Аномальное поведение дельты при начале отбора.

Первым это явление заметил Роман Николаевич. Я тоже присмотрелся и увидел на своей колонне тоже.
Когда колонна достаточно долго работает "на себя", устанавливается какая-то неизменная разница температур между насадкой и дефлегматором.
Когда начинается отбор, по теории температура насадки имеет право немного - совсем немного - подрасти, то есть дельта может увеличиться. На практике получается, что при начале отбора температура насадки на 0,05-0,1-0,15 градуса снижается относительно температуры пара в дефлегматоре. Это длится совсем недолго - пару минут, затем дельта возвращается к начальному значению.

Я не могу найти объяснения такому явлению.

Кто-то наблюдал подобное на своих колоннах?
Есть ли какие-то соображения о причинах такой аномалии?

при начале отбора температура насадки на 0,05-0,1-0,15 градуса снижается относительно температуры пара в дефлегматореИгорь, 21 Июля 10, 18:03

"Температура насадки" это на 2/3 высоты колонны имеется в виду?

Я бы объяснил так:
начало отбора порождает уменьшение возврата флегмы, это уменьшает смачиваемость насадки.
Паросопротивление участка колонны сильно и нелинейно зависит от насыщенности насадки флегмой.
По мере движения зоны обеднённой флегмой вниз по колонне это уменьшает паросопротивление участка колонны обедненного флегмой, это приводит к тому что от дефлегматора вниз начинает двигаться участок пониженного паросопротивления.
Так как кубовое давление стабилизировано, распределение давлений по колонне определяется соотношениями паросопротивлений разных участков колонны, что означает что от дефлегматора вниз начинает двигаться участок с пониженным перепадом давления.
Из этого следует, что в точке 2/3 в какой то момент уменьшится давление, что повлечёт уменьшение температуры кипения спирта в данной точке.
Когда зона обеднения достигнет куба, вся колонна приобретает равное паросопротивление, и распределение давления по колонне возвращается к исходному. Что в свою очередь возвращает к исходной и распределение температур кипения.
Эту теорию можно проверить вкрячив в точку измерения температуры датчик давления и посмотреть корелляцию между давлением и температурой.

Как то так...

... в точке 2/3 в какой то момент уменьшится давлениеKotische, 21 Июля 10, 18:23

Спасибо. Похоже на правду. В тот период, когда зона уменьшенного количества флегмы еще не опустилась ниже места установки термодатчика в насадке, давление в там действительно падает, а когда зона "флегмового обеднения" опускается ниже датчика в насадке, давление (и температура) снова начинает расти.

Что интересно, через пару минут дельта возвращается к тому-же значению, которое было до начала отбора.

Осталось только выяснить изменение температуры кипения спирта при изменении избыточного давления - скажем - со 100 до 70 мм.в.ст. Если это изменение равно примерно равно 0,05-0,1 градуса, значит это правильное объяснение.

Кто-то наблюдал подобное на своих колоннах?
Есть ли какие-то соображения о причинах такой аномалии?
Игорь, 21 Июля 10, 18:03

Я это постоянно наблюдаю. но в градусах не знаю сколько. Я смотрю по сопротивлению высокоомных терморезисторов.
я это объясняю что верхняя часть колонны заполняется постепенно головными фракциями.
при длительной работе без отбора - растущую дельту очень хорошо видно.

я это объясняю что верхняя часть колонны заполняется постепенно головными фракциямиZapal, 21 Июля 10, 23:48

Zapal, то что ты описываешь никак не может дать "аномального" поведения температуры.
Накопление голов должно понижать температуру в точке 2/3, отбор должен повышать температуру в точке 2/3, никакой аномалии...
В теме речь шла имхо немного о другом...;)

На практике получается, что при начале отбора температура насадки на 0,05-0,1-0,15 градуса снижается относительно температуры пара в дефлегматоре. Игорь, 21 Июля 10, 18:03

А можно сказать что температура в дефлегматоре повышается, относительно насадки?
По описанию не понятно, оставалась ли какая то температура без изменения?

при длительной работе без отбора - растущую дельту очень хорошо видноZapal, 21 Июля 10, 23:48

Если дельта нестабильна, это значит, что колонна не входит в стабильный режим. Если дельта не стабилизируется после длительной работы на себя, что-то не так.
У меня дельта стабилизируется, и стоит мёртво, но в тот момент, когда я открываю быстрый слив накопившейся головной фракции, температура в 2/3 вдруг снижается по сравнению с температурой пара в дефлегматоре. Если бы это было вызвано уходом головной фракции из уровня 2/3 и прихода на её места спирта, температура в насадке наоборот - росла бы. А она падает.

А можно сказать что температура в дефлегматоре повышается, относительно насадки?
По описанию не понятно, оставалась ли какая то температура без изменения?ion, 22 Июля 10, 00:19

Колонна греется снизу вверх. Поэтому в дефлегматор не может прийти более горячий пар, не нагрев предварительно термодатчик в насадке. Поэтому можно сделать вывод о том, что снижение дельты вызвано именно тем, что насадка стала остывать быстрее дефлегматора.

