Аномальное поведение дельты при начале отбора.

Если энергия может быть запасена и удержана (демпфирование), то она может быть и возвращена (порождение).Atar, 23 Июля 10, 11:57

Да вот только тепловая энергия не обладает реактивностью, она диссипативна.
Энергия не может быть "возвращена", т.к. может передоваться только от горячего к холодному, второё начало термодинамики, мать его...
Колебания в системе с голимой диссипацией невозможны, нужно ещё отрицательное сопротивление (нелинейный элемент) в данном случае это мокрая насадка, и инерционно-реактивное звено, в данном случае сама колонна, являющаяся распределённым объектом.

С этого Игорь начал ветку. В начале отбора, падает температура внизу за счет  локального снижения давления.Atar, 23 Июля 10, 11:57

Он не писал, что температура в 2/3 падает ниже температуры дефлегматора. Монотонность распределения температуры по колонне сохраняется, просто уменьшается пространственная производная температуры - перепад температуры по высоте. Раньше в 2/3 температура была сильно выше температуры дефлегматора, после начала отбора температуры становятся почти равными, но всё равно в 2/3 температура слегка выше температуры дефлегматора.

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.Atar, 23 Июля 10, 11:57

Флегма идущая с верхних этажей всегда холоднее пара/флегмы кипящих на нижних этажах. Поэтому спускаясь вниз флегма будет нагреваться, отнимая тепло у окружения живущего на нижнем этаже.
Опять в силе второё начало термодинамики, нас не интересует абсолютное энергонасыщение флегмы, нас интересует разница температур флегмы и окружения. Если флегма холоднее окружения, нам наплевать на то что она горячая, она всё равно будет охладителем!

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

Категорично, но не аргументировано.Atar, 23 Июля 10, 11:57

А я то думал что это напрямую следовало из двух предыдущих пунктов...  ::)

Обсуждая мы и пытаемся выяснить,-влияет или не влияет.Atar, 23 Июля 10, 11:57

Дык это то я как раз не против, а очень даже за!
Но есть такое понятие - порядок малости. Есть эффекты которые влияют сильно и их обязательно надо учитывать, а есть первого, второго и других порядков малости которыми обычно можно пренебречь.
В нашем случае теплоемкость насадки - это второй порядок малости, и имхо им следует пренебречь.

Если считаешь офтопом,- потри  или вынеси в отдельную ветку.Atar, 23 Июля 10, 11:57

Как наберётся критическая масса - перенесу.
Удалять ничего не буду, потому что тема интересная.

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

Разобраться как что и на что влияет.
Возможно корректировать показания термометра по датчику давления.

Я вот вроде согласен, но все равно не понимаю...
оставшаяся часть пара поехала в дефлегматор греть датчик температуры.ion, 23 Июля 10, 12:15

Немного не так.
С квазистационарном состоянии флегма и пар кипят вместе и находятся в равновесии.
Если меняется давление то состояние равновесия смещается.
Если давление растет то начинает преобладать конденсация с выделением энергии фазового перехода,
если давление падает то начинает преобладать испарение с поглощением энергии фазового перехода.
Соответственно энергия фазового перехода тратится на изменение температуры.
При падении давления начнется бурное кипение за счет которого флегма начнет быстро остывать.

Еще вариант: посчитаем возможным/разумным делать насадку в зоне измерений с меньшей теплоемкостью/теплопроводностью (при прочих равных), чем в остальной колонне.Atar, 23 Июля 10, 12:23

Или вовсе без насадки.
Мерить температуру пара, а флегму пускать отдельным ручейком минуя термодатчик,
плюс датчик давления...

Кажется нашел ошибку в рассуждениях.
Давление останется без изменения, а скорость упадет.
Обьем пара в еденицу времени без изменения.
Правильно?
И еще пару вопросов-непоняток
Почему изменение температуры пара может не фиксироаться термометром в дефлегматоре.
1.   Не достаточная чувствительность?
2.   По тому, что ее нет (изменения температуры).Температура пара и t кипения флегмы по высоте насадки разные из-за градиента давления в колонне. В дефлегматоре давление атмосферное и пар, придя в дефлегматор будет иметь температуру не меньше своей спиртуозности для атмосферного давления. А спиртуозность в разделительной части должна быть одна, или не должна? Тогда это уже укрепляющая часть?
3.   ??

ion, что в итоге тебе не понятно-то? Котище вполне все расписал.

Может непонятки с тем, как считать давление от дефлегматора к кубу?

1. в дефлегматоре всегда атмосфера.
2. в кубе давление - сумма давлений на каждом участке колонны вниз от дефлегматора к кубу. ну или точнее интеграл, но оставим пока.

