Диспут о физике, которую кое-кто плохо знает, и о её приложении к ректификации

Как-то надо было называть жидкость, циркулирующую внутри колонны, обозначив переменчивость и неразрывность ее свойств.  Назвать ее просто "жидкость" нельзя, т.к. именно разные ее свойства и влияют на процессы в колонне и важно понимать какие параметры этой жидкости ожидаются в этой конкретной точке. Назвали флегмой.Atar, 01 Апр. 10, 11:07

Хорошо. Логика понятна. Мы ушли из чистой физики и пришли в физхимию или химфизику. Эти науки существуют и законно заслужили на это право. Там своя терминология и свой инструментарий. А чистая физика отдыхает в своих анналах. Поэтому ввели новый термин, понимая, что в каждой точке колонны жидкость имеет разные физ/хим свойства. И получили не газ/жидкость, а флегма/пар. Я правильно тебя понял?

правильно тебя понял?Titi, 01 Апр. 10, 11:57

Верно в части рассуждений о возможной истории возникновения термина флегма. Но вот деление любопытных естествоиспытателей на физиков, химиков, механиков, гидравликов и т.д. и т.п., равно как и их объединение в их в физических химиков и химических физиков можно было бы упразднить хотя бы в рамках нашего форума. Думаю такое деление или объединение сделали не ученые а бухгалтеры и администраторы  (администраторы форума не в счет ) для разделения зон влияния и своей некомпетентности в физике и химии. Дмитрий Иванович Менделеев считал себя непревзойденным специалистом в области чемоданостроения, а о себе как о химике говорил весьма сдержанно. Менделеев кто,- химик-чемоданщик?  Игорь настаивает, на том что он  простой сантехник, хотя кроме труб в аватаре,-комп, кнопки и что-то капает. Явно не вода из унитаза . Да если простым гражданам вдруг приснится простой сантехник, вычисляющий теоретическую тарелку и меряющий моль граммами, -  поутру треть пойдет к врачу, треть к бабке, а остальные в запой.  Утверждение о том, что существует "чистая" физика мне лично не по нраву. Я могу согласиться с тем, что есть чистые физики, имея в виду группу ученых после бани, но и тут просятся кавычки для термина чистые.

... Но вот деление естествоиспытателей на физиков, химиков, механиков, гидравликов и т.д. и т.п., равно как и их объединение в физических химиков и химических физиков ...Atar, 01 Апр. 10, 12:33

Хыхы. Я  обучался в Москве на Физтехе, сначала наш факультет назывался "факультет молекулярной и химической физики", а следом нашу группу перекинули на вновь созданный "факультет физико-химической биологии"

Я могу согласиться с тем, что есть чистые физики, имея в виду группу ученых после бани, но и тутAtar, 01 Апр. 10, 12:33

Атар, давай не отступать от науки, а то админы накажут за флуд. Эту ветку они создали для обсуждения физики, а не физиков.:)

Хорошо. Логика понятна. Мы ушли из чистой физики и пришли в физхимию или химфизикуTiti, 01 Апр. 10, 11:57

Мы ни на йоту не ушли от чистой физики. В колонне происходит физический процесс разделения раствора путем повышения концентрации одного из компонентов раствора в поднимающемся паре и снижения его концентрации в опускающейся жидкости. Если в колонне и происходят какие-то химические реакции, то это процесс паразитный, нежелательный, от него следует избавляться путём применения инертных и некатализующих материалов и предотвращения попадания в зону разделения посторонних веществ, например воздуха.

Эту ветку они создали для обсуждения физикии...
давай не отступать от науки, а то админы накажут за флуд.Titi, 02 Апр. 10, 00:32

В эту ветку я вынес флуд и офтоп из ветки про циклоны.
Тереть флуд не стал, потому что периодически попадаются всякие интересности
Если разговор пойдёт в сторону усугубления флуда, ничего страшного, перенесу всю ветку в раздел флуда  ;D

За счет же чего тогда, по твоему пар добирается до дефлегматора ? Неведомая сила? Антигравитация?
То что давление в кубе выше атмосферного - факт.Tacit, 01 Апр. 10, 01:47

