Аномальное поведение дельты при начале отбора.

Седня уже не могу - праздник у меня. Опять, за городом, через час, алкоголические напитки употреблять....мясо термопреобразованное опять же....короче, не до фотохудожеств.
Но, на будних днях - даже ветку соответствующую найду, типа [правильное место измерения температуры в колонне]
))))

С праздником! Хорошего настроения, аппетита и душевной несуетливой беседы!
Торопиться не надо. Подождем... (с).

Зря в корень, вспомню что все игры с обратной связью по давлению задумывались как способ стабилизации потока пара.Игорь, 24 Июля 10, 22:54

А зачем нам стабилизировать поток пара?

зачем нам стабилизировать поток пара?Wolcheg, 26 Июля 10, 12:51

Мы пытаемся провести процесс ректификации с предсказуемым результатом. Для этого нам нужно выполнить целый ряд обязательных условий, и одно из важнейших - это выбор и поддержание правильного флегмового числа.
Флегмовое число зависит от двух факторов - от количества пара, приходящего в дефлегматор, и от величины отбора. Если сделать эти два фактора стабильными, регулируемыми, мы сможем обепечить стабильное и регулируемое флегмовое число.
Если со стабилизацией отбора всё более-менее понятно, то при стабилизации количества пара, приходящего в дефлегматор, мы сталкиваемся с целым рядом сложностей.

В режиме ректификации в дефлегматор всегда приходит спиртовой пар, близкий к азеотропу, с практически неизменной теплотой парообразования. Поэтому количество приходящего в дефлегматор пара прямо пропорционально количеству тепла, поданного в куб, минус теплопотери.
На первый взгляд всё просто - устанавливаем ТЭН правильной мощности (или используем регулятор)и получаем нужный поток пара. Но - увы - нестабильность сетевого напряжения, потери в квартирной сети делают этот способ не совсем корректным.
Если на той фазе, к которой подключен наш ТЭН, в своей или в соседской квартире включится-выключится мощная нагрузка (утюг, чайник, электробойлер), колебания напряжения могут составить процентов 10 - до 20 вольт. Если при 220 вольтах в сети мы установим ФЧ=3 и будем получать нормальный спирт, то при снижении напряжения до 200 вольт при том-же уровне отбора ФЧ составит уже 2,3 и будет снижаться вследствие снижения спиртуозности приходящего в дефлегматор пара. Вместо спирта в отбор пойдет самогон.
На первый взгляд решением этой проблемы может быть стабилизация напряжения питания, но и это полумера.
Дело в том, что количество пара зависит не только от подводимой мощности, но и от потерь тепла, а они тоже изменяются, и пренебрегать этим изменением нельзя.
В начале ректификации температура кубовой жидкости 80 градусов, а в конце - 100, а потери тепла прямо пропорциональны перепаду температур куба и воздуха в помещении. Если в начале ректификации теплопотери куба составляют 15%, то в конце при температуре в помешении 30 градусов потери составят 21%. В этом примере ФЧ, установленное в начале ректификации на уровне 3-х, к концу снизится до 2.7, а это уже маловато. Может у других другое мнения, но на мой взгляд нет смысла тратить средства на стабилизацию напряжения, если она не приводит к желаемому результату.

============================================

Еще один аспект - скорость пара должна быть не захлебывающей, но предзахлебной. Такой, чтобы флегма беспрепятственно стекала по насадке, но находилась на грани захлеба. Добиться этого можно стабилизацией потока пара на каком-то уровне, определенном опытным путем.

Игорь, исходя из твоего объяснения, можно сделать два вывода:

1. Если хочется чтобы "скорость пара должна быть не захлебывающей, но предзахлебной" то мерить перепад давлений нужно однозначно на участке смачиваемом флегмой, т.к. только в этом случае результат будет репрезентативен. Возникающий захлеб породит скачек давления, который можно легко отследить и своевременно принять меры.

2. Если необходимо "поддержание правильного флегмового числа" - то это проще сделать пропорциональным делителем флегмы, а не мерить по отдельности отбор и возврат и по результатам измерений пытаться регулировать отбор. Идеи делителя уже давно витали в воздухе.

