Аномальное поведение дельты при начале отбора.

Упс!Kotische, 27 Июля 10, 16:33

А ты просто еще раз перечитай написанное выше. Это строго следует из сказанного, падением давления на нижней части колонны можно пренебречь и давление в баке определяется, в основном, именно перепадом давления в верхней части колонны.

Ну это я уже понял... точнее сам сказал...
выводы то какие?!!! Как по этой хрени можно что то регулировать?
Я так понял что НЕЛЬЗЯ!

А ты просто еще раз перечитай написанное выше. Это строго следует из сказанного, падением давления на нижней части колонны можно пренебречь и давление в баке определяется, в основном, именно перепадом давления в верхней части колонны.

Rudy, 27 Июля 10, 20:40

мои наблюдения показывают, что распределение давления в колонне в рабочем режиме линейное.
При стабилизации на уровне 2/3 100 мм.в.вт, давление в кубе очень четко держалось на 300. Где-то я видео выкладывал, там эти стабильные 300 хорошо видны. МПХ подключен на 2/3, а манометр - к кубу, для контроля.

Тут возникает противоречие. Или макисмальное паросопротивление в верхней части насадки и тогда наплевать, где стоит датчик, или оно равномерное (линейный рост давления) - и тогда снова наплевать. Т.е. ставим датчик в баке и не заморачиваемся?

Rudy, надо разделить анализ.
1. Стабильный режим отбора.
2. Переходные процессы в момент начала, остановки или изменения интенсивности отбора.

1. В процессе ректификации по мере снижении концентрации спирта в кубе, в нижней части насадки становится меньше флегмы, так как падает её спиртуозность, суммарное сопротивление насадки падает, и к концу процесса при том-же кубовом давлении куб получает больше тепла и выдает больше пара. Поэтому многие коллеги отмечают "предфинишные захлебы".
В то же время в верхней трети колонны спиртуозность флегмы практически не изменяется, сопротивление насадки не зависит от кубовой спиртуозности и остается неизменным.
Поэтому, если не рассматривать переходных процессов, расположение датчика давления в верхней части насадки на мой взгляд более разумно.

2. При переходных процессах под дефлегматором возникает участок  изменения уровня смоченности насадки, которая делит колонну на две части с разным сопротивлением. Этот пограничный участок опускается вниз, и когда он опускается ниже датчика давления в насадке, мы "теряем контроль" - датчик может выдать некорректный сигнал на увеличение или уменьшение нагрева, что теоретически (этого еще никто не наблюдал) тоже чревато захлебом ниже датчика давления при начале или увеличении отбора, или к недостатку пара и нарушению процесса ректификации при остановке или увеличении отбора.
Поэтому с точки зрения стабильности режима при переходных процессах предпочтительнее датчик устанавливать в кубе.

Вот. Наконец-то смог сформировать (отректифицировать?) свою мысль.

Осталось ответить на вопрос - а где-же ставить датчик?
Ответ напрашивается сам собой.
Не один, а целых три.

1. Если управление отбором производится в режиме старт-стопа, когда пограничные состояния возникают часто, предпочтительней датчик ставить в кубе, но нужно вводить коррекцию стабилизируемой величины в зависимости от кубовой температуры. Причем закон её зависимости от кубовой температуры очень индивидуален, для каждой колонны он будет другим. Он должен быть таким, чтобы при стабильном отборе давление в верхней трети насадки не увеличивалось к концу процесса. Тогда переходные процессы не смогут повлечь неприятностей (датчик-то в кубе!), а коррекция стабилизируемого давления по температуре исключит возможность возникновения "предфинишных захлебов".

2. Если отбор регулируется плавно - по ШИМ-закону, как в программе Андрюхи, или пережималкой, то есть когда переходные процессы не выражены, проще поставить датчик в насадке - тогда не надо вводить коррекций и выяснять функцию её зависимости от кубовой температуры.

