Аномальное поведение дельты при начале отбора.

Надо найти время и обстоятельно разобраться с этими переходными процессами.
А пока первое, что бросается в глаза.

Допустим, мы начали отбор. Не полный, а нормальный, на уровне, скажем, 20% от общего объема конденсата. Колонна сразу делится на две зоны с разной степенью насыщения насадки флегмой.
Граница этих зон постепенно ползёт вниз, суммарное сопротивление насадки потоку пара постепенно уменьшается и становится минимальным через пару минут - пока остатки флегмы послеработы "на себя" не попадут в куб.
Для поддержания кубового давления на том-же уровне при понижении сопротивления, куб вынужден давать несколько больше пара. Поток пара в колонне постепенно увеличивается. Важно, чтобы увеличивающаяся скорость пара при этом не превысила критическую скорость, при которой начинается подвисание флегмы.

С другой стороны, после начала отбора количество флегмы меньше, и захлебнуть колонну сложнее.
Противоречие. Нужен эксперимент.

Нужно выяснить по методике Руди и Сергея1972 критическое давление в кубе не только при работе на себя, но и при обычном уровне отбора. Я не исключаю, что захлебывающее давление при отборе может оказаться ниже, чем при работе "на себя".
=========================
Ради интереса - прокачаю аналогичную ситуацию со стабилизацией давления на уровне 2/3.

Начался отбор, граница зоны сниженного сопротивления ползёт вниз, давление в 2/3 падает, и куб реагирует на это постепенным увеличением количества пара. При этом максимальный поток пара устанавливается уже тогда, когда граница зон опустилась не до куба (как в первом случае), а всего до 2/3. Нижняя часть насадки еще излишне насыщена флегмой и может оказаться не готовой принять увеличенное количество пара.

Поэтому первый небесспорный вывод таков. Система со стабилизацией кубового давления более устойчива к переходным процессам при начале отбора.
Ситуацию в момент остановки отбора нужно еще продумать. Но позже.

Противоположная ситуация.
После отбора на уровне 20% от общего количества конденсата, мы внезапно остановили отбор. Из дефлегматора пошло увеличенное количество флегмы и под дефлегматором начинает образовываться зона с повышенным сопротивлением. Эта зона расширяется вниз, по мере её опускания растет сопротивление насадки, а так как давление в кубе стабилизировано, это давление создается при меньшей скорости пара и несколько уменьшенном нагреве. Минимальное количество пара пойдет по колонне тогда, когда зона увеличено смоченной насадки дойдет до куба.

При стабилизации давления в уровне 2/3, поток пара снизится не при полном насыщении  насадки флегмой, а после опускания границы раздела зон до уровня датчика. Не знаю хорошо это, или плохо. Наверное не важно...

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.
Kotische, 22 Июля 10, 14:57

Что то меня повело по укрепляющей части, а речь о разделяющей.
Согласен полностью, втягиваюсь по тихоньку ))

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.
Игорь, 22 Июля 10, 14:11

Вот так я себе представлял, но упустил из виду, что это часть колонны – разделяющая. И спиртуозность там одинаковая по высоте насадки.

Уменьшая обьем возвращаемой флегмы, мы на какое то время разрушаем пирамиду растущей спиртуозности. По принципу баланса, каждой части пара соответствует своя часть флегмы.
Мене спиртуозный пар с предпоследней тарелки, делает свое дело на последней (верхней).
Пока баланс не установился, - часть пара не найдя себе часть флегмы, попрет в дефлегматор, увеличивая температуру датчика.
По мере стекания лишней флегмы в куб, баланс пар-флегма на каждой тарелке в колонне возобновляется.

Обратите еще внимание на следующее.

При увеличении отбора паросопротивление верха колонны резко (именно резко, она вблизи захлеба) снизится. А паросопротивление нижней части колонны (пока) останется тем же. Это приведет к резкому снижению давления в верхней части, вскипанию всей флегмы (она всегда на грани кипения) и, соответственно, к ее охлаждению.

