термодиффузия в тонкой пленке

Попытался нарисовать мысленно некоторые процессы. Именно: процессы, происходящие внутри наклонной колонны сделанной из гофры.  [Девайс из гофры]
Там я давал свои объяснения и субъективные оценки, но хочется вынести на обсуждение некоторые факты.
Именно:
а) почему сравнивая параметры обычной РК (площадь поверхности на которой происходит тепломассообмен)  и гофры - в последней, имея в разы разницу в худшую сторону,  продукт по крепости близок к продукту из РК??  
б) Почему на гофре не получается  чистый спирт -  всегда присутствует некоторое количество хвостов, но нет воды - вода только как азеотропная составляющая?

Для себя я нашел незамысловатый ответ – термодиффузия в тонкой пленке.
Попробую разобрать подробнее. Возьмем составляющую гофры – сегмент. Кровля сегмента охлаждается, на ней происходит конденсация поступающих паров браги. Конденсация происходит на довольно небольшой площади, потому, так как у нержи теплопроводность низкая, а площадь контакта с холодным прямоточником едва ли будет 1 кв.мм.  соответственно площадь на которой возможна конденсация пара не велика, скажем в 5 мм от полюса сегмента конденсация уже не происходит т.к. не будет необходимого градиента температур. Температура кровли сегмента плавно нарастает от полюса к экватору, ведь все это происходит в непрерывном потоке пара, который скажем у нас 92 градуса.  Пленка конденсата двигается вниз на более горячую часть сегмента и в ней происходит термодиффузия, достигнув места в котором температура стенки сегмента выше чем температура кипения спирта – пленка начинает испарять спирт, потому что в пленке вода сразу займет место у горячей стенке, а спирт будет на поверхности, где его сразу сдует пар. Как только температура пленки превысит температуру кипения спирта, ни что не помешает спирту выделится самому как пар. Ширина диапазона в котором происходит процесс, может всего 2-3мм, но этого достаточно.
Это доказывает еще один аспект! Допустим брага у нас 12%, соответственно кипение - 92* , спирта в паре будет – 58% , а воды будет 42%   -  если отбор выставлял из этих процентных соотношений,  скажем   580мл/ч - отбор, то флегма - 420 мл/ч, то продукт получался хороший. (Правда есть сомнение за точность этих цифр – количество флегмы возможно было 450-470мл/ч) Если по мере убывания спиртуозности в кубе прибавлял горение – то это процентное соотношение нарушалось и в отборе продукт резко ухудшался.  Если горение не трогал – то в отборе доходило до капель при том же качестве отбора.  Если скажем температура кипения была - 94*, пар соответственно состоял из 50% как воды, так и спирта – то отбор выставлялся соответственный. Максимальное количество возврата флегмы, я определил - 680-700мл/ч, но уже это пороговое значение – начинала расти температура в отборе. Если при уменьшении спиртуозности в кубе количество воды увеличивалось и превышало максимальное количество – 680-700мл/ч – то в отборе температура увеличивалась и качество отбора резко падало. Такие параметры отбора, жестко зависящие от спиртуозности пара ни чем, кроме термодиффузии в тонкой пленке, не объяснишь, конечно, цифры  параметров найдены не на лабораторном оборудовании, может даже частью субъективные.

«Если температура смеси переменна, то возникает так называемая термическая диффузия (эффект Соре)».  Это нам гласит «инженеринг» http://fast-const.ru/articles.php?article_id=121 Кому не лень – могут там даже сделать некоторые расчеты, для подтверждения утверждений.  «…если массы молекул двух компонентов различны, то за счет термодиффузии более тяжелые молекулы большей частью стремятся перейти в холодные области; если же массы молекул одинаковы, то в холодные области стремятся перейти более крупные молекулы. При определенных условиях направление термодиффузии может изменяться. Например, в ионизированном газе более тяжелые молекулы (или ионы) будут стремиться перейти в более теплые области. Термодиффузия приводит к образованию градиента концентрации. Этому препятствует процесс концентрационной диффузии, стремящейся выровнять состав. В результате с течением времени может установиться стационарное состояние, при котором уравновесятся противоположные влияния термодиффузии и концентрационной диффузии.» 

