Колонны с вращающимися контактными устройствами.

Собственно в названии темы и заключён вопрос. Кто нибудь делал? Например колонну Иоста с вращающимся цилиндром (Крэль Э.). В качестве цилиндра можно использовать внутренний корпус термоса, корпус колонны- наружний корпус термоса. В зазор между ними подавать пар. Интересно на сколько эффективным будет это устройство.

А что  вокруг чего вращается? А главное зачем?

А что  вокруг чего вращается? А главное зачем?
Селянин, 22 Янв. 09, 13:14

Схематичный рисунок прилагаю.
Достоинства колонн с вращающимися контактными устройствами.
1. Большое количество теоретических тарелок при небольших габаритах, в следствии интенсификации теплообмена.
2. Быстрый выход на рабочий режим.
3. Низкая удерживающая способность и как следствие колонна не подверженна захлёбыванию и работоспособна в большом диапазоне нагрузок.

Если это у тебя колонна то коротковата, никакого массобмена не будет. Если ты собрался всю колонну вращать, тем более ничего путнего не выйдет. Если вращать с маленькой скоростью,флегма будет стекать по стенкам, а пар проходить по центру, если быстро то флегма вобще стекать не будет, а прижмется к стенкам.

Достоинства колонн с вращающимися контактными устройствами.
1. Большое количество теоретических тарелок при небольших габаритах, в следствии интенсификации теплообмена.
2. Быстрый выход на рабочий режим.
3. Низкая удерживающая способность и как следствие колонна не подверженна захлёбыванию и работоспособна в большом диапазоне нагрузок.

По моему тебе сначала надо разобратся с терминами, затем с физикой процесса.
Хотя об искуственной гравитации стоит подумать.

Читайте Э.Креля -  Руководство по лабораторной перегонке.стр-359.
Я ничего не выдумал. Если что.

Опиши поподробнее.Какой цилиндр,какая скорость вращения,обьем? Это интересно,надо же искать способы сделать колонну покороче,дома выше строить в ближайшем будущем не будут,я думаю.Я уже хотел открывать рубрику для шизиков может они что нибудь выдадут.В куче мусора можно откопать самородочек.Так что давайте дерзать.

В

Опиши поподробнее.Какой цилиндр,какая скорость вращения,обьем?
Михаил0501, 04 Марта 09, 07:42

В принципе, опытные данные для некоторых колонн подобного типа есть у Креля. У него также сказанно, что есть некая критическая частота вращения выше которой резко падает эффективность работы данных колонн. Причиной снижения эффективности может быть следующее: при большой скорости вр-ния колонны, за счет ценробежной силы, происходит полное разбрызгивание флегмы с вращающегося цилиндра, в результате чего на его поверхности не образуется плёнка из стекающей флегмы.
     Вообще, изготовить подобное устройство- это пока только идея. В настоящий момент, у меня нет времени заниматься этим. Дерзайте и будете первыми. Не стоит останавливаться и повторять устаревшие конструкции, которых стараются избегать в теплообменных и деаэрирующих  установках (теплообменные аппараты с набивкой (кольца Рашига) сейчас применяются очень редко, из-за не равномерного и непредсказуемого распределения среды по теплообменной поверхности).
    И ещё, не все (даже старые теплообменщики) понимают принцип работы данных устройств, что говорит о консервативности их мышления. А между тем принцип очень прост: цилиндр смоченный флегмой вращается в паровом пространстве и соответственно интенсивно омывается паром. Возьмите Креля, у него указанны размеры для некоторых вращающихся цилиндров, указанна так же частота их вращения. Подсчитайте  ради интереса (это не сложно), сколько десятков квадратных метров в секунду омывает пар, заключённый между стенками устройства (не знаю, могут ли похвастаться такой большой теплообменной поверхностью обычные колонны с набивкой) и я думаю вам всё станет ясно.

Вот добрался и до этой темы, зацепило. Получается, что условная единица пара, поднимаясь по колоне высотой 1 м со скоростью 0,1 м/сек будет контактировать с флегмированной поверхностью вращающегося со скоростью 1 об/сек цилиндра диаметром 0,1 м на траектории равной примерно 3,3 м, т.е. классическая колона должна иметь такую же высоту, чтобы обеспечить равную эффективность. Впечатляет.

wap, а каким пределом ограничена линейная скорость цилиндра? И есть ли сведения о величине просвета между колонной и вращающимся цилиндром?