При увеличении отбора паросопротивление верха колонны резко (именно резко, она вблизи захлеба) снизится. Rudy, 22 Июля 10, 18:19

Кому шо, а курцi,-просо... Это я к тому, что "резко" или "не очень резко" зависит не только от того с какой скоростью начат отбор, но и от того, какова теплоемкость и теплопроводность насадки. Эти два параметра,-аналог сжатой пружины в механике, применительно к тепломассообмену. Посмею предположить, что эти характеристики насадки влияют на высоту ТТ и уж точно влияют на инерционность системы в зоне проведения измерений. На мой взгляд идеальная насадка, при прочих равных - с нулевой теплоемкостью и с бесконечной теплопроводностью. В этом смысле титан лучше нихрома и нержавейки а СПН из более тонкой проволоки выигрывает у аналогичной из более толстой по критерию скорости изменения теплосодержания и ее влияния на инерционность переходного процесса в колонне. IMHO ...

Atar, я чуть выше написал про энергию фазового перехода...
имхо значимость этой энергии гораздо больше значимости теплоемкости насадки...

Это я к тому, что "резко" или "не очень резко" зависит не только от того с какой скоростью начат отбор, но и от того, какова теплоемкость и теплопроводность насадкиAtar, 22 Июля 10, 22:56

Вот как раз не так, в данном случае теплоемкость и теплопроводность насадки практически не при чем. Они влияют (и неслабо) на скорость распространения изменения режима, но это потом.

Ты задумайся над понятием "близкого к захлебу" состояния колонны. Это означает, что при небольшом увеличении количества пара или флегмы возникнет захлеб - т.е. скорость пара в небольших просветах насадки (с учетом слоя флегмы на ней) становится такой, что флегма перестанет течь вниз, а пар (из-за весьма быстрого накопления флегмы) перестанет идти вверх. В этом случае зависимость паро и флегмо-сопротивлений колонны становится очень резкой - малейшие изменения потоков приводят к резкому изменению сопротивления. Именно это я и имел ввиду говоря про резкое изменение.

Atar, я чуть выше написал про энергию фазового перехода...
имхо значимость этой энергии гораздо больше значимости теплоемкости насадки... Kotische, 22 Июля 10, 23:24

По своей емкости она сама по себе огромна, в сравнении с другими составляющими, но она отчасти компенсируется про тивоположными  по знаку энергиями аналогичных процессов соседних слоев ТТ, что заметно снижает ее итоговую роль.  Энергия, запасенная в насадке не компенсируется в переходном процессе,- нечем!
Rudy,  По мере своих способностей я задумываюсь...Стараюсь по крайней мере . Процесс многофакторный,спору нет, но еще раз хочу подчеркнуть, что мне привиделось, будь-то запасенной энергии в насадке сродни пружине/деформации материала триггера биметаллической пластины... Энтальпия насадки,- катализатор "захлеба".

Энтальпия насадки,- катализатор "захлеба".Atar, 23 Июля 10, 01:11

Пора создавать галерею нетленки. Ну где еще такую фразу встретишь, кроме сходняка самогонщиков?

привиделось, будь-то запасенной энергии в насадке сродни пружине/деформации материала триггера биметаллической пластины

Да это так. Причем не только (и не столько!) тепловая энергия энергия, запасенная в материале насадки, сколько энергия фазового перехода флегмы и пара, которые по ней движутся.

она отчасти компенсируется про тивоположными  по знаку энергиями аналогичных процессов соседних слоев ТТ, что заметно снижает ее итоговую рольAtar, 23 Июля 10, 01:11

Чтобы изменить температуру насадки на 0.5⁰С нужно испарить вся флегму удерживаемую этим обемом насадки.

Здесь я обмерял параметры имеющейся у меня насадки: [сообщение #10250]
Этого вполне достаточно для ориентировочных прикидок...

Статическая удерживающая способность насадки для воды 73 г/л,
динамическая, в предзахлебном режиме, будет гораздо больше...

Энергия фазового перехода 73 г воды - 165 кДж
Энергия фазового перехода 73 г спирта - 61 кДж

1 литр насадки имеет вес 867 грамм
и имеет теплоемкость 402 Дж/⁰С

таким образом для испарения спирта смачивающего насадку потребуется энергии 61 кДж
а для нагрева нержавейки на 0.5⁰С потребуется 0.2 кДж
как видим разница в 300 раз!  :o
Посему влиянием теплоемкости насадки можно вообще напроч пренебречь!  8)

Ни о какой компенсации теплоемкости соседними тарелками не может быть и речи,
как раз наоборот, колонна представляет собой тепловую трубку с крайне низким тепловым сопротивлением, любое минимальное отклонение температуры в какой то точке колонны тут же приводит к тому что с соседних тарелок устремляется поток пара/жидкости стремаящийся посредством своей энергии фазового перехода скомпенсировать это изменение, т.е. мы наоборот имеем не компенсацию теплоемкости, а наоборот значительное повышение эквивалентной теплоемкости. Единственное что мешает этому процессу - гидравлическое паросопротивление насадки, препятствующее быстрому притоку пара/флегмы к компенсируемому участку. Именно поэтому так велико значение эффекта изменяющегося паросопротивления.

