника определялась только теплопроводностью трубы, разделяющей среды, то холодильник Руди д.8 мм длиной 25 см мог бы сконденсировать пар при мощности в нагревателе 18 киловатт! С учетом охлаждения - киловатт 10 точно. Но этого не происходит.

Дело в том, что холодильник представляет собой трёх- а то и четырёхслойную теплопередающую структуру. Один слой - слой охлаждающей воды с коэффициентом теплопроводности 0,6. Толщина этого слоя зависит от скорости подачи воды и условий её движения, и в любом случае составляет (навскидку) не менее 1/10 миллиметра. 

Другой слой - металл толщиной 1 мм с коэффициентом теплопроводности 380 (для нержи - 17,5).

Третий слой - слой плёнки водяного конденсата внутри трубы, который имеет толщину примерно так 0,1 миллиметра.

Следующий слой - поток водяного пара, но его температура понижаться не может, поэтому, упрощая, будем просто считать его источником тепла.

Если рассмотреть распределение температур по слоям, будет примерно такая картинка.

Вычислить температуры в точках Т2 т Т3 и поток тепла, приводящий к таким температурам, можно из условия равенства потоков тепла, проходящих через каждый слой. Q1=Q2=Q3.

Q3 = 0.6 х 0,01 х 0,01 : 0,0001 х (100-Т2)
Q2 = 380 х 0,01 х 0,01 : 0,001 х (Т2-Т3)
Q1 = 0.6 х 0,01 х 0,01 : 0,0001 х (Т3-20)

Не буду нагружать пост расчетами, у меня получилось, что при потоке тепла 23,8 ватта на каждый см2 устанавливается равновесие, при этом температуры Т2 и Т3 равны соответственно 60,3 и 59,7 градусов.
Огромная теплопроводность меди, "укутанной" двумя плёнками воды, не может себя проявить в достаточной степени, так как медь работает при перепаде температур всего 0,6 градуса.

Я не поленился и сделал такой-же расчет для нержавейки. Получилось, что равновесие произойдет при потоке тепла 20,5 ватт/см2.

Если эти расчеты верны, охлаждающая способность холодильника по размерам Руди в медном исполнении составляет 1500 ватт, а при использовании нержавейки - 1290 ватт. Разница несущественна.

Если нержавейку взять вдвое тоньше, равновесие наступает при 22,1 вт/см2, что соответствует 1390 ватт на весь холодильник.

Ради интереса прикинл для стеклянного варианта с равными прочими условиями.
Для стекла (К теплопров= 0,75) равновесие наступает при 8 ваттах, а охлаждающая способность холодильника составляет 500 ватт.

------------------------------------------------
Смотрю чего неаваял. Расчетная схема горбатая, профанизированная. Но тенденции схвачены точно, так что можно сделать выводы.
------------------------------------------------

1. При равных прочих условиях, охлаждающая способность холодильника из стекла в 2,5 - 3 раза ниже, чем медного.

2. Эффективность холодильника из меди на 15% выше, чем для нержавеющего.

3. Увеличение толщины стенки медного холодильника с 1 до 2-х мм уменьшает его охлаждающую способность
меньше, чем на 1%, а нержавеющего - на 20%. Поэтому толщина медной трубки для холодильника непринципиальна, а нержавейку лучше брать потоньше.

Так я и говорю именно про толщину трубки из нержи.

Но твой расчет интересен. Я тоже немного посчитал, у меня получилось, что мой холодильник обеспечивает примерно 980 Вт (1500 по твоей оценке).
Или, примерно, 21 Вт/см^2. При 3040 Вт, если бы работала только медь. Т.е. сопротивление меди составляет примерно 0.7% от общего. Тогда нержа с той же толшиной (1 мм) даст 15% (*22). Соответственно разница в производительности будет того же порядка - нержа будет хуже на 15% чем аналогичная медь. В общем сходится с твоими расчетами. Полезное рассуждение.

*Эффективность холодильника из меди на 15% выше, чем для нержавеющего.* Вот тока медные змеевики при моем режиме работы \в среднем 40 л самогона в день\хватает на год работы,потом его разъедает.Теперь я делаю змеевик из нержи. а соединяю холодильник с кубом медн.трубкой диаметр снаружи 12мм.И эффект отличный,правда всеравно медь разъедается, но не так быстро. 

