Диаметр насадочной колонны, размер насадки и оптимальность их соотношений

Последнюю неделю вожусь усиленно с колоннами ХД3 с разной насадкой. СПН имеется ввиду.

Ну так вот, беру к примеру короткую царгу, насадочная часть 500мм, Двн 40мм.
Насыпаю насадку от Селиваненко, тройку.
Уверенный захлеб при 1400Вт, работает на 1300Вт стабильно, ставлю отбор 1500мл/час, получаю 95,8% спирт.

Пересыпаю на четверку.
Работает на 1900Вт, захлеб примерно на 2100-2200Вт. Ставлю отбор 2350мл/час. Получаю спирт крепостью 95,1%

Обсуждение на тему оптимальности начиналось насколько я помню тут,
[Давление. Точки над i]
где то посреди ветки, на четвертой/пятой страницах....но спорили тогда в другом ракурсе - о давлении, потому до логического конца не довели.

П.С. Имел сегодня крайне интересный разговор с Селиваненко, но пока пересказывать не хочу - нет времени и хотелось бы услышать мнение форума.

Вкратце, дилемма такова - чем плотнее насадка, тем выше разделяющая способность колонны, но меньше производительность по спирту (испарению, в первую очередь, и отбору соответственно). Чем менее плотная насадка - тем большая нагрузочная способность и выше ТТ.
Есть подозрение, что функция зависимости производительности от вида насадки имеет экстремум....вот только как он определяется, ггг?

выше ТТигорь223, 25 Февр. 11, 17:39

Имеется в виду ВЫСОТА ТТ?

как он определяетсяигорь223, 25 Февр. 11, 17:39

Думаю, экспериментально.

V_B, конечно.

Kotische, экспериментально конечно же можно, чем я сейчас и занимаюсь, блядь -  уже неделю торчу у колонн с железками(((

Но  думается - общий принцип можно попытаться теоретически вычислить.

Еще раз -

чем выше мощность, тем бОльшее количество спирта испарится в единицу времени, тем бОльшее "количество" тепломассообменных процессов произойдет в ту же единицу времени.

С другой стороны - чем реже насадка, тем меньшая площадь поверхности тепломассообмена, и тем ментшее "количество" тепломассообменных процессов...))) уменьшается количество ТТ при росте производительности.

Косвенный вывод, кстати, довольно очевиден - если важна минимальная высота девайса - делаешь толстую колонну с мелкой насадкой, и наоборот)))

Второй вывод - можно делать крупную относительно насадку (дешево), и работать при пониженной от предзахлеба мощности - уменьшая высоту ТТ.

Ну и далее, вариаций много, от отбора голов на пониженной мощности до...впрочем, я не о том.
Это все качественные рассуждения....как бы их перевести в количественные - вот в чем заковыка(((

Имел сегодня крайне интересный разговор с Селиваненкоигорь223, 25 Февр. 11, 17:39

А об этом разговора не было?
[сообщение #11358191]

Есть подозрение, что функция зависимости производительности от вида насадки имеет экстремум....вот только как он определяется, ггг?игорь223, 25 Февр. 11, 17:39

имхо зависимости линейные либо близкая к линейной. плотность насадки + диаметр царги можно рассмотреть как дроссель в жидкостной или газовой среде . к примеру - дроссельная заслонка в карбюраторе . от её положения (в нашем случае плотности насадки) зависит количество воздушно-бензиновой смеси в единицу времени попадающее в камеру сгорания.
исходные данные ты привёл - диам. насадки - 40мм  S=12,5см2 , производительность - 1,5 л/ч.
при той же длине насадки и диаметре  80мм S=50,2см2 производительность возрастёт до (50,2/12,5)*1,5=6,04 л/ч имхо .
что касается подводимой мощности - не уверен в аналогичном подходе , может Kotische прикинет.
разумеется с большим диаметром трубы нужен иной узел возврата флегмы - не трубочка в центре царги  а рассеиватель для равномерного орошения насадки.