Отсюда следует интересный вывод:
Изменение давления вверху автоматически так же меняет давление снизу. Мгновенно меняет.
Изменение давления снизу (например подъем мощности тэнов, как следствие работы автоматики) не влияет на давление сверху. Вернее повлияет в итоге, но не сразу - как пар до верха дойдет.

Когда открываем отбор, вниз движется зона обеднения флегмой. В этой зоне происходит понижение давления из-за того, что пар встречает меньше сопротивления. Автоматом падает давление в датчике и в кубе и чем дальше движется зона обеднения флегмы, тем больше в сумме это падение давления.
Автоматика не спит и поднимает мощность тэнов. В кубе давление подрастает к заданному за счет большего объема пара. Но лишний пар до верха до
дойдет не сразу. Как дойдет - давление в колонне выравняется. А пока не дошел - оно в зоне датчика ниже и Т кипения паров соотв тоже ниже.

Почему изменение температуры пара может не фиксироаться термометром в дефлегматоре.ion, 23 Июля 10, 14:58

Нужно вспомнить от чего зависит температура.
Если речь идет о насыщенном паре, а именно такой (с высокой степенью точности) пар имеет место в колонне и в кубе, то температура равновесного состояния однозначно связана с давлением и спиритуозностью.
Деление колонны на укрепляющую и разделяющую части весьма условно. На самом деле градиент спиритуозности монотонный по всей длинне колонны. Но в разделяющей части этот градиент очень мал, на столько мал, что заметить влияние спиритуозности на температуру не представляется возможным имеющимися средствами измерения.
Поэтому удобно считать, что во всей разделяющей части спиритуозность постоянна.

Таким образом приходим к тому что температура в верхней части колонны ощутимо зависит только от давления.

Поскольку в нормально работающем дефлегматоре давление постоянно и с высокой точностью равно атмосферному, а спиритуозность истекающего пара постоянна, то и температура пара (в пределах возможностей измерения) меняться не будет.

Другой вопрос, что это касается только насышенного пара.
Контакт пара и флегмы поддерживает состояние системы пар/флегма в состоянии насыщения (равновесия).
Как только разорван контакт пара и флегмы, внешние воздействия могут приводить к нарушению состояния равновесия и пар может переставать быть насыщенным. Именно по этому и не следует ставить термометр в дефлегматоре в расширяющейся части паровой струи.
Пар должен обтекать датчик с неизменной скоростью и неизменным давлением.

Изменение давления вверху автоматически так же меняет давление снизу. Мгновенно меняет.Wolcheg, 23 Июля 10, 15:36

Нет!
В колонне кипит смесь пара и флегмы,
температура кипения связана с абсолютным давлением в данной точке,
как только в какой то точке изменится давление начнется конденсация/испарение спирта за счет энергии теплоемкости насадки и флегмы, начнутся перемещения спирта по колонне, этому будет препятствовать гидравлическое сопротивление насадки...
Так что волна изменения давления пробежит достаточно быстро, но не мгновенно...

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

Пока никакого, поэтому и в теоретическом разделе, а не в практическом. Чтобы дойти до практики, нужно найти ответы на вопросы - почему ТАК происходит, что произойдет  в другой ситуации, как это можно использовать.

Я, кажется, понял, что вызывает эти недоумения. Два варианта - вы невнимательно смотрите на термометр в баке или он у вас стоит в жидкости, а не в потоке пара.

У меня он стоит в потоке пара и, при любом изменении давления в баке (датчик давления стоит тоже в баке) дает четкие скачки температуры. А, поскольку, все записывается и выводится в графики, за этим легко проследить. Поэтому для меня изменение температуры при скачках давления - вешь давно привычная и естественная. А уж при вакуумной перегонке эта зависимость становится вообще определяющей.

Просто внимательно понаблюдайте за скачками температуры и давления в баке - в колоне происходит то же самое.

Так что волна изменения давления пробежит достаточно быстро, но не мгновенно..Kotische, 23 Июля 10, 16:20

Согласен, не мгновенно. Но сути это в принципе не меняет

ion, что в итоге тебе не понятно-то? Котище вполне все расписал.Wolcheg, 23 Июля 10, 15:36

Наверное проще сказать, в чем я уже определился.

Скачки давления, сильно размазывают высоту теоретической тарелки.
Посему, все факторы, вызывающие динамику давления в насадке, нужно убирать.

П.С. Спасибо Kotische, помог разобраться с процессами связанными с давлением.