Я с подачи Игоря223 озадачился изготовлением пропорционального делителя.
От ничего не должен ограничивать, а должен пропускать на выход весь поток пришедшей флегмы, поделив её поток на два ручейка в заданном соотношении.

Идеи делителя уже давно витали в воздухе.Kotische, 26 Июля 10, 14:15

Настолько давно витали, что мне даже странно - почему это уже не стало узаконенной практикой (с внесением в ФАК)...

В моей предыдущей колонне (недавно расстался as is в пользу приятеля) узел отбора сделан так, что не мог отобрать более трети (примерно) всей флегмы, даже при полностью открытом кранике.  На дистилляторе с патрубком винтовым,- половина конденсата возвращается вниз.

В дополнение к Игорю.
На самом деле нам не нужно иметь ни постоянного ФЧ ни стабильного потока пара. То, о чем сказал Игорь - это самый простой вариант колонны, требующий минимума обвески - простой стабилизатор давления и все.

Реально, нам нужен стабильный поток пара (или мощность) при фиксированном ФЧ (или фиксированном отборе) на стадии отбора голов. А при отборе тела нам нужно:

1. Регулировать ФЧ (немного увеличивая его к концу для компенсации снижения крепости в кубе). Величина ФЧ меньше, чем при отборе голов. Можно использовать регулируемый пропорциональный делитель или регулируемый фиксированный отбор (при стабилизации мощности, давления и т.д.). Удобнее всего корректировать ФЧ по температуре (или перепаду температур) в колонне.

2. Поддерживать близкий к постоянному поток пара (или мощность). Величина потока больше (обычно, или равна), чем при отборе голов. По мере снижения крепости в баке поток (или мощность) следует корректировать, но вот как (и почему) пока не очень понятно.

У меня мощность фиксирована и, к концу ректификации, давление заметно падает. При попытке поднять его до исходного - колонну захлебывает. Этот эффект отмечали многие, захлебное давление (по баку) сильно зависит от концентрации в баке и снижается при снижении крепости. Зависимость захлеба (при разных крепостях в баке) от давления в баке, мощности, потока пара (перепад на диффузоре) или перепада давления на смоченной насадке - плохо понятна, практически нет надежных данных, нужно просто измерить.

Бороться с этим можно корректируя поток пара (мощность, давление и т.д.) по крепости (температуре) в баке. В общем случае нужно измерить при нескольких крепостях захлебные параметры колонны (по мощности, давлению в баке, диффузору, падению давления на смоченной насадке), стабилизировать выбранный параметр и корректировать уставку в соответствии с температурой в баке (крепостью).

Один из простейших способов - стабилизация давления в баке (мощности) с коррекцией по температуре в баке, другой (использует Игорь223) - стабилизация перепада давления на насадке в верхней части колонны без коррекции (уповая на то, что одно другое компенсирует).

мощность фиксирована и, к концу ректификации, давление заметно падает. При попытке поднять его до исходного - колонну захлебывает. Этот эффект отмечали многие, захлебное давление (по баку) сильно зависит от концентрации в баке и снижается при снижении крепости. Зависимость захлеба (при разных крепостях в баке) от давления в баке, мощности, потока пара (перепад на диффузоре) или перепада давления на смоченной насадке - плохо понятна, практически нет надежных данных, нужно просто измеритьRudy, 26 Июля 10, 18:40