Тацит, свою точку зрения я уже излагал в ветке про циклон. Но, чтобы тебя не гонять по напрасну, напомню, что моль газа (пара) занимает гораздо больший объем, чем моль жидкости. Газ просто заполняет весь объем колонны. Он возникает там где испарение и двигается туда где конденсация. Перепад давлений В ЗАМКНУТОЙ колонне если и возникает, то в результате этого процесса. И все. Никаких чудес.
В колонне соединенной с атмосферой градиент давлений возникает по другой причине - стремление повышающегося кипением давления в кубе уровняться с атмосферным. А если будем куб охлаждать? Тот же процесс пойдет наоборот - будет сосать в колонну.

Titi, если колонна работает "на себя", нельзя говорить о равновесии. Равновесие только в конечных точках, а между ними равновесия нет, идет непрерывный обменный процесс.Игорь, 01 Апр. 10, 02:11

Согласен. Там много процессов. И равновесие возникает - динамическое. Т.е. все многочисленные физ/хим процессы уравновешивают друг друга. Может быть мы понимаем одинаково, но излагаем по разному.

3. Это две единственно равновесные точки в колонне.  Концентрация легкокипящего компонента вверху максимальна, а внизу минимальна. Значит все остальные точки колонны в равновесии не находятся. В любой точке колонны содержание легкокипящего компонента в приходящем газе меньше содержания его в газе уходящем. Жидкости - наоборот. Уходящая вниз жидкость имеет меньшую концентрацию легкокипящего компонента.Игорь, 01 Апр. 10, 02:11

Да. А еще, если посмотреть на классическую тарельчатую колонну, то на каждой тарелке тоже поддерживается характерная для нее одинаковая концентрация компонентов. И так по всей длинне. Для каждого уровня свое равновесие. И так по всей колонне. (Кстати, это используется в химии на промышленных колоннах, где фракции берутся с разных тарелок.) Я говорю сейчас только о режиме стабилизации замкнутой колонны.

Теперь о давлении.

Движение газа по трубе и перепад давления в ней неразрывны. Они не существуют друг без друга.Игорь, 01 Апр. 10, 02:11

У труб сопротивление разное. Давай рассмотрим трубу, у коотрой ширина больше длины, или равна, или сопротивление трубы нулевое или пренебрежимо мало. Что там покажут манометры? А если колонну положить набок, а если развернуть вниз дефлегматором, соединив с кубом гибким шлангом? Если модель правильная, она всегда должна работать и объяснять процессы. Движение газа по трубе присутствует всегда - броуновское движение. Другое дело - потоки. И совсем другое - взаимноуравновешенные потоки.

Я проводил ректификацию, стабилизируя давление точно в 2/3 колонны, одновременно контролируя показометром давление в кубе. Если в начале ректификации, когда внизу колонны концентрация спирта превышала 50%, давление в середине составляло почти точно треть кубового, то к концу ректификации кубовое давление заметно снизилось. Точных значений не помню, но примерно так.
Начало процесса: куб-300 мм.в.ст, 2/3 - 100 мм.в.ст
Окончание процесса: куб-230 мм.в.ст, 2/3 - 100 мм.в.стИгорь, 01 Апр. 10, 10:54

Это очень ценные наблидения. Какая была температура в точках контроля давления не помнишь?

Руди, спасибо. Исправил.

Руди, спасибо. Исправил.

Газ ... возникает там где испарение и двигается туда где конденсация. Перепад давлений В ЗАМКНУТОЙ колонне если и возникает, то в результате этого процесса.Titi, 02 Апр. 10, 02:06

Газ возникает там, где испарение.
После испарения при температуре кипения, 58 миллилитров спирта занимают объем 28824 миллилитра. 500-кратное увеличение объема не может не вызвать увеличения давления.
С противоположной стороны колонны - в дефлегматоре - происходит конденсация пара, сопровождающееся 500-кратным сжатие, которое не может не вызвать уменьшения давления. Таким образом получается перепад давления между кубом и дефлегматором, который и вызывает движение газа. Тяни-толкай. Куб толкает, дефлегматор тянет на себя. При этом объемный поток газа по трубе не меняется, а меняется состав газа.