3. И первое и второе - полумеры. Руди, ты давно уже предположил, что надо ставить два датчика
и управлять сразу по двум. Но механизм, логику такого управления я пока не продумывал. На первый взгляд не очень мне нравится, что у одной коровы (нагревателя) будет две доярки (датчика)

Игорь, тут слишком много перемешалось, нужно очень аккуратно и по пунктам.

1. В процессе ректификации по мере снижении концентрации спирта в кубе, в нижней части насадки становится меньше флегмы, так как падает её спиртуозность, суммарное сопротивление насадки падает, и к концу процесса при том-же кубовом давлении куб получает больше тепла и выдает больше пара. Поэтому многие коллеги отмечают "предфинишные захлебы".Игорь, 28 Июля 10, 02:23

У меня мощность фиксирована, и, за счет увеличения теплопотерь, поток пара падает. При этом никаких финишных захлебов нет. Но это не суть, важно другое - я смотрю на температуру в нижней трети колонны. Она мертво стоит, когда она поплыла - это уже приближение хвостов. Датчик в 8 см от низа колонны немного плыл - но это, скорее всего, прямая теплопередача из бака. Т.е. практически все колонна (исключая может десяток-другой нижних сантиметров) все время рабочего цикла находится при примерно одинаковой спиртуозности.

В то же время в верхней трети колонны спиртуозность флегмы практически не изменяется, сопротивление насадки не зависит от кубовой спиртуозности и остается неизменным.
Поэтому, если не рассматривать переходных процессов, расположение датчика давления в верхней части насадки на мой взгляд более разумно.

Если использовать твои же аргументы, с учетом того, что спиртуозность достигает более 90% после первых десятков сантиметров колонны - датчик нужно ставить именно снизу, что практически эквивалентно его установке в баке. А если он там стоит - то никакие переходные процессы не вызывают ничего плохого, к чему ты и пришел

2. При переходных процессах под дефлегматором возникает участок  изменения уровня смоченности насадки, которая делит колонну на две части с разным сопротивлением. Этот пограничный участок опускается вниз, и когда он опускается ниже датчика давления в насадке, мы "теряем контроль" - датчик может выдать некорректный сигнал на увеличение или уменьшение нагрева, что теоретически (этого еще никто не наблюдал) тоже чревато захлебом ниже датчика давления при начале или увеличении отбора, или к недостатку пара и нарушению процесса ректификации при остановке или увеличении отбора.
Поэтому с точки зрения стабильности режима при переходных процессах предпочтительнее датчик устанавливать в кубе.

1. Если управление отбором производится в режиме старт-стопа, когда пограничные состояния возникают часто, предпочтительней датчик ставить в кубе, но нужно вводить коррекцию стабилизируемой величины в зависимости от кубовой температуры.

Вот с этим я абсолютно согласен, а вот с этим

Причем закон её зависимости от кубовой температуры очень индивидуален, для каждой колонны он будет другим. Он должен быть таким, чтобы при стабильном отборе давление в верхней трети насадки не увеличивалось к концу процесса. Тогда переходные процессы не смогут повлечь неприятностей (датчик-то в кубе!), а коррекция стабилизируемого давления по температуре исключит возможность возникновения "предфинишных захлебов".

уже нет. Скорее всего не будет никакого разброса, уже по имеющимся данным видно, что это не случайный а закономерный процесс. Просто мы пока не можем понять его причин

2. Если отбор регулируется плавно - по ШИМ-закону, как в программе Андрюхи, или пережималкой, то есть когда переходные процессы не выражены, проще поставить датчик в насадке - тогда не надо вводить коррекций и выяснять функцию её зависимости от кубовой температуры.