... есть у Креля .... у меня нет времени ... дерзайте и будете первымиwap, 11 Марта 09, 20:47

Нет времени делать колонну - ясное дело. Но посчитать бы мог. Сам пишешь, что это несложно. А сравнив площадь поверхности спиральной призмы и вращающегося барабана - отпишешься в своей ветке насколько ты заблуждался.

У меня времени тоже нет, но чтобы не быть "голословным обламывателем крыльев", посчитаю.

Условный термос высотой 30 см, диаметром внутренней трубы 40 мм, наружной - 60.
Мы уже знаем, что если скорость пара вдоль смоченной поверхности больше 1 м/с, пар сдувает жидкость, и ректификация останавливается. Поэтому скорость подачи пара не должна превышать 1 м/с. Значит производительность крутилки по
пару будет равна 1,57 дм3/сек.
При скорости пара 1 м/с, пар проскочит термосную крутилку за 0,3 секунды.

Чтобы частичка  флегмы не отрывалась от внутреннего цилиндра, линейная скорость капли не должна превышать НЕ-ЗНАЮ-КАКОЙ величины. Наверное метров 5 в секунду, не больше.
Значит максимальная частота вращения такого цилиндра не должна превышать 40 оборотов в секунду.

Пока пар проходит колонну (0,3 сек), крутилка успеет сделать 13 оборотов. Значит пар получит контакт со смоченной площадью 0,5 квадратного метра.

Другой вариант.
Колонна из наружной трубы термоса со спиральной призмой Селиваненко.
Д 60 мм, высота 300.
Коэффициент заполнения колонны 0,2, значит критическая скорость 0,8 м/с, а максимальная нагрузка по пару - 2,3 дм3/сек

Удельная поверхность насадки 1500-3500 м2/м3. Возьмем среднее значение - 2500.
Значит пар, проходя через насадочную колонну, пар получит контакт со смоченной площадью 2,1 квадратного метра

Что получается?
Насадочная колонна с насадкой Селиваненко будет в полтора раза производительней, крутильной колонны, и при этом её разделительная способность в 4 раза выше.

Делаю вывод. Дитя мертворожденное.

Есть другие расчеты?

А если взять четыре термоса?

... 4 термоса, поставить один на другой, наполнить насадкой - получится великолепная колонна.

Тёзка, прикинь геморрой с обеспечением равномерности смачивания вращающихся частей на одной крутилке, и ты четырёх не захочешь.

Предполагается, что на внутреннем цилиндре будет происходить
частичная коденсация пара?Тогда распыление-достоинство,а не недостаток,IMHO.
А зазор великоват, если по Крелю.

Я книжек не читал ни одной из библиотеки самогонщика, каюсь. Я не бравирую этим, просто так уж получилось. Вот по истории водки у меня уже малая библиотека собралась, по самогону и виноделию тоже. А научную литературу в институте видно обчитался в свое время.
Железок у меня столько набралось за прошлый год и половину этого, что скоро можно будет выставку устраивать, наверное - уже кумовья смеются. И это при том, что комплект от Изобретателя сразу позволил получать отличный спирт. Но, как кто-то здесь зимой писал - наверное мы в детстве в машинки не наигрались вдоволь. Поэтому и возимся с железками не по нужде, а для интереса. Знаешь, как модели самолетов можно всю жизнь до старости клеить, хи хи...
Я это к тому, что я вообще-то не совсем понимаю, почему при вращении все будет лучше, чем в обычной пленочной колонне (тоже кстати работающей). Но, пользуясь твоей способностью просчитывать и подходить к практике взвешенно - почему бы не попробовать углубить практическую плоскость?
Если по теме - во первых у термоса есть две поверхности. Если заставить вращаться трубу между двух труб - внутренней и внешней, а пар подавать в два зазора
между внешней и вращающейся
между вращающейся и внутренней
то какова результирующая площадь тогда будет?
Скажем Берем три трубы 32х1,5
                      28х1,5
                      24х1,5
к примеру, диаметры (и зазоры) можно взять другими, как скажешь,
высотой скажем 1000мм
среднюю трубу вращаем, пускаем пар.
Что из этого может получиться, тезка?

Что из этого может получиться, тезка? игорь223, 01 Июня 09, 18:54

Что получиться,Бля турбонадув ректификационный.Что то вас из стороны в сторону бросает.То вы за вакуум брались,теперь трубы вращать собираетесь.Детский садик "ЯКОРЁК" ясельная группа.

Всему свое время, коллега...

