Форум самогонщиков Сайт Барахолка Магазин Помощь солдатам

Попытка осмысления температурных процессов в колонне (с графиками)

Форум самогонщиков Получение спирта
1 2 3 4 5 ... 12 2
V_B Академик Таганрог 2.7K 937
Отв.20  02 Мая 13, 20:47
Начались "длинные выходные" и появилось время провести несколько экспериментов.

Предпосылками для работы были опасения некоторых участников форума относительно "инерционности измерения температуры и ее влияния на качество спирта". А также попытка  прояснить, почему давление к концу ректификации в кубе падает.
Вот некоторые из них:
при стабилизации давления в конце процесса мощность растет всего на 10-15%, что обусловлено более высокой температурой кипения (потери в кубе) и более высокой теплоотдачей (из за разницы температур) самой колонны.разумеется, это мое личное мнение.Moto, 15 Февр. 12, 14:36

если сразу выставить такой отбор что температура нижнего датчика поднимется (т.е. регулировать так чтобы количество воды снизу колонны было бы одинаковое) - давление еще меньше будет меняться.V_B, 15 Февр. 12, 14:40

4. исходя из инерционности ДТ, ты видишь то, что БЫЛО 1-2 сек назад в этой точке. Не исключено, что в ЭТОТ момент времени истинная Т равна кубовойalexeyT, 25 Апр. 13, 23:00

при Т в 20 см = 92 из колонны уже вылетело около 30 тарелок. при Т=98 около 40есть уверенность, что хвостики до УО не добрались?alexeyT, 25 Апр. 13, 23:00

Итак:
1. Постановка эксперимента.
В куб налита осмотическая вода - 3 литра.
Колонна 1,5 м с насадкой 4-й от Селиваненко.
Датчик температуры в дефе, датчики температуры и давления в кубе, и и три датчика на трубе - 10, 15, 20 см от насадки.

2. Проведение эксперимента.
Подана мощность 1200 Вт.
Колонна разогнана на воде.
Температуры зафиксировались.
Через отверстие связи с атмосферой вливается 10 мл спирта.
После небольшой паузы для "успокоения" значений снова заливается 10 мл спирта.
proverka_davleniya_v_kybe.jpg
Proverka_davleniya_v_kybe. Попытка осмысления температурных процессов в колонне (с графиками). Получение спирта.

Краткое описание графиков:
1-й график обобщенный.
По правой шкале отмерена температура куба (скомпенсированная с учетом давления в нем).
Всплески температуры на графике - это отметки когда вливался спирт (для визуальной синхронизации).
Начальное давление в кубе 4,2 мм.рт.ст. (оно должно было быть немного больше, но ждать пока вся насадка хорошо смочится не было времени, и так тенденция видна.)
Первые 10 мл залиты в точке 400.
При этом температура дефа упала до 94*С.
давление подросло.
Еще 10 мл - температура 83,5*С, давление еще выросло.
После 100 мл температура в дефе уже практически не менялась (если не считать колебаний в 5-10 соток)
Это хорошо видно на третьем графике - если бы дать колонне дольше поработать между вливаниями - температура не менялась бы совсем.
При заливке до 200 мл спирта колонна по температуре в 20 см вообще не "видела" что в верху есть спирт!
210 мл - датчик немного дернулся.
220 мл - датчик уверенно просел до 79,5*С, а датчик в 15 см только немного дернулся.
230 мл - 15 см датчик просел.
240 мл - 10 см датчик просел.
При этом температура в кубе не изменяется - в куб стекает по прежнему вода.
250 мл - температура в кубе пошла вниз!
260 - еще заметнее.
!!!Спирт начал стекать в куб!!!
Давление как видно росло при добавлении до 260 мл спирта - это примерно объем удерживаемого спирта в колонне.

Далее был выставлен отбор 400 мл\ч и час отбиралось все до воды.
Давление плавно упало до исходного.
При этом температура в дефе почувствовала что спирт кончается только через 33 минуты!
Думаю что комментарии излишни!