Игорь, а ты, если не лениво, попробуй сделать такую вещь. При стабильном состоянии колонны немного поменяй рабочее давление (мощность) в баке в плюс и минус, и посмотри, что произойдет с температурами в дефлегматоре и в колонне.

Эту теорию можно проверить вкрячив в точку измерения температуры датчик давления и посмотреть корелляцию между давлением и температурой.
Kotische, 21 Июля 10, 18:23

Гипотезу, высказанную Kotische, разделяю. Видимо следует ожидать подобного (противоположного) скачка дельты температур и при прекращении отбора...

когда я открываю быстрый слив накопившейся головной фракции, температура в 2/3 вдруг снижается по сравнению с температурой пара в дефлегматоре. Если бы это было вызвано уходом головной фракции из уровня 2/3 и прихода на её места спирта, температура в насадке наоборот - росла бы. А она падает.Игорь, 22 Июля 10, 00:22

У меня нет термометра в дефлегматоре, а температура в 2/3 после быстрого слива увеличивается на 0,3 градуса. Когда же начинаю через тридцать минут отбор голов, температура в 2/3 понижается на 0,1 градуса, через пару минут возвращается к первоначальному значению и далее стоит колом. Наблюдаю это постоянно.

Наблюдаю это постоянно.vlspb, 22 Июля 10, 08:17

Значит нас уже минимум трое.

При стабильном состоянии колонны немного поменяй рабочее давление (мощность) в баке в плюс и минус, и посмотри, что произойдет с температурами в дефлегматоре и в колонне.Rudy, 22 Июля 10, 04:24

Обязательно сделаю, Руди. Скорее всего на выходных. Наверное еще и MPX в 2/3 подключу. Если со статическим режимом полная ясность, то переходные режимы требуют дополнительного рассмотрения. Единственное - не хочу менять датчики в колонне, сейчас стоят ЛМ-ки и я имею возможность измерять не конкретные температуры, а только дельту. Точнее не саму дельту, а её изменение, с шагом 0,05 градуса

Видимо следует ожидать подобного (противоположного) скачка дельты температур и при прекращении отбора...Atar, 22 Июля 10, 07:56

Пока такого не наблюдал. Может просто плохо смотрел.
Дело в том, что, во-первых у меня автоматика не останавливает отбор полностью, а сперва снижает его наполовину, и только если это не приводит к снижению дельты, отбор отключается полностью.
Во-вторых, остановка отбора производится по причине роста дельты, и дополнительный рост от переходного процесса просто незаметен.
При ближайшей ректификации специально сделаю несколько принудительных стопов и пронаблюдаю реакцию дельты и давлений.

само понятие температура в дефлегматоре - весьма широкое.
кждый может его трактовать как ему угодно.

а раз при отборе происходит изменение температур в какой то точке - то здесь можно взять за основу что из замкнутой термостабильной системы изъяли часть ее массы - обладающей тепловой энергией.

а раз в одном месте убавилось - в другом прибавилось.

в нашем случае в момент отбора - нарушилось равновесие масс.
поступающего пара - и стекающей жидкости.
они ведь строго равны - за короткий промежуток времени.

а раз мы изъяли часть жидкости - стекающей сверху,
то масса поступающего пара снизу - будет больше.

масса пара - имеет большую температуру.
и следовательно превалирование температуры пара на температурод дефлегматора - определится временем термического равновесия колонны.

например в моей колонне если я вдруг вздумаю немного уверичит нагрев в кубе - до момента видимых изменений в дефлегматоре пройдет около 40 секунд, а уж когда флегма стечет в куб - общее время может достигать 2-3 минут.

вот примерно на это время и наступает дисбаланс температур -
предполагаю что для каждой колонны - это время индивидуально.

Когда же начинаю через тридцать минут отбор голов, температура в 2/3 понижается на 0,1 градуса, через пару минут возвращается к первоначальному значению и далее стоит колом. Наблюдаю это постоянно.vlspb, 22 Июля 10, 08:17

Если, температура в 2/3 колонны, проваливается на одну десятую сразу после начала отбора, на это может повлиять только пар(его давление). По тому как флегма, просто не успеет опуститься(изменить свою температуру) к 2/3 насадки "сразу".

Если температура в дефлегматоре повышается на 0,1 градуса, сразу после начала отбора, есть другие соображения.

Значит нас уже минимум трое.
Наверное еще и MPX в 2/3 подключу.
Игорь, 22 Июля 10, 09:22

Кстати давление должно упасть по всей колонне, а не только в точке измерения.
А из этого следует, что и температура должна измениться по всей длине колонны.
Но, тогда дельта температуры не должна  измениться.
Отсюда, температура пара, поступающего в дефлегматор должна увеличиться.