Руди, описываемый тобой эффект как раз очень хорошо объясняется с позиций изложенных мной в начале темы, что возводит изложенную мной гипотезу в разряд теорий  ;D
Давление в дефлегматоре постоянно и равно атмосферному.
Каждый элементарный участок колонны обладает некоторым паросопротивлением. Суммарное паросопротивление колонны - есть интегралл элементарных паросопротивлений по длинне.
Перепад давлений на элементарном участке колонны равен произведению потока пара в данном сечении на паросопротивление этого участочка. Давление в кубе - это давление в дефлегматоре плюс перепад давлений на колонне, который в свою очередь есть интеграл элементарных перепадов давлений на элементарных паросопротивлениях вдоль колонны. Всё пока элементерно...  ;)
Внизу колонна насыщена водяным паром и водой, вверху спиртовым паром и спиртом.
Водяного пара и спиртового примерно поровну (это уже выясняли), и скорость пара верху и внизу примерно одинакова.
Но вот спиртовой флегмы будет почти в 4 раза больше, а паросопротивление насадки сильно и нелинейно зависит от насыщения флегмой, поэтому паросопротивление насадки насыщенной спиртом будет гораздо выше чем паросопротивление насадки насыщенной водой, соответственно элементарный перепад давлений на элементе насадки насыщенной спиртом будет значительно больше и если мы просуммируем элементарные перепады давлений то получим что интегральный перепад давлений будет зависеть от того чем наполнена колонна, спиртом или водой. Теперь понятно, что когда значителная часть колонны заполнена водой, интегральный перепад будет гораздо меньше, следовательно давление в кубе будет меньше.
Поскольку в верхней части колонны в течении всей ректификации находится практически азеатроп, поток пара всё время ограничен захлебным потоком самого верхнего участка колонны. Таким образом захлебная мощность в течении всей ректификации остается примерно постоянной, так как определяется потоком энергии который может перенести поток спирта в самом верхнем участке колонны. Понятно почему нельзя поднять мощность подаваемую в куб чтобы увеличить кубовое давление, это приведет к захлебу под дефлегматором. Таким образом, оптимально делать как делает Игорь223. Мерять перепад давлений на коротком участке в самом верху колонны и отталкиваясь от неё управлять мощностью в кубе.
При таком подходе мощность в течении всей ректификации будет практически постоянна и будет максимально возможной.
Любой другой алгоритм управления мощностью будет в проигрыше по производительности.

Ты не совсем прав. Т.е. все совершенно верно с точки зрения теории, но вот на практике все немного иначе. Если у тебя паросопротивление верхней части колонны заметно выше, чем нижней, то общим паросопротивлением низа колонны можно просто пренебречь ( при последовательном соединении сопротивления основную роль играет максимальное). Поэтому положение датчика давления не столь важно. Перепад давления на нижней части колонны будет намного меньше, чем на верхней и им можно пренебречь. Это, кстати, элементарно измеряется, вот только желательно без жидкостных пробок, которые "не влияют на показания манометра". Но при верхнем расположении система пойдет в разнос при нижнем захлебе (уже надоело повторять).

А второе, с чем я не согласен - это сам подход. Можно конечно использовать всякие экзотические способы, но не проще ли добавить к уставке стабилизатора давления небольшой сигнал от термометра бака?

Вы пишете о пропорциональном делителе флегмы... На мой взгляд это достаточно сложная конструкция. Есть какие-то задумки по конструкции такого устройства?

Это совершенно элементарная конструкция - простой стакан с двумя разными дырками снизу. Потоки в каждой из дырок будут пропорциональны (не совсем линейно, но это неважно) отношениям их площадей.

Но тут обязательно нужно соблюсти несколько простых вещей.

1. Уровень жидкости в стакане не должен опускаться до низа - стакан всегда должен быть заполнен на какую-то заметную часть. Это не слишком сложно, будет автобаланс - если уровень в стакане вырастет - вырастет и общая скорость вытекания.

2. Верх стакана должен сообщаться с атмосферой. Это не обязательно, но полезно.

3. Жидкость из дырок должна свободно капать (опять же в атмосфере) - это обязательно, иначе давление в колонне или перепад давления в трубке отбора начнут влиять. Реально - под каждой дыркой воронка, а уж она отводит возврат в колонну (через сифон) или в отбор.

В общем все просто, но не слишком технологично, да, на самом деле, и не нужно.

Так не получится пропорционального деления. Поток жидкости через каждое отверстие (или калиброванную трубку) будет зависеть от высоты столбика жидкости и гидравлического сопротивления отверстий (трубок). Таким образом, коэффициент деления будет равенсоотношению гидравлических сопротивлений. А эти сопротивления, в отличие от резисторов, не константы, а величины, нелинейно зависящие от потока. График сопротивления мало того, что нелинеен, а еще и имеет два перелома в местах изменения режима движения с ламинарного на переходный и с переходного на турбулентный.
Более-менее линейное деление можно сделать с двумя трубками одного калибра, с клапаном на каждом из них, управляемым ШИ модуляцией. Но это геморрой.
Можно сделать 10 трубочек и распределять с дискретностью 10% - одна в отбор, 9 в возврат, или 3 в отбор, 7 - в возврат. Но это как-то не эстетично.

