Узел контроля отбора

Прекрасный форум, открыл для себя много нового и уже начал сбор собственной колонны. Но вот какой вопрос меня озадачил, везде упоминается о флегмовом числе, которое должно составлять 1/5, а как мне отобрать одну часть а четыре вернуть в колонну если я не знаю общие количество флегмы ? И пришла мне мысль сделать узел контроля количества флегмы.
Узел может быть снабжен подогревателем флегмы и смотровым окном, а также нужным количеством кранов. Что думаете по этому поводу ?

То есть вся флегма из дефлегматора должна отводится в этот узел а потом часть возвращается в колонну, а часть отбирается

Вопроса.
Зачем подогревать флегму, идущую в отбор?
Почему ты считаешь, что простым разводом флегмы по разному количеству одинаковых трубочек можно получить отбор, кратный количеству трубочек?
Это если в ведре просверлить одинаковые дырки в одном уровне, из них будет течь одинаковые потоки. Но у нас - другая ситуация. Поток зависит не только от ЭТИХ трубочек, а от гидравлических сопротивлений линий возврата и отбора и от перепада давления в этих линиях. Будь уверен, что и сопротивление и перепад давлений будут разными.
Не забывай, что ФЧ=4 нужно только во время основного отбора. Не знаю как у кого, у меня отбор голов с ФЧ=20 и "непропускание" хвостов с ФЧ=10-20 занимают в сумме примерно такое-же время, что и отбор тела с ФЧ=3-4.

Была, кстати, уже тема о дефлегматоре с фиксированно-изменяемым ФЧ, но эксперименты дали только один результат - понимание того, что это не нужно.

Зачем подогревать флегму, идущую в отбор?
Игорь, 25 Июня 09, 01:42

Чтобы не возвращать в колонну холодную флегму.

Почему ты считаешь, что простым разводом флегмы по разному количеству одинаковых трубочек можно получить отбор, кратный количеству трубочек?

трубочки очень тонкие (например игла от шприца) и для того чтобы пропустить весь поток флегмы должно быть задействовано определенное количество трубок, а это приведет к подъему уровня в основном резервуаре и как следствие флегма потечет как в колонну так и в отбор по разному количеству трубок.
Магистрали отвода флегмы и отбора сделать с большой пропускной способностью, чтобы избежать влияния гидравлического сопротивления.
По поводу регулировки ФЧ, можно дополнить узел таким коромыслом с поршнями которые будут перекрывать и открывать определенное число трубок, хотя это значительно усложняет конструкцию и наверное можно это реализовать с помощью золотниковой системы.
Узел отбора с фиксированым ФЧ был не достаточно совершенным так как флегма может течь не равномерно по всем стенкам (колонна установлена не по отвесу, стенки в дефлегматоре отлаждены по разному)

Ясно, что возвращать холодную флегму не хочется. Но  - повторяю - зачем греть конденсат, который мы отбираем? Его нужно охлаждать, а не греть. Сразу после деления он идйт в холодильник. Только нагрели - и сразу охлаждаем. Нехорошо.
Кроме того, зачем переохлаждать флегму в дефлегматоре, а потом греть в делителе флегмы? Ведь лучше её правильно охлаждать.

По поводу уравнивания гидравлических сопротивлений отвода в возврат и отбор - тоже не выход. В конце линии возврата флегмы есть избыточное давление, которое мешает выходу флегмы, а на отборе этого избыточного давления нет.
Трубка отбора опущена к ёмкости, и при заполнению трубки  жидкостью сифонный эффект будет создавать разрежение и подсасывание флегмы.
Очень тонкие иглы распределения будут забиваться, а добраться до них для прочистки сложно.
Как и в случае дефлегматора с разделяемым потоком конденсата, негоризонтальность трубок будет искажать потоки.

И вообще, сам подход - заблуждение. И виной ему - одна недобросовестная НЕНАЗЫВАЕМАЯ фирма, которая в своей халтурной методичке написала, что ФЧ должно быть 4, и все за ней это повторяют.