Температура пара может увеличиться, если уменьшится спиртуозность или увеличится давление.
Увеличение давления в дефлегматоре, отметаем.
Спиртуозность может уменьшиться, если контакт (массообмен) изменился.
А он изменился, по тому что, объем возвращаемой флегмы уменьшился.
Вывод:
Дельта температуры Ваших датчиков изменилась, из-за уменьшения спиртуозности поступающего в дефлегматор пара, вызванного обеднением насадки флегмой.
Может, где наврал.

Начав отбор, мы начинаем выводить часть массы с некоторой внутренней энергией за пределы  термостабильной системы.  Это приводит к временному дисбалансу системы. Волна изменения температуры и давления пройдет вниз от дефлегматора/конденсатора до куба. Скорость движения такой волны (ее фронтов) будет зависеть, кроме всего прочего, от теплоемкости и теплопроводности насадки и  не будет совпадать со скоростью движения флегмы и скоростью процессов теплообмена. Я озаботился этим вслух 08 Февраля 2010, задав вопрос в сообщении №1578 в ветке про насадку для колонны. Тогда вопрос проигнорировали...

Дельта температуры Ваших датчиков изменилась, из-за уменьшения спиртуозности поступающего в дефлегматор пара, вызванного обеднением насадки флегмой.ion, 22 Июля 10, 12:55

Что-то не клеится. Уменьшение спиртуозности подразумевает увеличение содержания воды в приходящем в дефлегматор паре. Эта избыточная доля  водяного пара не может родиться между двумя термодатчиками, она может прийти только из куба и сначала неизбежно пройдет мимо датчика в насадке, увеличив его показания, и только потом, через некоторое время, - температуру датчика в паровой зоне дефлегматора. В течении этого времени нижний датчик будет более горячим, дельта должна вырасти, а она падает.
Многочисленные наблюдения и графики показывают, что температура пара в дефлегматоре при переходных процессах стабильна, а в насадке - нет.

Скорее всего Котище прав - дело именно в давлении.

Кстати давление должно упасть по всей колонне, а не только в точке измерения.ion, 22 Июля 10, 12:55

Почему?
Во-первых, давление в верхней зоне колонны, примыкающей к дефлегматору, равно атмосферному и не меняется.
Во-вторых, давление в нижней зоне колонны, примыкающей к кубу, равно кубовому давлению, оно стабилизировано автоматикой, поддерживается на неизменном уровне. Поэтому во время переходных процессов изменяется распределение давлений внутри колонны, между её крайними точками.

Надеюсь, что обсуждение этой аномалии даст возможность более четко определиться с правильным местом стабилизации давления - в кубе или в насадке.

Сразу подчеркну, что не напрасно разместил эту тему в теоретической ветке. На практике получается, что отличный спирт можно получить, стабилизируя давление и там, и там. Можно вообще не стабилизировать поток пара, а остановиться на стабилизации подводимой мощности.

Просто разобравшись с процессами, вызывающими такое поведение дельты, можно глубже вникнуть в суть того, что происходит в колонне.

давление должно упасть по всей колонне, а не только в точке измерения.А из этого следует, что и температура должна измениться по всей длине колонны.ion, 22 Июля 10, 12:55

Ты не прав.
Дефлегматор сообщается с атмосферой, поэтому давление в нем всегда равно атмосферному.
Давление в кубе стабелизированно пресостатом, поэтому в кубе оно в первом приближении постоянно.
Распределение давления по колонне зависит от распределения паросопротивления по колонне, и поскольку распределение паросопротивления по колонне не однородно, то и распределение давления, и как следствие температуры, нелинейно, зависит одно от другого и может меняться во времени. Что то типа закона Ома для электрической цепи.
Измениться мгновенно во всей колонне давление не может, т.к. в колонне находится кипящий спирт и насыщенный пар, любые изменения давления, вызываемые внешними воздействиями, будут демпфироваться за счёт энергии фазового перехода.
Так что только тот механизм который описял я объясняет поведение температуры в точке 2/3 колонны, включая инерционность этого поведения.

ЗЫ: пока писал, Игорь, уже всё описал даже более читаемым языком...
Игорь, респект!

само понятие температура в дефлегматоре - весьма широкое.кждый может его трактовать как ему угодно.Zapal, 22 Июля 10, 11:22

Zapal, ты извини, но я опять с тобой не соглашусь...
Никаких разночтений вроде уже давно нет...
Температурой в дефлегматоре предлогаю считать температуру чистого пара выходящего из колонны в дефлегматор, причем особым условием правильного измерение является принятие мер чтобы флегма не попадала на датчик термометра, а сам пар не претерпевал адиабатического расширения. Т.е. термодатчик должен стоять в сухой части колонны - выше точки ввода в колонну флегмы, но ниже среза колонны выходящего в дефлегматор.

я предпочитаю термин  температура пара - над насадкой.
если мы уж берем за контрольную точку температуру паров спирта.
или как второй вариант,  температура - под дефлегматором.

слишком много оговорочнюх отступлений по дефлегматору.
зонтикм, трубочки, капельки.
весьма высока степень погрешности.
но я не настаиваю - если у всех прецезионные дефлегматоры - проблем никаких.