Некоторые выводы:
1. Про давление в кубе. При температуре на датчике 10 см в 98*С и на датчике 20 см в 78*С давление в районе 9 мм, а при полной колонне спирта оно 9,5-9,8 мм. При условии что в кубе практически не меняется температура!
Исходя из этого есть мнение, что если сделать точку измерения температуры в 25 см и держать там постоянную температуру на 1-2*С выше чем при работе "на себя" - давление будет практически стабильно во все время (немного будет сказываться плохое утепление куба).
Это можно проверить - если дойдут руки - сделаю.

2. По поводу беспокойства alexeyT по поводу инерционности - если растянуть график, то видно что между заливом и изменением всего 25 точек - это 50 сек.
А фронт спадания температуры 10 точек - 20 сек. (1*С за 1 сек!!!!)
При этом через 3 минуты соседний датчик даже и не видел что на этом происходит изменение в 20*С!!!!
Поэтому - запаздывание, обусловленное тепловой инерционностью самой трубы никак не сказывается на качестве регулирования при наших скоростях изменения температур внутри колонны!
И то-же самое относится к "хвостикам", которые могут быстро пролететь в колонну - не может быть такого "быстрого" процесса!!!
сообщение удалено
alexeyT Профессор москва - деревня под Обнинском 23.9K 9K
Отв.21  02 Мая 13, 21:22, через 35 мин
V_B, спасиб.
отбор выстави 1 литр, и датчик не 3 минуты "слепой" будет.
нарастание Т секундами измеряется, если отбор не занижаешь
можно и 100 мл  отбирать....
крокодил Доцент Самара 1.1K 270
Отв.22  02 Мая 13, 21:23, через 2 мин
Спасибо ,но я все же буду продолжать работать на 0.4С*.
Время позволяет и время рассудит...
Токо так я избавился от микрозапахов исходного сырья. 
alexeyT Профессор москва - деревня под Обнинском 23.9K 9K
Отв.23  02 Мая 13, 21:33, через 11 мин
крокодил, перегнав около 100 л спирта за 2 недели, сделал выводы
1. отбор по дельте 2х датчиков
2. 0.3 с
3. после второго стопа прекращение отбора спирта, дожим дистилляцией

таким образом исправил 11 л привозного вонючего  спирта и 20 л своего, нахватавшегося промежуточных по отключению электричества
сообщения удалены (14)
V_B Академик Таганрог 2.7K 937
Отв.24  16 Мая 13, 21:29
Продолжаем экспериментировать!

Почитав "хорошо забытое старое", почитав "дружественный форум", сопоставив множество своих графиков решил при наличии современных средств автоматического управления процессом реализовать различные алгоритмы регулирования отбора.

Начал с самого интересного для меня - регулирование отбора по кубовой температуре.
Характеристики колонны специально не снимал - они и так вычисляются по моим графикам - это практическая сторона.
Благодаря программам, написанным Сергеем1972, и любезно предоставленным, сделал теоретические расчеты для отборов при разных мощностях и температурах в кубе.
Построил обобщенный график и вывел формулу, по которой должен изменяться отбор.
Далее сопоставил графики и расчеты - вроде совпало в пределах некой погрешности.

Ну и далее сам эксперимент:
В кубе 2,2 литра спирта + 10 литров воды
Нагрев 900 Вт.
Отбор начальный - 50% ШИМ или 700 мл.
До температуры 91*С в кубе отбор и мощность не меняются.
После 91*С идет линейное увеличение мощности до с 900Вт до 1500Вт.
После 92*С начинает отрабатывать автомат плавного уменьшения отбора.
Пока идет рост мощности - отбор уменьшается слабо - компенсация за счет увеличения испарение спирта.
После 96*С начинается более быстрый спад отбора - до 10% или 140 мл.
Далее стоп и слив всего в доп емкость.
Я сделал короткую ректификацию - только для проверки алгоритма регулирования и ждать N часов, пока я отберу из куба M литров спирта не хотел.