Я люблю аналогии. Здесь налицо почти прямая аналогия с электричеством.
Перепад давления - разность потенциалов, поток газа - электрический ток, сопротивление колонны - сопротивление. Аналогия неполная потому, что сопротивление трубы в отличие от проводника не константа, а величина, зависящая от потока. Но это не меняет сути.
Носители заряда  приходят в упорядоченное нескомпенсированное движение в направлении от точки с бОльшим потенциалом к точке с меньшим.
Точно так же молекулы газа приходят в упорядоченное нескомпенсированное движение исключительно от точки с бОльшим давлением - от куба, где происходит непрерывное появление газа - к точке с меньшим давлением - к дефлегматору, где происходит его непрерывное поглощение.

Так что если труба короткая или большого диаметра, просто уменьшается её сопротивление, и по закону Ома маленькие разности потенциалов (перепады давления) вызывают большой ток (поток газа). Что там покажут манометры? Покажут перепад. Очень маленький. Равный сопротивлению между точками умноженному на ток. Чем меньше сопротивление, тем меньше будет этот перепад.

Я не вижу больше смысла пояснять очевидные вещи и зря терять время. Это мои последние пояснения на эту тему.

Какая была температура в точках контроля давления не помнишь?Titi, 02 Апр. 10, 02:06

Помню. Температура пара в дефлегматоре у меня всегда равна температуре кипения азаетропа при имеющемся атмосферном давлении. При 760 мм.рт.ст. это 78,15 градуса.
Температура в насадке на уровне 2/3 у меня поддерживается отбором не более, чем на 0,2 градуса больше температуры в дефлегматоре. При работе на себя эти температуры равны. Если точнее, при работе на себя разницу между ними нельзя определить имеющимися у меня приборами измерений, так как 2/3 колонны это примерно 70 тарелок, а дефлегматор - 100.
Температура в кубе изменяется от 83-84 градусов в начале ректификации до 100 градусов в конце.

напомню, что моль газа (пара) занимает гораздо больший объем, чем моль жидкости. Газ просто заполняет весь объем колонны. Он возникает там где испарение и двигается туда где конденсация.Titi, 02 Апр. 10, 02:06

Titi, возникает ощущение, что физику тебе преподавали фундаментально, причем одновременно с историей.
На основе трудов древней Греции.
Практически Аристотеля цитируешь Natura abhorret vacuum (природа не терпит пустоты, или ненавидит вакуум в более вольном переводе).
Сейчас все эти сложные философские конструкции заменили введением понятия "давление".
А "ненависть пустоты природой" легко измеряют манометром  ???

У труб сопротивление разное. Давай рассмотрим трубу, у коотрой ширина больше длины, или равна, или сопротивление трубы нулевое или пренебрежимо мало. Что там покажут манометры? А если колонну положить набок, а если развернуть вниз дефлегматором, соединив с кубом гибким шлангом?Titi, 02 Апр. 10, 02:06

Если трубу набок положить, картина не изменится никак, даже для пустой трубы. Каждый год Россия и Украина именно этот вопрос обсуждают. Сколько газа нужно сжечь насосами, которые создают разницу давлений в газопроводах. Украина настойчиво доказывает, что давление создавать нужно, и учебниками по физике трясет. А Миллеру все кажется, что газ и так потечет.....

Движение газа по трубе присутствует всегда - броуновское движение.Titi, 02 Апр. 10, 02:06

Кстати, надо подсказать Миллеру, это козырный ход в переговорах  ;D
Если колонну перевернуть, тогда в помощь еще и сила тяжести придет. Пар ведь, пусть и небольшой, но вес имеет.

Ты только эту мысль до него не доноси, а то он захочет опустить Украину пониже, чтобы силу тяжести использовать

природа не терпит пустотыRudy, 02 Апр. 10, 15:30

Дорогой Гай Корнелий Тацит, все равно до римского консула мне далеко. Мои слова "в граните лить не будут" и мраморный памятник на "родине героя" не поставят.

Каждый год Россия и Украина именно этот вопрос обсуждаютTacit, 02 Апр. 10, 09:42

И глубина такого обобщения, увы, мне недоступна. Чело смиренно приклоняю.