Если используется комп - то ввести коррекцию по температуре не в пример проще, чем городить верхний датчик давления

3. И первое и второе - полумеры. Руди, ты давно уже предположил, что надо ставить два датчика
и управлять сразу по двум. Но механизм, логику такого управления я пока не продумывал. На первый взгляд не очень мне нравится, что у одной коровы (нагревателя) будет две доярки (датчика)

Я бы сказал иначе, нам пока не хватает понимания процесса. Мы тут недавно оббалтывали этот вопрос с Сергеем 1972. И договорились до того, что он попробует аккуратно измерить захлебное давление колонны (и соответствующую мощность в баке) при 3-4 крепостях в баке. Причем в каждой точке - и при полном возврате и при штатном отборе. Нужно поднакопить экспериментальных данных, думаю, что сразу понятнее станет, что к чему.

Кстати, насчет стабилизации именно мощности. Уже не помню, то-ли Котище, то-ли SerjNSK предложил разумную идею. Берется маленькая сетевая лампочка от холодильника и фотодиод. Линейности у такой штуки не будет, но для стабилизации - вполне подойдет.

Можно измерять и разогрев резистора, то прийдеться учитывать изменения внешней температуры...

У меня мощность фиксирована, и, за счет увеличения теплопотерь, поток пара падает.Rudy, 28 Июля 10, 02:55

Финишные захлебы случаются не из-за неизменного потока пара, а из-за его увеличения, вызванного стабилизацией давления в кубе и снижением сопротивления насадки.
Кстати, позволь мне усомниться в том, что газовый нагрев стабилен.
Во-первых, давление в газопроводе нестабильно априори, включение одной горелки плиты уменьшает пламя на другой. Розжиг газовой колонки, даже у соседей, снижает пламя на плите очень заметно.
Во-вторых, около 50% тепла газовой горелки греют не куб, а воздух. Малейший свозняк увеличивает потери и снижает нагрев куба.

спиртуозность достигает более 90% после первых десятков сантиметров колонны - датчик нужно ставить именно снизу, что практически эквивалентно его установке в бакеRudy, 28 Июля 10, 02:55

Тогда что вызывает финишные захлебы? Я их отношу именно на счет осушения нижней части насадки.

по имеющимся данным видно, что это не случайный а закономерный процесс. Rudy, 28 Июля 10, 02:55

Я не о случайности процесса, скорее наоборот. Так как я считаю. что причиной финишных захлебов является осушение насадки в нижней части колонны, коррекция будет функцией кубовой температуры, зависящей от флегмоудержания насадки (а оно зависит от нагрузки по пару), степени её осушения, высоты осушенной зоны и от зависимости изменения сопротивления насадки от степени осушения. Эти параметры разные как для разных колонн, так и для каждой колонны при разных флегмовых числах и разных нагрузках по пару и флегме. Слишком много параметров, которые нужно учесть. на мой взгляд - как всегда - обратная связь будет более эффективной. А датчиком обратной связи может быть МРХ в насадке.

ввести коррекцию по температуре не в пример проще, чем городить верхний датчик давленияRudy, 28 Июля 10, 02:55

Я пояснил те сложности, которые вижу с коррекцией, поэтому на мой взгляд "городить" его совсем не сложно. Вваренный патрубок и два-три горизонтальных витка трубки от капельницы.

.. насчет стабилизации именно мощности... Rudy, 28 Июля 10, 03:03

Этот вариант не учитывает увеличения потерь тепла. А это достаточно весомая величина.

Кстати, позволь мне усомниться в том, что газовый нагрев стабилен.Игорь, 28 Июля 10, 03:20

Весьма стабилен. Это зависит от подводки, у меня она хорошая. Иногда бывают глюки, но крайне редко, это когда газовщики что-то крутят. Сквозняков нет. Мощность стоит весьма стабильно, я это вижу по температуре воды охлаждения дефлегматора.

Ты еще забываешь о том, что в процессе перегонки меняется ФЧ. А это тоже оказывает заметное влияние.

Я их отношу именно на счет осушения нижней части насадки.Игорь, 28 Июля 10, 03:20

Вот увеличение ФЧ и компенсирует это осушение. Т.е. при поддержании стабильного режима колонны регулировкой ФЧ осушения низа не будет. А вот объем флегмы вверху заметно возрастет, что, возможно, и приводит к захлебу.