Интересный анализ.
Реально вставить в гофру боковое окошко и сфоткать что внутри происходит?

Заглянуть внутрь гофры - это самое простое, что можно тут сделать. Но это нам особо ни чего, не даст: увидим как образуется конденсат, как спускается вниз. Такое я видел в банках, в сухопарниках, даже прикладывал тряпку мокрую. Вот, если бы наш глаз мог делать спектрометрию в режиме экспресс анализ - то было бы интересно.

делать спектрометриюондрей, 04 Янв. 12, 07:20

а ты подсвети He-Ne лазером (красным) или светодиодом и замеряй к-т рефракции жидкости или просто сфоткай картинку в проходящем свете. Щас такое и дома можно сделать. Очень будет интересно и многое прояснит, особенно микросъёмка.
Гораздо инетереснее, чем просто самогон гнать.
Насчёт "термодиффузия (ТД) в тонкой пленке.". В термодиффузионных колонах, как я понял, среда как бы почти не движется, а градиент Т разгоняет компоненты по "углам". Когда фазы движутся относительно конструктива и между собой, то конвекция и массоперенос в объёме этот эффект заглушают полностью и он (ТД) работает только в т.н. пристеночном слое жидкости ( микроны) которая практически не движется в ламинарном режиме течения. Мне так видится это всё.

(ТД) работает только в т.н. пристеночном слое жидкостинан прохфесор, 04 Янв. 12, 07:50

Я делал следущий опыт: В пробирке в смеси спирт-вода растворил марганец, однин конец подогревал - другой охлаждал, в пробирке по частичкам взвеси было видно что жидкость циркулирует по-низу от холодного конца к горячему, а поверху - наоборот, но постепенно холодный конец стал менее окрашеный - когда марганец выпал в осадок - то осадок был более концентрированным у горячего конца. Вполне наглядно. Термосифонные процессы в пробирке не помешали разделению концентраций.

делал следущий опыт:ондрей, 04 Янв. 12, 12:49

нужно фото как ты грел. пробирка была горизонтально или вертикально и каково заполнение жидкой фазой?
тут много всякого происходило: и химреакция окисления спирта и конвекция разных фаз. когда выпал осадок?
в процессе нагрева или после? если нет фото, сделай подробный рисунок. пока однозначно сделать вывод что сработала именно термодиффузия, не к примеру термофорез нельзя.

не помешали разделению концентраций.ондрей, 04 Янв. 12, 12:49

каких компонентов?
Опыт не сложный, повтори также как делал и сфоткай 3-4 раза чтобы стадии процесса были хорошо различимы

э!

э!Al, 04 Янв. 12, 23:22

ролик про печенье мне тоже понравился, спб!
а чё по теме скажешь?

НАН, когда рабочий образец то покажешь? Я уже и попкорном запасся, и две недели уже давно прошли. http://samogonshiki.livejournal.com/11849.html

хочется вынести на обсуждение некоторые факты.
Именно:
а) почему сравнивая параметры обычной РК (площадь поверхности на которой происходит тепломассообмен)  и гофры - в последней, имея в разы разницу в худшую сторону,  продукт по крепости близок к продукту из РК?? 
б) Почему на гофре не получается  чистый спирт -  всегда присутствует некоторое количество хвостов, но нет воды - вода только как азеотропная составляющая?ондрей, 03 Янв. 12, 22:14

Господа... По интересующим меня фактам ответить есть что?

почему загнулась идея линасаtixoxod-4x4, 05 Янв. 12, 13:33

а линас каким боком??

Линас?)) Нам линас не нада - нам сэма подай!!!