Я утверждаю иное. Никто не может знать какое флегмовое число необходимо и достаточно на данной колонне в данный момент времени, на данном этапе ректификации, при данном содержании примесей, при данной мощности нагрева и гидравлическом сопротивлении насадки. Поэтому устанавливать ФЧ с помошью шприцово-золотниковой системы с отводящими линиями бессмысленно.

Только колонна может сказать тебе о том, не превышен ли допустимый уровень отбора. Как? Да очень просто. Если температура в насадке выше 10-15 теоретических тарелок не меняется, значит отбор не превышен и ФЧ находится на допустимом уровне. Если же температура в насадке поползла вверх, знапчит отбор великоват (фч мало), и нужно уменьшить интенсивность отбора, тем самым увеличивая ФЧ.

Если даже реализовать многоигольчатого ёжика с золотниками, если попытаться учесть и скомпенсировать все мешающие факторы, всё равно с точность поддержания ФЧ не будет лучше 20-30%.
Не худшую точность можно получить простым расчетом. Поток пара находится в прямой зависимости от подводимой энергии. При нефанатичном утеплении куба поток спирта в дефлегматор составляет чуть больше 4-х литров в час на каждый киловатт мощности нагрева. Поэтому для получения ФЧ на уровне 4-х можно отбирать литр в час при киловатте в кубе.
Может так проще?
Как провести более точный расчет ФЧ и практическую проверку результатов этого расчета можешь посмотреть в теме "Определение флегмового числа"
[Определение флегмового числа]

А можно стекляшку поставить и через нее смотреть на возвращаемую флегму. А  по поводу минимальности ФЧ у меня в букваре немного не так. ФЧ оптимально, если после резкого ПРЕКРАЩЕНИЯ отбора температура не ползет ВНИЗ в течении 2-3 минут.
Можно определять и так, как Игорь написал, но для понимания правильности нужен довольно приличный практический опыт.
А по букварю - там вариантов нет. Выставил отбор желаемый, дождался стабильно стоящих показаний термометра в дефлегматоре, закрыл до нуля отбор. Подождал, если все стоит, то вернул назад и свободен.
Примерно так...

игорь223, (это я скорее не для тебя пишу, а для тех, кто пока не в курсе). Способ несомненно правильный, но у него такая особенность. Определив, что температура не растёт, ты уверен, что отбор в данный момент не избыточен. А насколько он меньше максимально допустимого, ты не узнаешь, пока не сделаешь еще несколько попыток. Кроме того, в ходе ректификации максимально допустимый отбор снижается, и отбор, нормальный при температуре в кубе 87 градусов, будет завышенным при температуре в кубе 92 градуса.
Я много наигрался и со старт-стопом, и с плавным изменением отбора, и пришел к такому выводу.
Для поддержания отбора на уровне, обеспечивающем максимальное разделение, и в то-же время был максимально возможным, способ старт-стопа является наиболее приемлемым. Для его реализации достаточно отрегулировать температуру стопа на 1/10 выше той, которая устанавливается в дефлегматоре при работе "на себя". Отбор при этом нужно установить по возможности повыше, но так, чтобы стоп в начале отбора тела не происходил. Тогда по мере ректификации "стоп" не даст флегмовому числу стать меньше, чем позволяет колонна и кубовая спритуозность , но при этом отбор всегда будет максимально допустимым.

При наличии старт стопа - да, именно так и надо. Но по ленности я делаю как привык - поставил 700мл в час и пусть себе капает. Можно поставить небольшой эксперимент. Замерить при твоем способе величину среднего отбора за весь прогон (отобранные литры разделить на полное время до останова)- и выставить эту величину отбора сначала.
И сравнить время такой ректификации с твоим. Думается мне, разница будет крайне невелика - процентов десять, наверное. А если отбор еще чуть уменьшить, то тогда можно рекомендовать эту величину для работы на такой колонне без автоматики даже.
Короче офтоп это для этой ветки, а ветка ИМХО никчемная. Нет смысла городить огород там, где все довольно просто...

Почему никчемная? Обсуждение, обмен идеями, пусть не всегда внедряемыми, всегда полезен.