Если бы было осушение, температура в этой зоне резко бы улетела вверх. Если она стоит - режим стабильный.

Этот вариант не учитывает увеличения потерь тепла. А это достаточно весомая величинаИгорь, 28 Июля 10, 03:20

По многим наблюдениям за колонной с разными попытками коррекции я пришел к выводу, что в моей колонне происходит почти идеальная автокомпенсация .

Мощность фиксирована, но эффективная мощность к концу снижается из-за теплопотерь. В результате, к концу, давление падает чуть не вдвое. Я пробовал по всякому его крутить, но, на мой взгляд, оптимально получается если ничего не трогать. Вот такая у меня замечательная колонна

Вот увеличение ФЧ и компенсирует это осушение. Rudy, 28 Июля 10, 03:49

но не изменит неравномерности смачивания

объем флегмы вверху заметно возрастет, что, возможно, и приводит к захлебу.

Давай с другой стороны. При равномерной и стабильной подаче пара подаче пара нагрузка колонны по пару постоянна - каждый джоуль тепла рождает практически одинаковый объем пара независимо от спиртуозности. А вот нагрузка колонны по флегме меняется - она уменьшается, причес уменьшается внизу. Наибольшая нагрузка колонны по флегме - это в начале процесса при работе на себя. Если поток пара не меняется, и при разгоне колонна не захлебывается, она уде не может захлебнуться никак - флегмы становится всё меньше и меньше. И меньше всего её в конце процесса. Значит при постоянном потоке пара никакое увеличение ФЧ вплоть до бесконечности не может вызвать захлеба.
А раз так, единственной причиной финишных захлебов есть увеличение потока пара. Всё очевидно. В конце флегмы внизу меньше, сопротивление насадки упало, а напряжение (давление) не изменилось. Что происходит, если при стабильном напряжении падает сопротивление? Растет ток.
Вот и происходит рост потока пара, вызывающего финишный захлеб.
Завтра весь день в дороге, еду в командировку. Будет время поразмыслить.

А пока никак не могу понять чем полезно снижение мощности в конце процесса. Ведь на нкоторых колоннах со стабилизацией кубового (именно кубового) давления происходит захлеб вследствие увеличения мощности нагрева. Если бы приток тепла не изменился, было бы лучше. Уменьшать его смысла нет, так как при прочих равных условиях нагрева и возврата флегмы, наиболее захлебоопасен режим работы на себя в начале процесса. Если в этом режиме колонна не захлебнулась, она захлебнуться уже не сможет. Повторю - при том-же притоке тепла.

эффективная мощность к концу снижается из-за теплопотерь. В результате, к концу, давление падает чуть не вдвое.

Давление к концу снижается не столько из-за теплопотель, сколько из-за снижения сопротивления насадки. Ты стабилизируешь не сопротивление, а ток. Сопротивление падает, вместе с ним падает и напряжение.

Действительно, пока эта тема имеет мало практического значения.После того, как несколько лет назад я начал стабилизировать кубовое давление, много коллег применили этот способ, и большинство довольны. Игорь223 перенес датчик давления выше, многие (и я тоже) повторили это, и тоже все довольны. Но всё равно, блин, не спится. Хoчется совершенства, а его пока не видно. Ты прав, Руди, надо поднакопить информации.

Давление к концу снижается не столько из-за теплопотель, сколько из-за снижения сопротивления насадки.Игорь, 28 Июля 10, 04:22

Я это и хотел сказать, но не сказалось. Действительно две причины. Но вот со снижением сопротивления насадки мне пока все сильно непонятно, нужно думать и экспериментировать.

Давай с другой стороны. При равномерной и стабильной подаче пара подаче пара нагрузка колонны по пару постоянна - каждый джоуль тепла рождает практически одинаковый объем пара независимо от спиртуозности. А вот нагрузка колонны по флегме меняется - она уменьшается, причес уменьшается внизу.Игорь, 28 Июля 10, 04:22

И вроде правильно, но и не правильно тоже. Состав пара идущий из бака изменяется, поэтому, при той же мощности, в начале колонны снижается и поток спиртового пара (а водяного растет). Причем существенно.