что-то мне попадалось, кое-что читал про линас, но ни кто мне не сказал, на каких явлениях-процессах работает это чудо инженерной мысли))

что-то мне попадалось, кое-что читал про линас, но ни кто мне не сказал, на каких явлениях-процессах работает это чудо инженерной мысли))
ондрей, 05 Янв. 12, 14:54

Прочитал про линас - интересное чтиво!! Только 30 лет назад примерно, когда мне на пальцах один товарищ, слышавший от своего товарища, объяснял как работает ректификационная колонна, я не понял ни чего, а себе мысленно нарисовал эскизик. Мысль была простая, на реализацию даже держали конкурс два самовара, которые по идее должны были спаиваться друг в дружку, но до реализации не дошло. Принцип идеи был держать, с помощью кипящего спирта в затрубнике, стабильную температуру - 78*, который бы кипел, утилизируя теплоту конденсации воды на стенках внутри колонны. Вода, по моим прикидкам, должна была вся сконденсироваться внутри колонны, а в отбор пойти должен был чистый спирт из колонны и из затрубника. Теория Линас на этом вроде основана, но что на самом деле у них там в клонну насовано - ни кто не знает?!

Подзабыл за 30 лет, а там ведь я считал, что барду надо сразу в каналью. На рисунке возврат барды в куб...

ни кто не знает?!ондрей, 05 Янв. 12, 17:35

Знает!!! Те кто академики, или научные сотрудники, да и студенты с кандидатами наук. Да и большая часть новичков в курсе того что, температуру кипения нельзя регулировать, нельзя её установить  78гр она сама по себе устанавливается. И мы можем только за ней следить, а вот влиять на неё не можем. Законы физики блин.

Хочешь сказать, что если в затрубнике-кожухе спирт будет - то темпертура в кожухе не выдержиться 78*?? Или ты, что-то другое хотел сказать??

ондрей, А ты сделай, поработай, получи данные, вместе проанализируем, и придёт понимание...))))
Теперь на секунду представь, что охлаждающий спирт находится не за стенкой, а в насадке, и непосредственно контактирует с паром.... Как лучше?
Сергей 1972, 05 Янв. 12, 21:22

Как лучше? Это надо спросить у Линас. Линас хвалится, что у них колонны по всем параметрам на шаг впереди. Представляю, как они стабилизируют температуру стенки. Датчики и другие старт-стопы, не иначе в два слоя по-рядно установлины, даже, наверно, у оператора в причинном месте. Чем лучше если хладагент находится внутри рабочей зоны? И почему ты думаешь, что у Линаса насадка внутри? Там у них трубки и однажды испаренным продуктом они рабочую зону не охлаждают. Делать линас? 30 лет не делал и сейчас мне незачем, я как все гоню - а-ля паравозная труба.
з.ы. Только когда у меня эта идея появилась - то мне было тогда всего 17 лет, претензии ко мне к семнадцатлетнему плиз, но надеюсь, ты ребенка не обидишь?)))

температуру кипения нельзя регулировать, нельзя её установить  78гр она сама по себе устанавливается. И мы можем только за ней следить, а вот влиять на неё не можем. Законы физики блин.Селянин, 05 Янв. 12, 20:33

это прикол такой??  по моему нельзя изменить энергию испарения - а вот температуру сколько хочешь и насколько хочешь.
(надеюсь опыт по физике - со стаканом кипящей холодной выоды - под вакуумным колпаком, все помнят)??

что мешает сделать автономную герметизированую систему - наподобие тепловой трубки.
заливая различные смеси жидкостей  - например спирт + ацетон мы можем сделать температуру кипения скажем 77 градусов.

Там у линаса утверждвется, что температура конденсации не должна быть ниже получаемого продукта)))

Zapal , хорош стебаться, ты еще про ацетоновые или эфировые дрожжи выскажись, и люди поверят и за тобой потянутся и поверят что можно положить в стеклянную банку из под огурцов железную из под маслин и получить спирт, "по взрослому" не заморачиваясь