Вот что получилось:
testovaya_rektifikaciya_ot_nachala_do_konca.jpg
Testovaya_rektifikaciya_ot_nachala_do_konca. Попытка осмысления температурных процессов в колонне (с графиками). Получение спирта.


Температуры в 10, 15, 20 см от низа не менялись все время проведения ректификации.

Небольшое пояснение - временная шкала на графиках в "пингвинах", причем 1 "пингвин" = 2 сек!!!
1. Т.е. точка 1800 - это 1 час, промежуточные деления - это по 10 минут.
2. Отбор указан в процентах от максимального в 1400 мл - т.е. 50% = 700 мл\час.
Шаг регулирования - 0,01%
3. Мощность указана в процентах от максимальной в 3000 Вт - т.е. 50% = 1500 Вт.
Шаг регулирования - 0,1% - 3 Вт.



Miroschnik Профессор Пескоград 2.4K 669
Отв.25  16 Мая 13, 22:26, через 57 мин
Очень полезные графики. А применение пресостата+РМ решает вопрос повышения мощности  к концу ректификации?
V_B Академик Таганрог 2.7K 937
Отв.26  16 Мая 13, 23:29
Miroschnik, Не зацикливайся на увеличении мощности в конце - это не сама цель эксперимента.
Если не увеличивать - получишь удлинение времени ректификации в конце на 40 - 60 минут, только и всего.
Зри глубже!
Slava 61 Научный сотрудник Таганрог. Юг России. 11.1K 3.1K
Отв.27  16 Мая 13, 23:37, через 8 мин
Зри глубже!V_B, 16 Мая 13, 23:29
Это куда?)))
alexeyT Профессор москва - деревня под Обнинском 23.9K 9K
Отв.28  16 Мая 13, 23:45, через 8 мин
Slava 61,
- оптимизация алгоритма
- привязка отбора к Т куба
- повышение мощности от Т куба
- поведение датчика в 10 см
- ....
V_B Академик Таганрог 2.7K 937
Отв.29  17 Мая 13, 11:14
Это куда?)))Slava 61, 16 Мая 13, 23:37

Вот график температур в точках 10, 15 и 20 см при плавном обеднении колонны:
grafik_zaletov.jpg
Grafik_zaletov. Попытка осмысления температурных процессов в колонне (с графиками). Получение спирта.