При увеличении отбора паросопротивление верха колонны резко (именно резко, она вблизи захлеба) снизится.Rudy, 22 Июля 10, 18:19

"резко" или "не очень резко" зависит не только от того с какой скоростью начат отбор, но и от того, какова теплоемкость и теплопроводность насадкиAtar, 22 Июля 10, 22:56

В данном контексте имелось в виду, что в предзахлебном состоянии малое изменение питания насадки флегмой порождает большое изменение величины паросопротивления.
Т.е. если говорить понятным тебе наукообразным языком, производная паросопротивления по флегмопитанию в окрестности захлеба значительно болше производной паросопротивления по флегмопитанию в зоне далекой от захлеба. Именно эту фразу, наш многоуважаемый Руди и заменил ёмким словом "резко" 

Kotische, Удалив из стабильной системы 73 г спирта, начав отбор, мы получаем дисбаланс в месте отбора на величину близкую к 61 кДж. Эту  энергопотерю  начинает компенсировать поток пара с нижних тарелок, что приводит к локальному падению давления/температуры. Далее пары спирта, полетевшие при меньшем давлении с нижних этажей, попадают в зону насадки, нагретую до более высокой температуры (во время работы колонны на себя), чем точка росы этой зоны (для текущего состояния колонны). Пары спирта перегреваются и запасают большую энергию, чем нужно для стабильного тепло массообмена. Позже,  эта "лишняя" энергия вновь вернется в систему, создав очередной дисбаланс. И источником дисбаланса станет не энергия фазового перехода, а тепло, запасенное в насадке. Именно это тепло и изменения отбора могут вывести процесс из равновесия. Восстановится это равновесие самостоятельно или нет,- вот где практический вопрос.
Говоря о компенсации я имею в виду связь параметров давление/температура/объем для газа и отсутствие таковой для насадки. Оба тела находятся в одном объеме и меняются энергиями друг с другом. Пар может перераспределить свою объемную энергию значительно быстрее, чем насадка.

малое изменение питания насадки флегмой порождает большое изменение величины паросопротивленияKotische, 23 Июля 10, 09:56

С этим не спорю. Малая порция энергии может порождать колебания большой, поэтому отношение в 300 или даже более раз не повод для игнорирования. На практике может и не влияет заметно, но ветка-то о теории процесса...
Теперь вот еще, что: говоря  только об энергиях процессов мы поступаем некорректно. Нужно говорить о мощностях, скоростях передачи энергии. А вот здесь рассуждения Kotische об отношениях энергий и их влиянии на процесс требует переосмысления. Я ведь не зря говоря о свойствах насадки, упоминаю теплоемкость и теплопроводность вместе.

Малая порция энергии может порождать колебания большой, поэтому отношение в 300 или даже более раз не повод для игнорирования.Atar, 23 Июля 10, 10:47

Теплоемкость насадки будет ДЕМПФИРОВАТЬ колебания, но никак не ПОРОЖДАТЬ их.

Удалив из стабильной системы 73 г спирта, начав отбор, мы получаем дисбаланс в месте отбора на величину близкую к 61 кДж.Atar, 23 Июля 10, 10:32

В данном случае будет дисбаланс массы, а не энергии.

Далее пары спирта, полетевшие при меньшем давлении с нижних этажей, попадают в зону насадки, нагретую до более высокой температуры (во время работы колонны на себя)Atar, 23 Июля 10, 10:32

Это уже не понятно...
Распределение температур по колонне работающей на себя известно,
внизу горячё, вверху холодно, по колонне идет монотонный перепад температур, от горячего снизу, до холодного сверху. Откуда ты взял "холодные пары с нижних этажей" которые греются о горячую насадку я вообще не понял...  ???

Эту  энергопотерю  начинает компенсировать поток пара с нижних тарелок, что приводит к локальному падению давления/температуры.Atar, 23 Июля 10, 10:32

Т.е. поступление горячего пара в холодную насадку способствует падению температуры?!    ???