Скачки давления, сильно размазывают высоту теоретической тарелки.ion, 24 Июля 10, 02:10

Не вижу никаких проблем с этим. На мой взгляд скачок температуры вниз на пару минут в самом начале отбора не свидетельствует о нарушении разделения. Тепломассообмен не нарушен, всё штатно.
Строго говоря, отбор сам по себе кардинально увеличивает высоту ступени разделения. Раз в 10 при ФЧ=5...
Другими словами, если колонна с хорошей СПН при работе "на себя" осуществляет 100 последовательных испарений - конденсаций, то при отборе всего 200 мл/час на киловаттном нагреве (ФЧ=20), количество единичных переносом падает уже до 60, а при рабочем отборе 1 литр в час снижается до десяти и меньше.

Игорь, я имел в виду настройку оптимального давления пара, поступающего в колонну.
При перегонке, на своей колонне наблюдал скачки давления порядка 10см.вод.ст.
Сейчас не могу точно сказать, что их вызывало, давно это было. Но считаю, что это не очень полезно. Скачки давления, с периодом порядка 1-5сек. Измерялось в кубе.
Отбор был через иглу, и не мог быть причиной этих скачков.
Скорее всего это предзахлебный режим, для моего холодильника, он на много слабее самой колонны.
Сама суть, чтобы скачки давления исключить. Если не обойтись без перепадов давления, то длительность перепада должна быть сопоставима, с временем опускания флегмы.

Сама суть, чтобы скачки давления исключить.ion, 24 Июля 10, 11:21

ion, Я для того и затевал стабилизацию давления в кубе, чтобы исключить скачки давления, выровнять, стабилизировать насколько это возможно поток пара по колонне и устранить влияние на поток пара увеличения теплопотерь из-за непрерывного роста кубовой температуры.

При перегонке, на своей колонне наблюдал скачки давления порядка 10см.вод.ст...с периодом порядка 1-5сек. Измерялось в кубе.
Скорее всего это предзахлебный режим, для моего холодильника, он на много слабее самой колонны.ion, 24 Июля 10, 11:21

Это уже обсуждалось как-то.
Это не предзахлебный режим, это настоящий захлеб. И слабый холодильник не может быть тому виной. Слабый дефлегматор приведет только к проходу спирта насквозь, но захлеба он не вызовет.
Причина такого захлеба в том, что подводимая мощность велика, она дает пара больше, чем колонна может пропустить, не мешая флегме опускаться.
В результате флегма подвисает, накапливается. её столб затрудняет проход пара , что вызывает повышение давления в кубе.
Растущее давление уменьшает интенсивность кипения, давление падает, и флегма прорывается в куб. При этом происходит резкое вскипание, увеличенное количество пара летит вверх. Флегмы, которая могла бы помешать ему, и которой помешал бы этот пар, еще нет, давление в кубе растет медленно.
Но добравшись до дефлегматора, пар конденсируется и увеличенная порция флегмы стекает навстречу увеличенному потоку пара. Флегма частично подвисает, проход пара затрудняется, кбовое давление растет, кипение уменьшается. Цикл повторился. Получается колебательный процесс.

Судя по небольшому периоду колебаний, захлеб происходил близко к кубу - скорее всего было заужение на входе в колонну.

Да, так оно наверное и происходило.
В низ колонны воткну бороду из тонкой нерж. проволоки.
Обратный холодильник, (напомню, бывший прямоточник вн.д.11мм длина 550мм), тоже может быть дополнением к скачкам давления.
Блин, чтобы собрать правильную колонну, нужно немало соли скушать)))

Kotische, Все твои рассуждения правильны,но только для стабильно работающей закрытой системы. Работа колонны на себя или работа с отбором в установившемся режиме. Я в своих рассуждениях имею в виду только отрезок времени, в котором начинается отбор или он прекращается. Секунда/ы или около того.
Система перестала быть закрытой и стабильной. Начались волновые процессы в колонне, главным драйвером которых (вариант№1) есть вывод за пределы  прежней системы энергии, запасенной флегмой, направленной в отбор. Переходный процесс образования новой устойчивой системы.
Прекрасно помню законы термодинамики и стараюсь не выходить за их рамки.
Представь себе, что давление в дефлегматоре резко упало ( Вариант №2 : искусственно создали разряжение). Температура кипения снизится а насадка останется прежней температуры. Так будет до тех пор, пока система не обретет новое стабильное состояние. До этого момента насадка будет отдавать тепло пару. Где здесь нарушение законов природы? Внутренняя энергия насадки станет уменьшатся. Это пример далек от рассматриваемой темы. Я его привел для иллюстрации того, что некоторые твои рассуждения бесспорны, но для стационарного/стабильного процесса.
Соглашусь с тем, что значимость теплоемкости и теплопроводности реальной насадки для реальной колонны невысока. Возможно даже меньше погрешности измерений. Все одно понимать хочется детали ...
Идея измерять температуру и давление в месте колонны, свободном от насадки,- мне лично очень понравилась. У меня в новой колонне в месте соединения царг и будет обустроен узел съема показаний температуры давления. Пожертвую ради этого десятком-другим  миллиметров насадочной высоты. Это место в 1/2 высоты колонны... Какие могут быть грабли?