Я согласен что узел получился достаточно сложным, но ведь можно придумать как это сделать гораздо проще. Существующий сейчас способ определение ФЧ сравним гаданию на кофейной гуще, а точнее гаданию по скорости остыванию куба и куче датчиках которыми облеплена колонна, каждый из которых имеет свою погрешность и в большой степени зависит от температуры на кухне и от ширины раскрытия форточки. Разве не проще иметь один надежный инструмент и по нему судить о количестве образующийся флегмы и соответственно устанавливать необходимый в данный момент отбор.

Alex-san, как-раз гаданием на кофейной гуще предлагаешь заняться ты.
Допустим, ты каким-то путём построишь этот "один надежный инструмент" и сможешь менять флегмовое число с точностью до восьмого знака после запятой, но фули толку? Попытка угадать какое флегмовой число сейчас нужно для нормального отбора и есть гадание. Необходимое значение зависит не только, как ты пишешь, "от температуры на кухне и от ширины раскрытия форточки", но и от многих других непрерывно меняющихся факторов, о существовании которых ты даже не догадываешься.
Мы с тёзкой 223 используем метод, когда само "флегмовое число" нас мало волнует. Это не цель, а характеристика. Мы устанавливаем отбор, который не избыточен при совокупности всех условий процесса, о влиянии которых мы знаем или не знаем. Мы измеряем температуру тела.

Аналогия полная. У здорового человека температура под мышкой не меняется от "ширины открытия форточки" и может в разные дни составлять разное значение. Но если эта температура за час выросла на 5 десятых, говорят, что человек болен.
Так же и в моём варианте автоматизации. Если стабильная до того температура вдруг поползла вверх, значит стабильность нарушена, количество попадающего в колонну спирта превышает количество отбираемого из узла отбора, и нужно уменьшить отбор. Если после этого температура вернулась к прежнему значению, значит "больной выздоровел, и можно попытаться отбор увеличить. Если же температура к прежнему значению не возвращается, значит всё, финита, больной скончался... то есть спирта больше нет и процесс нужно заканчивать. Ничего, кроме сивухи, из узла отбора не получишь. Какое при этом будет флегмовое число в любой момент времени, нас не чешет. Ничуть. Оно как раз такое, которое обеспечивает необходимое разделение при максимальном отборе. В начале отбора тела это примерно 2 - 2,5, затем постепенно растёт к половине количества спирта до 5-5, а к концу отбора вырастает до бесконечности. Само. Автоматически.


Что предлагаешь ты? Установить какое-то супер-точное флегмовое число и менять не по необходимости, не по просьбе колонны, а по своему пониманию?
Готовь получить хвосты во всём их многообразии. Ты - возможно (хоть и сомнительно) - получишь точное значение флегмового числа, и - несомненно - вечный геморрой с проникающими в отбор хвостами. Если знание флегмового числа для тебя важнее качества получаемого спирта, я напрасно трачу такое количество букв. Дерзай! Делай чудо-прибор, который сначала переохладит флегму, потом нагреет её непонятно до какой температуры, а потом снова будет охлаждать спирт, идущий в отбор. Более нелепого варианта еще не обсуждали. Потом сделай десяток золотников, которые неизвестно как неизвестно насколько откороются, и всё для того, чтобы знать (или надеяться), что флегмовое число составляет ровно 4.257, но не иметь ни малейшего понятия хорошо это или плохо, и что делать дальше.

Удачи!
Всё. Аргументы у меня закончились.

Игорь, не ругайся, я просто хочу все понять,  меня почему то пугает тот факт, что в колонне что то льется, а сколько "этого" там льется неизвестно точно. Но если ты говоришь что режим работы колонны сразу можно определить по термометру на 2/3 колонны, то доверюсь твоему бесценному опыту.
И позволь задать еще один вопрос который меня сильно беспокоит. Пристеночный эффект, насколько он страшен и если да не стоит ли тогда помещать в колонну какие то приспособления (например что то вроде воронок или колец) чтобы отводить флегму от стенок колонны?