Пары спирта перегреваются и запасают большую энергию, чем нужно для стабильного тепло массообмена.Atar, 23 Июля 10, 10:32

Этого происходить не будет. Тем более что не претерпевая фазовый переход (насыщенные пары становясь перегретыми) много энергии не запасут, поэтому этим эффектом тоже можно смело пренебречь.

Позже,  эта "лишняя" энергия вновь вернется в систему, создав очередной дисбаланс.Atar, 23 Июля 10, 10:32

Вернулась бы, если бы могла образоваться, но т.к. перегретого пара мы наблюдать не будем, то пункт полностью теряет актуальность.

И источником дисбаланса станет не энергия фазового перехода, а тепло, запасенное в насадке.Atar, 23 Июля 10, 10:32

Ещё раз, теплоемкость насадки будет делать только одно - демпфировать тепловые колебания, т.е. уменьшать их амплитуду, но ни как не создавать колебания. Посему притягивать теплоемкость насадки к объяснению эффекта описанного в первом посте не представляется возможным.
Хотя я и не отрицаю интересности возможности обсудить влияние теплоемкости насадки на работу ректификационной колонны, но к объяснению причин возникновения обсуждаемого эффекта это не имеет никакого отношения и поэтому в данной теме является офтопом.

Теплоемкость насадки будет ДЕМПФИРОВАТЬ колебания, но никак не ПОРОЖДАТЬ ихKotische, 23 Июля 10, 11:42

Если энергия может быть запасена и удержана (демпфирование), то она может быть и возвращена (порождение).

Откуда ты взял "холодные пары с нижних этажей" которые греются о горячую насадку я вообще не понял...Kotische, 23 Июля 10, 11:42

С этого Игорь начал ветку. В начале отбора, падает температура внизу за счет  локального снижения давления. Ты сам в этой же ветке объяснил почему это происходит. Я с твоими рассуждениями согласился.

В данном случае будет дисбаланс массы, а не энергии.Kotische, 23 Июля 10, 11:42

Ты отбираешь холодный спирт или горячий? Будет дисбаланс и массы и энергии. Горячая флегма не вернет энергию на нижние "этажи", хотя накопила ее именно там.

Этого происходить не будет Kotische, 23 Июля 10, 11:42

Категорично, но не аргументировано.

Хотя я и не отрицаю интересности возможности обсудить влияние теплоемкости насадки на работу ректификационной колонны, но к объяснению причин возникновения обсуждаемого эффекта это не имеет никакого отношения и поэтому в данной теме является офтопом. Kotische, 23 Июля 10, 11:42

Обсуждая мы и пытаемся выяснить,-влияет или не влияет. Если считаешь офтопом,- потри  или вынеси в отдельную ветку. Оба варианта устраивают...

А вообще какое практическое значение имеет эта тема.? в самом масштабе ректификации??
ну вздрогнула температура в начале отбора на дольку градуса - ну и что?? может колонна напугалась!

ведь когда начинаем отбор голов - все устаканивается через пару минут - а раз так то нахрена нам
забуриваться в землю в поисках приключений.

только себе жизнь усложняем - смотрите на мир проще.  

Я вот вроде согласен, но все равно не понимаю,
почему две параллельные прямые не пересекаются ))

При увеличении отбора паросопротивление верха колонны резко (именно резко, она вблизи захлеба) снизится. А паросопротивление нижней части колонны (пока) останется тем же. Это приведет к резкому снижению давления в верхней части, вскипанию всей флегмы (она всегда на грани кипения) и, соответственно, к ее охлаждению.Rudy, 22 Июля 10, 18:19

Rudy, а если не резко.
Флегма, поступающая в верхнюю часть насадки стала убывать.
Сопротивление пару (верхняя часть насадки), падать.
Давление падать.
Скорость пара падать.
Обьем пара остался, на прежнем уровне, а обьем флегмы уменьшился.
Обьем остался по тому, что нижняя часть насадки еще ничего не знает.
Часть пара истратила свою энергию на фазовые переходы(верхняя часть насадки), оставшаяся часть пара поехала в дефлегматор греть датчик температуры.

А вообще какое практическое значение имеет эта тема.? Zapal, 23 Июля 10, 12:01

Прийдем наконец к единому мнению по установке датчиков в колонне.

Прийдем наконец к единому мнению по установке датчиков в колонне.
ion, 23 Июля 10, 12:18

Еще вариант: посчитаем возможным/разумным делать насадку в зоне измерений с меньшей теплоемкостью/теплопроводностью (при прочих равных), чем в остальной колонне.