Посмотри - при резком скачке в 10 см датчик в 20 см еще практически не видит этот скачек!
Это я к тому что если на 20 см увеличилась на 0,2-0,3*С - то в 10 см уже почти вода!
ironman Академик Синегорье 5.2K 2.7K
Отв.30  17 Мая 13, 11:49, через 36 мин
Это я к тому что если на 20 см увеличилась на 0,2-0,3*С - то в 10 см уже почти вода!V_B, 17 Мая 13, 13:14
Мне кажется не сантиметрами от куба для установки термометра нужно рулить, т.к. для каждой колонны ставить на одинаковой высоте будет не правильным, а качеством спирта на пару сантиметров ниже верхнего уровня насадки. Т.е. термометр нужно устанавливать на такой высоте, чтобы скачок на нём показывал, что сейчас вот-вот из узла отбора пойдет грязный спирт.
grov Доктор наук C-Пб 737 550
Отв.31  17 Мая 13, 11:57, через 8 мин
ironman, Гы, наконец-то...А как такую высоту найтить? Смеющийся
Вот один из способов (Анисимов,1961 стр_18):
4к.PNG
4к.PNG Попытка осмысления температурных процессов в колонне (с графиками). Получение спирта.
ironman Академик Синегорье 5.2K 2.7K
Отв.32  17 Мая 13, 12:04, через 7 мин
А как такую высоту найтить?grov, 17 Мая 13, 13:57
Если для продажных однотипных аппаратов, то найти один раз и клепать всем одинаково.
Если для индивидуальной разработки, то для каждого аппарата нужно находить тоже индивидуально.
А находить можно навесив кучу датчиков, V_B вроде уже делал такое.
grov Доктор наук C-Пб 737 550
Отв.33  17 Мая 13, 12:31, через 28 мин
Однако, по графику V_B, напрашивается способ попроще...
Смотрим на линии Т_10 И Т_20..
На протяжении всей ректификации дельта между ними не превышает долей градуса...А когда Т_10 начала свой подъём, Т-20 нет...
А дельта между ними поросла - вот и параметр к регулировке и защита от обеднения спиртом всего объёма(высоты) насадки выше уровня Т_+20 .
Сделал такую ректификацию, но отбором рулил в ручном режиме - с упреждением по кубовой температуре...
Клапан старт /стопа сработал 1-й раз на 99,47С..После второго срабатывания обе Т не вернулись к исходному...
При этом залёт Т в уровне +15 от куба был 0.3С, а в Т+20 от куба 0,07С...И спирт получился без обертонов вроде...
Тут подробнее описано...
А если к этому прилепить датчик (нижний) проводимости, завести Т_Дефа и прочее - давление(например) - можно оградить задницу вешками со всех сторон...
Только избыточно будет - поскольку параметры просто дублируют друг друга...
Имхо - надо выбирать наилучший...
Аквалюб Профессор Хмао-Югра 3.4K 1K
Отв.34  17 Мая 13, 12:39, через 9 мин
На протяжении всей ректификации дельта между ними не превышает долей градуса...А когда Т_10 начала свой подъём, Т-20 нет...
А дельта между ними поросла - вот и параметр к регулировке.grov, 17 Мая 13, 12:31
Именно такой алгоритм для себя и вывел. То есть регулировать в укрепляющей части колонны , всё , что выше - на разделение.
ironman Академик Синегорье 5.2K 2.7K
Отв.35  17 Мая 13, 12:45, через 7 мин
А дельта между ними поросла - вот и параметр к регулировке.grov, 17 Мая 13, 14:31
Да, но это не покажет где граница между плохим и хорошим спиртом в колонне.
Возможно эти два датчика нужно наоборот поднимать выше, поближе к отбору, и там наблюдать за дельтой?
Хотя если датчик проводимости будет нормально определять, то его одного хватит.
grov Доктор наук C-Пб 737 550
Отв.36  17 Мая 13, 12:47, через 2 мин
Хотя если датчик проводимости будет нормально определять, то его одного хватит.ironman, 17 Мая 13, 12:45
Ключевое слово "ЕСЛИ"... Чё-та Игорь223 молчит и тему спрятал...Нужную, между прочим...

Да, но это не покажет где граница между плохим и хорошим спиртом в колонне.ironman, 17 Мая 13, 12:45
Чего же не покажет? Не совсем, конечно, контрастно, - но покажет...Сверху-то от Т+15 ещё столб нормального спирта...А по чеку Т+15 поднимается уже не нормальный
ironman Академик Синегорье 5.2K 2.7K
Отв.37  17 Мая 13, 12:51, через 4 мин
grov, когда бы у меня интерес дошел до спирта, то я бы просто воткнул датчик в колонну и сам определился.
Если есть возможность, то зачем кого-то ждать?
grov Доктор наук C-Пб 737 550
Отв.38  17 Мая 13, 12:52, через 2 мин
зачем кого-то ждать?ironman, 17 Мая 13, 12:51
Дык и сказать нечего..Так и сделаю...
V_B Академик Таганрог 2.7K 937
Отв.39  17 Мая 13, 13:03, через 11 мин
Да, но это не покажет где граница между плохим и хорошим спиртом в колонне.Возможно эти два датчика нужно наоборот поднимать выше, поближе к отбору, и там наблюдать за дельтой?ironman, 17 Мая 13, 12:45
Наоборот - надо опускать по возможности пониже!