гипербола: в нашем организме мы не меряем поток крови по сосудам, которая несет клеткам питательные вещества и уносит отходы... мы нашли неплохой индикатор - температура тела... так и в колонне - надо найти критерий оптимальности

ПС: пристеночный эффект будет зависеть от - диаметра колонны, скорости пара в ней, типа насадки и ещн кучи факторов... влияние его можно измерить - если испытать одну и ту же колонну в двух вариантах и сделать выводы

пристеночный эффект будет зависеть от - диаметра колонны, скорости пара в ней, типа насадки и ещн кучи факторов... влияние его можно измерить - если испытать одну и ту же колонну в двух вариантах и сделать выводы
P-Alex, 25 Июня 09, 22:41

это понятно, а как бороться ?

это понятно, а как бороться ?
Alex-san, 25 Июня 09, 23:06

перефразирую... возможно пристеночный эффект уменьшает эффективность колонны на 5 процентов, а возможно на 20... иногда бывает проще увеличить длину колонны на 10 см, или просто забить на это, чем сооружать воронки или кольца.. и причем посоветовать однозначно в этом случае что то трудно.. у каждого своя колонна, насадка, диаметр и засады

Да что же за пессимизм такой кругом, где дух исследований и инноваций? Зачем нам лопата, у нас палка-копалка есть...

Пристеночный эффект рождается охлаждением стенок колонны, то есть теплопотерями. Причем именно теплопотелями куба, а не колонны. Вред от него в том, что нижняя часть колонны перегружена флегмой, и захлёб происходит раньше, чем мог бы произойти. То есть теряется производительность. Кроме того, по стенкам флегма стекает быстрее, чем по насадке, легкокипящая флегма быстро стекает вниз, в зону горячих компонентов, резко вскипает, устремляется вверх и своим потоком выносит ближе к дефлегматору те фракции, которым там пока не место. То есть ломается режим работы колонны и снижается её разделение. Так что мнение о том, что дикая флегма увеличивает флегмовое число - заблуждение.

Но для оценки воздействия дикой флегмы нужно понимать, что теплопотери при нефанатичной изоляции составляют весьма незначительную величину от парового потока. Теплопотери моей нынешней колонны (не куба!) составляют 30-40 ватт. Мощность теплового потока в колонне - 1500 ватт. На возврат флегмы работает приблизительно 1200 ват, значит доля дикой флегмы составляет около 3-х%. Меня эта величина не пугает.

Если колонна в диаметре будет вдвое меньше, теплопотери уменьшатся  раза в полтора, а тепловой оток - в 4 раза, значит доля дикой флегмы достигнет примерно 10%, а это уже повод для беспокойства. поэтому особенно тщательно нужно изолировать колонны меньших диаметров, а колонны диаетром меньше 15-20 мм избегать вообще.
Не нужно забывать, что кроме поперечных(через теплоизоляцию) потерь есть еще потери тепла вдоль колонны - от куба к охлаждааемому дефлегматору. Поэтому если применяется не димрот, а рубашечное охлаждение, нужно задуматься об изоляции дефлегматора от колонны и избегать переохлаждения флегмы. Кроме того, стоит избегать больших (больше 1,5-2мм)толщин стенки трубы.

Да что же за пессимизм такой кругом, где дух исследований и инноваций? Зачем нам лопата, у нас палка-копалка есть...
Alex-san, 25 Июня 09, 23:58

Исследования сделаны, инновации частично отвергнуты, частично применены. Много идей опробованы и внедрены. Шишек полная башка. От грабель, по которым прошлись.
Ты тянешь назад, на те-же грабли. А мы тебя останавливаем. Но ты всё равно рвёшься. На грабли.
И поверь, первые 10 идей, которые придут тебе в голову, лучше не озвучивать. По крайней мере пока не проведешь первую ректификацию. Удачную или неудачную.

Да что же за пессимизм такой кругом, где дух исследований и инноваций? Зачем нам лопата, у нас палка-копалка есть...
Alex-san, 25 Июня 09, 23:58

фигасе палка копалка... у нас уже некоторые вакуумно-ректифицируют ...

Игорь, вроде все по честному - раздел "Технология-  Для новичков  -Узел контроля отбора"

Alex-san, ты бы почитал форум внимательно, а не поверхностно. На этом вопросе столько копий сломано... А ты не удосужившись прочитать в дцатый раз предлагаешь решение, которое уже много раз не только обсуждалось, но и опробывалось, и было отвергнуто как нерабочее. Игорь тебе просто подвел резюме под многочисленными опытами.