А сверху - он, практически, неизменен - отбор мощности от дефлегматора идет спиртом и мощность равна входной. Это возможно благодаря тому, что спиртовая компонента в верхней части колонны начинает быстрее рециркулировать - испарятся/конденсироваться на дефлегматоре - иначе не сойдется. И это и выравнивает поток спиртового пара в процессе истощения в баке.

Или растет ФЧ, но его роста недостаточно для компенсации изменения потока. Т.е. в колонне существенно меняется режим рециркуляции.

Тут очень много скрытых фокусов, иначе бы давно разобрались.

очень мне нравится, что у одной коровы (нагревателя) будет две доярки (датчика)Игорь, 28 Июля 10, 02:23

"Элементарно, Ватсон!" ©
Мощьность ТЭНа регулируется ПИД-регулятором.
С верхнего датчика берем интегральную компоненту, с кубового пропорциональную и диференциальную...
и все счастливы...

Можно измерять и разогрев резистора, то прийдеться учитывать изменения внешней температуры...Rudy, 28 Июля 10, 03:03

Я там же писал, что нужно стабилизировать перепад температур на концах теплопроводящего стержня.

единственной причиной финишных захлебов есть увеличение потока пара. Всё очевидно. В конце флегмы внизу меньше, сопротивление насадки упало, а напряжение (давление) не изменилось. Что происходит, если при стабильном напряжении падает сопротивление? Растет ток.Вот и происходит рост потока пара, вызывающего финишный захлеб.Игорь, 28 Июля 10, 04:22

Я бы уточнил, что происходит увеличение потока энергии, носителем которого является пар, что и вызывает захлеб.

Люди, вы как-то не хотите вдуматься. Еще раз скажу.

Пусть ФЧ-константа и фиксирована мощность бака.

Из бака в колонну идет поток пара (энергия примерно равна мощности) в котором доля спиртовой компоненты падает по мере истощения бака.

В дефлегматор идет поток спиртового пара энергия которого равна мощности нагревателя, посему поток спиртовой компоненты фиксирован.

Т.о. снизу поток спирта (и общая масса пара тоже!) падает, сверху - постоянен!

Значит в верхней части увеличивается скорость циркуляции так, что поток пара  постоянен. Это возможно только при увеличении доли возвратной флегмы - но!
1.ФЧ - константа!!!
2.Поток спиртового пара на дефлегматор - тоже!!!

Значит ускоряется рециркуляция в самой колонне или происходит что-то эквивалентное. На графике - потоки (массы) пара и флегмы (с тарелки на тарелку) и крепость пара при ФИКСИРОВАННОЙ мощности бака и крепостях в баке 5 и 10%об.

И еще хочется заметить, что постоянные условия в верхней части колонны сохраняются именно при фиксированнной мощности (без учета теплопотерь).

Люди, вы как-то не хотите вдуматься. Еще раз скажу.Rudy, 28 Июля 10, 15:33

Да люди уже давно вдамались, а ты вот только что, наконец то подтянулся...

постоянные условия в верхней части колонны сохраняются именно при фиксированнной мощности (без учета теплопотерь).Rudy, 28 Июля 10, 15:33

Наконец то! Вот оно истинное утверждение!!!
А отсюда следует, что на давление в кубе надо забить болт, ибо оно показывает полную лажу!
Нужен либо метод обеспечивающий получение "фиксированнной мощности (без учета теплопотерь)"!
Очень удобно это делать используя обратную всязь по перепаду давлений на маленьком участке в верхней части колонны, тогда стабилизация мощности включая потери произойдет сама.
Если пытаться мерить давление в кубе, то ничего хорошего не получится!
Мощность будет монотонно расти, вплоть до захлеба!