40 литров в день не просто вызывают уважение, но если честно даже пугают: даже при 10 часовом рабочем дне это 4 литра в час, это какой же (или сколько) надо холодильник, это сколько ж надо сделать браги, сколько сахару (а привезти и размешать), а потом эту брагу надо нагреть (до кипения), а разлить и перелить такие объемы, - в общем сплошные 

Я вот не поленился и посчитал:
40 литров самогона в день - это 14600 литров в год!!!
Даже если я буду перегонять каждую неделю по 10 литров (а я гоню далеко не каждую неделю), то мне такого охладителя хватит на 28 лет!
Короче - МЕДЬ!

У меня такой вопрос.Надо ли делать перегонку браги с отделением хвостов и голов и химическую очистку, при последующей ректификации самогона,или нет? Как лутше?

Головы и хвосты можно не отбрасывать 0 у колонны все равно лучше получается.
А чистить стоит, некоторое количество летучих гадостей перейдут в нелетучие или "не тогда" летучие.

Решил сегодня сделать ЭКСКРЕМЕНТ(как Батька Ангел из фильма "Адьютант нго превосходительства"). Короче, подключил манометр при перегонке браги на СС. И, честно говоря, офигел! Давление гуляет от +4 мм.Hg до......-4мм.Hg С периодичностью примерно 10 минут. Не поверил своим глазам.Решил проверить манометр. Отсоединил его, соответственно давление в кубе сбросилось, проверил, подключил и опять прибалдел: давление полезло до 8 мм. и начало опускаться до -4мм. Далее опять перешло на 10 минутный цикл. Причем, при отрицательных значениях струйка самая толстая.
Кто либо наблюдал такое явление или нет?

На колонне наблюдал.Когда баловался с атмосферной трубкой.Перекрывал,в воду опускал.В какой-то момент стрелку манометра в обратную сторону заворачивало.Не знаю причину.

Ничего странного. Облако пара попадает в холодильник, охлаждается и конденсируется. Его объем уменьшается раз в 300. Естественно, это вызывает снижение давления. При снижении давления увеличивается кипение в кубе, новое облако пара летит к холодильнику. Качели. Автогенерация.

Причина проста, я на это уже нарывался. Если манометр неправильно подключен, в соединительной трубке накапливается водяная пробка, и ее высота вычитается из показаний манометра. Потом она может слиться и манометр начнет показывать правду ну и т.д. См. http://absintheclub.ru/read/viewtopic.php?p=30596#30596

на дистилляторах со змеевиком если нет подсосов  то стекающая струя тоже может создавать разрежение а когда прорывается новая порция пара то жидкость в змеевике как пробка и давление поскакивает

Я тоже склонен считать так же, как и олег. Я сам это видел, когда гонял пилотный дистиллятор без подсоса воздуха на выходе с узла отбора. На моем штатном он стоит, там колебаний не было.

2Руди.
Я манометр на последней ректификации не страдая воткнул в пустую трубку нижнего кубового термометра. Так 12 часов и проуправлял МПХ тенами - не врал нисколько. Просто дырка внизу колонны, от нее силикона 60см и раздвоитель - на одном конце мед.манометр, на другом МПХ

Да, вроде бы, струйка течет постоянно и кипит постоянно - чего бы дергаться???

В трубку манометра попадает пар. Он там конденсируется и стекает обратно в бак. Если трубка металлическая и не теплоизолированная - этот процесс идет весьма интенсивно. Если трубка широкая - 6-8 мм вн.- стекает нормально, если тоньше - образуются пробки.

Я тоже сначала придумывал теорию насчет отрицательных давлений и т.п. Сменил трубку на широкий силикон - все как рукой сняло, никаких болтанок и отрицательных давлений.

На данный момент перегналось примерно две трети продукта. Давление держится на
-6мм. Сейчас впорю 2кВт и посмотрю на результат.

Rudy, система замера давления которая у меня работает на колонне. Там таких эффектов нет.

Ребята, паразитная флегма в кубе не может появиться сразу после подключения манометра.
А вот стекание жидкостных пробок по змеевиковому холодильнику - вполне вероятная причина.
Но и тут не то. При этом самогон так бы и тёк - порциями. А он вроде как течет равномерно.

У меня сейчас отбираются головы на новом дефлегматоре. Опустил атмосферную трубку  в воду. Уровень колеблется на 10-20 мм вверх и вниз относительно нулевого положения.