1/2 колонны не самое удачное место.
2/3 лучше.
Еще лучше (для давления - однозначно) 9/10, если твои датчики-контроллеры могут обеспечить достаточное разрешение. Пустота желательна, но не обязательна.
Я счас за городом, если нужно - завтра могу сфотать реальные места установки датчиков и откомментировать их подробнее. Но общий смысл такой - с аналоговым контроллером (соответствующая ветка) чем меньше высота квалификационного участка для Дельты, тем лучше.

чем меньше высота квалификационного участка для Дельты, тем лучше.игорь223, 24 Июля 10, 22:08

Полностью поддержиаю такое утверждене, но только при плавном изменении отбора.При резком изменении отбора, например, при старт-стопе, сопротивление насадки потоку пара заметно меняется и управление нагревом становится н совсем корректным. Даже просто при начале отбора количество флегмы из дефлегматора уменьшается ьи сопротивление квалификационного участка падает. При том-же потоке пара датчик показывает меньшее давление, а автоматика увеличивает подачу энергии в куб, стремясь компенсировать падение давление. Флегмы стало меньше, а пара - больше. Правильно ли это?
Но когда этот излишек пара доходит до дефлегматора и поток флегмы становится больше, сопротивление квалиф.участка увеличивается, давление на датчике увеличивается, что приводит к снижению подачи пара в колонну. Теперь флегмы больше, а пара меньше.

Зря в корень, вспомню что все игры с обратной связью по давлению задумывались как способ стабилизации потока пара. Опыт и праки\тика показали, что такой способ - разумеется  лучше, чем просто ограничение или даже стабилизация подаваемой мощности, и вполне эффективен, но не лишен недостатков. Это хорошо. есть новое направление на пути к совершенству.

все игры с обратной связью по давлению задумывались как способ стабилизации потока параИгорь, 24 Июля 10, 22:54

Блин! Тогда однозначно не следует мерить перепад давлений на участке колонны (пусть даже 1/10 длиной) который подвержен колебаниям паросопротивления.
Нужно срочно внедрять идею Запала, ставить на выходе колоны диффузор и мерить перепад давления сухого пара на этом диффузоре. Как вариант, заполнить насадкой 2х2 небольшой участок верха колонны над точкой возврата флегмы, чтобы насадка всегда оставалась сухой и её паросопротивление не зависело от количества возвратной флегмы. На сухой насадке перепад двалений будет зависеть только от потока пара.
А перепад давлений на участке насыщенной флегмой насадки позволит чётко отслеживать захлёб!

Kotische, чем это будет лучше? Как только поток возврата изменится, это неизбежно приведет к непродолжительному изменению потока пара, приходящего в диффузор, что повлечет ненужное изменение нагрева на непродолжительный период переходного процесса, пока зона изменения не достигнет куба. И это ненужное изменение нагрева произойдет в любом случае, где бы ни производилось измерение давления или потока пара. Причем наименьшее изменение потока произойдет на мойц взгляд при стабилизации именно кубового давления...

Наверное правильным решением будет "мораторий", запрет на изменение нагрева после изменения отбора на время переходного процесса.

Если измерять падение давления на участке насадки, то паросопротивление, и, соответственно, поток пара и мощность нагревателя будут зависеть от ФЧ. При увеличении ФЧ мощность и поток пара будут снижаться, при снижении - расти.

Не то чтобы это было плохо, но как-то неправильно. Это все равно, что пытаться стабилизировать ток измеряя падение напряжения на термосопротивлении - результат будет зависеть от температуры.

На диффузоре зависимости от ФЧ не будет. Но, опять же, хорошо это или плохо зависит от того, что мы хотим получить в результате.

При измерении на насадке, при отборе голов (большое ФЧ) поток пара и мощность будут автоматически снижаться, что, в общем, не плохо.

если нужно - завтра могу сфотать реальные места установки датчиков и откомментировать их подробнее.игорь223, 24 Июля 10, 22:08

Будь любезен! Интересно! Возможно не только мне... Вопрос: в какой ветке? Здесь? Не будет офтопом? Гнева своего собственного не страшишься?