Вспомни, перепад давления на нижней части колонны мал и датчик в баке показывает, в основном перепад сверху. Посмотри на графике массу (поток) флегмы, а вблизи захлеба сопротивление очень круто зависит от ее потока. Поэтому все равно где ставить датчик.

датчик в баке показывает, в основном перепад сверхуRudy, 28 Июля 10, 15:54

Но длинна участка насадки, создающего этот перепад, меняется. Причем, зависит она от остаточной спиритуозности в кубе и от флегмова числа.
И либо придется давление в кубе умножать на недетерминированные коэфициенты, либо просто сравнить компаратором давление в верхушке колонны с некоторой константой.
Имхо второе существенно проще и обеспечивает гораздо более детерминированный результат.
А давление в кубе хорошо использовать для подавления колебаний в колонне как распределённой системе. Но для этого нужна только производная от кубового давления.

Ты снова не учитываешь еще одного - крайне сильной нелинейности паросопротивления от потока пара вблизи захлеба. Я как-то измерил зависимость давления в баке от мошности. При приближении к захлебу крутизна возрастает раз в 5, и это еще НЕ захлеб. Поэтому где бы ни стоял датчик, перед захлебом (именно ПЕРЕД) давление вырастет на десятки процентов и захлеба не будет. Ну если ты не экстремал и не работаешь в 1% от него.

Правда мощность у меня сам понимаешь..., газ, поэтому лучше бы кто-то повторил на ТЭНе, лучше с ЛАТРом - есть у Сергея 1972, может он поиграется.

И еще хочу сказать. Работать вплотную к захлебу вообще крайне вредно (увеличение ВЭТС при увеличении потока пара - Крель). На мочалках оптимальные параметры колонны (качество/производительность) получаются на, примерно, 30% от захлебного давления. На СПН - качество еще резче падает при увеличении потока, но на ней  я такой эксперимент не проводил. Думаю, что оптимум будет не выше 50%. А при таких уставках захлеба не будет никогда. Посему дискуссия о месте установки датчика имеет мало смысла.

Состав пара идущий из бака изменяется, поэтому, при той же мощности, в начале колонны снижается и поток спиртового пара (а водяного растет). Причем существенно.Rudy, 28 Июля 10, 05:25

Руди, от состава пара его скорость не зависит, мы это уже проходили дважды и выяснили, что молярная теплота парообразования у спирта и воды одинаковы, а значит 1 кВт нагрева рождает одинаковое количество пара на всём протяжении процесса.

Игорь, тут изменяется масса пара. А молярная теплота говорит только о его объеме. При изменении состава объем пара (при той же массе) меняется мало, но, при изменении массы, соответственно изменяется и объем.

Масса пара изменяется от 0.1 (5%) до 0.113(10%) (при той же мощнсти), массовая доля спирта в паре - от 0.321(5%) до 0.472(10%). Прикинь, может я и путаю чего, башка уже сегодня не варит.

На СПН - качество еще резче падает при увеличении потока, но на ней  я такой эксперимент не проводил. Думаю, что оптимум будет не выше 50%.Rudy, 28 Июля 10, 16:29

Хм... Вообще-то я проводил такие эксперименты. Только все не совсем так получилось, как ты пишешь.

Максимальная разрешающая способность колонны получилась (если память не изменяет) примерно на 2/3 от захлебного давления. Только ни о каких крутых характеристиках и речи нет. У меня получилось, что в диапазоне от 0.3 захлебного давления до практически захлеба, разрешающая способность колонны от давления практически не зависит, и эта цифирь 2/3 - скорее субъективная вещь вышла, чем объективная.  А вот от ФЧ разрешающая способность зависит, да еще как! Поэтому чем ближе мы будем к захлебу, тем больше окажется ФЧ при каком-то конкретном отборе, а соотв и разрешающая способность колонны будет выше.

ЗЫ эти эксперименты я проводил в самом начале, когда вычислял оптимальный режим работы колонны, и кроме этого, сравнивал работу колонны с тефлоном на стенках и без него.