В общем все просто, но не слишком технологично, да, на самом деле, и не нужноRudy, 27 Июля 10, 03:29

Я тоже сомневаюсь в необходимости такого делителя, ведь недостаточность возврата легко определяется по росту температуры.

Так не получится пропорционального деления.Игорь, 27 Июля 10, 04:55

Абсолютно точного соотношения ессно не получится, но это и не требуется. А вполне приличной точности соотношения можно добиться на достаточно простой конструкции. Для этого достаточно поставить трубки на выходе дырок с большим соотношением длина/диаметр, чтобы основной компонентой сопротивления была именно пропускная способность трубок. А регулировать можно пережимая одну из них.

на практике все немного иначе. Если у тебя паросопротивление верхней части колонны заметно выше, чем нижней, то общим паросопротивлением низа колонны можно просто пренебречьRudy, 27 Июля 10, 01:19

Именно! И можно приближенно считать, что паросопротивление всей колонны пропорционально длинне участка заполненного азеатропом, длинна которого зависит от спиритуозности кубового содержимого. Сопротивлением участка заполненым водой таки пренебрегаем!  

А поток пара ограничен захлебом азеатропного участка, и в силу его неизменности (участка) поток тоже неизменен.

Игорь, делитель конечно же нафиг никому не нужен, но хочу его счелать из любви к искуству.
Идея такая - моторчик быстро вращает иглу, а угловой размер сектора определяет собираемый поток жидкости.

Делитель позарез нужен для примитивных колонн, где вообще нет ни термометров, ни датчиков давления, а всё управление делается вручную, на глазок. Вполне может быть, что такие аппараты широко распространены. Просто об них не пишут.

Делитель позарез нужен для примитивных колоннЛитокс, 27 Июля 10, 12:10

Вариант,-ограничитель максимального потока отбора. Кто-то упоминал о жиклерах в трубке отбора.

Kotische, а непосредственный вывод такой - датчик в баке и так измеряет, практически, падение давления на верхней (максимальная концентрация спирта) части колонны. И ставить датчик давления в верхней части - бессмысленно, это только увеличивает вероятность неконтролируемого нижнего захлеба.

Бессмысленно писать подобные глупости - это точно. )))

Чтобы захлебнуть колонну внизу - нужно очень постараться сделать идиотскую конструкцию этого самого низа. А для верхнего захлеба достаточно увеличить мощность нагрева на несколько процентов от предзахлебной.

П.С, Датчик в баке измеряет там температуру - ничего более.
Налей СС в куб крепостью 40% и захлебни колонну. А потом расскажи нам, что он там в кубе намеряет.
(Подсказка - давление увеличится на 30-50мм ртути максимум за 20 минут после начала захлеба)

П.П.С. Токо не надо рассказов, что у тебя контроллер отслеживает увеличение Ткуба на Икс десятых градуса за Игрек десятых секунд, считает - нормально ли это, и выдает на гора подобные заключения каждую минуту для твоего глубокого осмысления и вердикта )))

А если не считает - то и не фиг трындеть попусту....)))

непосредственный вывод такой - датчик в баке и так измеряет, практически, падение давления на верхней (максимальная концентрация спирта) части колонны.Rudy, 27 Июля 10, 15:18

Согласен.

ставить датчик давления в верхней части - бессмысленноRudy, 27 Июля 10, 15:18

Упс!
Так ориентироваться на давление в кубе ещё более бессмысленно, т.к. сопротивление колонны меняется и одному и тому же потоку соответствует разное давление в кубе.
Игорь223 совершенно правильно писал, если ориентироваться на датчик в кубе то либо колонна будет работать на сильно заниженной мощности в начале, либо получишь захлеб в конце.
А получить захлеб внизу, это как же надо постараться?!  :o