Кстати, надо подсказать Миллеру, это козырный ход в переговорахTacit, 02 Апр. 10, 09:42

И так же терпеливо жду, когда ты Публий вышлешь, нам в Стольный град Москву, бутылочку пшеничного нектара, дабы могли сравнить прелестный сей напиток с моим презренным самогоном из этого сырья, и перенять твою Великую культуру, науку и искусство Барботёра.
О Руди! Да простит меня за флуд!

О Руди! Да простит меня за флуд!Titi, 02 Апр. 10, 19:30

За флуд может и прощу, а вот за подделку цитат - нет . Такого я не говорил

Цитата: Rudy от Сегодня в 14:30
природа не терпит пустотыTiti, 02 Апр. 10, 19:30

Natura abhorret vacuumTacit, 02 Апр. 10, 09:42

О да! Так выражался Аристотель. (Как учит нас Тацит. Ему виднее с постамента Славы).

Почтеннейший Titi,
Консул, идущий на смерть (от злоупотреблений спиртом), приветствует тебя!
Кому, как не мне, старому латинянину было оценить глубину погружения в Аристотеля, и выразить наблюдение об увиденном, простонародными латинскими выражениями. Сейчас не ценят высоту слога, и сложнейшие сентенции упрощают до простых, прости господи, Паскалей.
O tempora! O mores!

А насчет пузыря пшеничного нектара, которым вы, почтеннейший Titi, меня уж которую тему попрекаете, будет вам напиток, столь недостойный. Не узревая срочности, столь великой, чтобы в Стольный Град чинить экспедицию без промедления, и поступком сим столичным боярам государевым пенять на обратную экспедицию, али оказию срочную, в пузыре ответном имеючи немоготу окаянную.
Будет назначена народом форумным Радость Великая, встреча, аль симпозиум регулярный, вот и сьедутся дистиляторы почтенные да ректификаторы премудрейшие от Столпов Геркулесовых до Камчатки Неведомой. К такому событию великому, весь народ форумный плоды трудов своих предьявит ко публичному лицезрению и всеобщему спиртопоглощению. Там и скромные наши капли, весьма к месту окажутся.
А ежели будете в землях наших северных, в местах наших болотистых ранее, так с великою охотою изопьем совместно нектару презренного, да бояр позовем северностоличных.

Да непрогневаются на меня модераторы, за флуд столь открытый, но в стиле древностном

но в стиле древностномTacit, 02 Апр. 10, 23:15

класс!! ты трезв? научишь?)))

Не узревая срочности, столь великой, чтобы в Стольный Град чинить экспедицию без промедления, и поступком сим столичным боярам государевым пенять на обратную экспедицию, али оказию срочную, в пузыре ответном имеючи немоготу окаянную.Tacit, 02 Апр. 10, 23:15

Жаль, что на Пасху Господню не смогу осушить за почтенного брата из Северной нашей Столицы заздравную чашу.

класс!! ты трезв? научишь?)))D1N, 02 Апр. 10, 23:27

Куда уж там. Пятница. Вечер. Да еще это консульское прошлое..... Постов язычники не ведают....
Грешен братие, сознаюсь. Аз есмь грешен....

 

 

 

 

Хорошо. Логика понятна. Мы ушли из чистой физики и пришли в физхимию или химфизику. Эти науки существуют и законно заслужили на это право. Там своя терминология и свой инструментарий. А чистая физика отдыхает в своих анналах. Поэтому ввели новый термин, понимая, что в каждой точке колонны жидкость имеет разные физ/хим свойства. И получили не газ/жидкость, а флегма/пар. Я правильно тебя понял?
Titi, 01 Апр. 10, 11:57

Категорически настаиваю...
Первые слова первой странички требуют уточнения. Речь идет о количестве физических тарелов и о высоте насадки, которые действительно не меняются. Но разделительная способность колонны, выражаемая числом теоретических тарелок или высотой насадки, эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС) находится в зависимости от множества факторов, один из которых - флегмовое число.

И еще один очень важный момент. приведенные цитаты - непреложная истина для непрерывной ректификации, но иногда полный бред для ректификации кубовой, периодической.