Если по теме - во первых у термоса есть две поверхности. Если заставить вращаться трубу между двух труб - внутренней и внешней, а пар подавать в два зазора
между внешней и вращающейся
между вращающейся и внутренней
то какова результирующая площадь тогда будет?
Скажем Берем три трубы 32х1,5
                       28х1,5
                       24х1,5
к примеру, диаметры (и зазоры) можно взять другими, как скажешь,
высотой скажем 1000мм
среднюю трубу вращаем, пускаем пар.
Что из этого может получиться, тезка?
игорь223, 01 Июня 09, 18:54

Да что может получиться?
Идея в том, что пар идёт вверх, а мы внутри потока этого пара крутим трубу, по поверхности которой течет пленка флегмы. Из-за врашения флегма течет не вертикально вниз, а по спирали,и кроме того еще "втирается" в пар.
И тут важна чёткая равномерность - флегма должна контачить только с паром, а не с флегмой другого уровня. Пар должен контачить только с флегмой, а не перемешиваться с паром другого уровня и другого состава. Если это не выдержать, колонна с последовательным разделением превратится в куб, в одну ступень разделения.

Главное,наверное, видеть один аспект. Прогресс двигает лень, а не трудолюбие. Лень носить мамонта на руках привела к изобретению колеса. Лень делать 50 последовательных перегонок родила колонну. Это мне понятно. Но когда лень делать насадку или паять колонну рождает идею ваять крутилку - я в шоке. И обрати внимание на посыл топикстартера. Я -типа- умный, только у меня нет времени. А вы без меня нижрена не соображаете - дерзайте, может что-то и получится.

Игорь223, я уже много раз писал, что я лёгкий на подъем. Я готов взять и сделать что угодно, но с одним условием. Я должен видеть цель. Поставив цель плавно управлять отбором, я сделал лифтовый регулятор отбора. Оказалось, что не очень удобно, что с клапаном проще. Тогда я выяснил что такое ШИМ и сделал ШИМ-регулятор. Результат достигнут.

И тут один очень занятой человек двигает пердлагает мне делать крутилку. А цель? Уменьшить высоту? У меня потолок 3 метра, вопрос неактуален. Улучшить разделение? Посчитал, не улучшится. Тогда зачем? чтобы удовлетворить любопытство занятого человека? Это не моя цель. Пусть самоудовлетворяется.

Ты представь эти проблемы.
Необходимая линейная скорость вращения неизвестна, оптимальная толщина слоя пара неизвестна. Следовательно самый приблизительный расчет можно будет делать после первого неудачного эксперимента. Корректировать после второго. И не исключено, что третий покажет, что прямоточник с сухопарником эффективней этой карусели.

Умножь эти проблемы на сложности с узлами трения, герметизации и передачи вращения, добавь неизбежный шум при работе двигателя, неизбежные утечки пара и подтекания через сальники, вибрацию из-за недостаточной центровки вращающихся  (2000-2500 об/мин!) труб, и снова задай себе вопрос - зачем?

Если из любопытства - тогда можно. Своими руками и в своё время того, кому любопытно.
Но возлагать надежды на то, что от такой конструкции будет хоть какой-то толк, смысла нет.

Все, вопрос снимается. По крайней мере до тех пор, пока можно поиграться по методу Руди - легким движением руки из рек.колонны сделать браж.колонну.

В изысканиях же гипотетической "колонны нового поколения" можно преследовать три цели, с моей точки зрения
1. Улучшение качества спирта
2. Упрощение конструкции
3. Ускорение процесса во времени
ну еще быть может снижение затрат на процесс - увеличение КПД системы.

Еще одна немаловажная с моей точки зрения цель - минимизация количества регулируемых параметров и упрощение регулировки, максимальная саморегуляция.
У нас сейчас таких параметров два (три) - мощность нагрева и интенсивность отбора (третий- интенсивность охлаждения, но пока его необходимость не доказана).

Мощность нагрева регулируется по поддержанию предзахлёбного состояния (как вариант- по давлению в кубе), интенсивность отбора - по динамике температур в колонне, охлаждение - по температуре в контуре охлаждения.

Если новая система добавляет регулируемые параметры (например - скорость вращения), но оставляет неясным критерий этого регулирования, эта система задаст больше вопросов, чем даст ответов.
Будет неясно, например, что делать, если поползла температура - снижать отбор, или уменьшать (или увеличивать?) скорость вращения, или изменять нагрев.

Игорь, тут ты прав.Базара нет.