Косвенный вывод, кстати, довольно очевиден - если важна минимальная высота девайса - делаешь толстую колонну с мелкой насадкой игорь223, 25 Февр. 11, 18:18

вот и я к этому склоняюсь - сделать невысокую колонну около метра с дефлегматором . нашёл для этого основу - труба серии TI для дымоходов из нержавеющей кислотостойкой стали AISI 304 диаметром 80мм. у нас продаётся сие в магазинах типа "всё для бани".
http://www.maestro.ru/vcd-3309/catalog.html

Как продвигаются эксперименты?
А так же - какой же вариант дефлегматора брать для такой толстой трубы (80мм). Та же внешняя колба от термоса приведет к заужению.

пока мысли вслух , возможно академики обоснуют бесперспективность затеи .
термос в виде дефа отдыхает . спиральный деф в ту же трубу из нержгофры например. но это тема не по профилю поста.

На таком большом диаметре нужно хорошо заморочиться с системами равномерно распределения флегмы. Опять же мощность просчитать подводимую, для получения потребной скорости пара в колонне.

SerjNSK, Тут уже тарелки будут рулить,БК наверно проще применять?

ЗмияЛов, Вряд ли с чашками получиться получить разделение лучше чем с СПН. Вот то что дешевле- это да. 4 литра мелкой СПН нифига не дешевы будут.

SerjNSK, Но уже есть наработки по отделению голов,а остльное можно и на нормальной колонне разделить.?

SerjNSK , ЗмияЛов это уже флуд по теме ветки , может перенести?
вроде как я затеял.

игорь223,  для каждого вида насадок есть своя допустимая скорость пара.
чем выше скорость пара тем выше должен быть столб насадки в колонне соответствующий одной тарелке. поэтому я и использую камни в качестве насадки. хрен с ней (с производительностью), зато получаю максимальную разделительную способность при ограниченной высоте.
если интересует, то можно в книгах найти инфу по этой теме.

Это все качественные рассуждения....как бы их перевести в количественные - вот в чем заковыкаигорь223, 25 Февр. 11, 18:18

тебя интересуют  формулы?

Серж 1, если честно, то да, интересуют. А может, и нет.
Я счас настолько загружен, что инфу воспринимаю как то фрагментарно - ну примерно как роженница))))

Тут дело именно в оптимуме, а не в жертве одного в угоду другому, понимаешь о чем главная мысля)))

……….Тут дело именно в оптимуме, а не в жертве одного в угоду другому, понимаешь о чем главная мысля))) игорь223, 28 Февр. 11, 14:53

Посмотрите по ссылкам. Может Лукерченко В.Н. знает, как оптимизировать......надергал буковок для интереса.....

Вот от сюда цитата:
[сообщение #29830]
325. Ректификация спирта в многотрубных колоннах. Лукерченко В.Н. // Пищ. пром-сть.-2000.-N 6.-С. 54-55.-Библиогр.: 7 назв. Шифр П3007.
ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ; ОЧИСТКА; ОБОРУДОВАНИЕ; ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ; УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ; ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ; КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ; ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА; РФ; РЕКТИФИКАЦИЯ
Проведены специальные теоретические и экспериментальные исследования эффективности спирально-призматической насадки Левина на водно-спиртовых смесях, чтобы учесть их вязкость, плотность и величину поверхностного натяжения. Полученные результаты были использованы для оптимизации формы и размеров элементов ячейки нерегулярной насадки. Оптимизирование насадки и правильный выбор режимов работы ректификационной колонны позволил увеличить ее диаметр с 150 мм до 300 мм без заметного снижения качества получаемого продукта…………

Вот от сюда цитата:
http://ru-patent.info/20/90-94/2090237.html
ЭЛЕМЕНТ НАСАДКИ ДЛЯ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ – патент РФ
Автор(ы):   Янушкевич В.А.; Лукерченко В.Н.; Лапин А.А.
…………
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому техническому решению является спирально -призматическая насадка Левина [3] представляющая собой спираль, навитую на поверхность, имеющую форму трехгранной пирамиды.
Однако такие элементы насадок также обладают отмеченным выше недостатком недостаточно развитой поверхностью, что ограничивает их возможности при проведении процессов массообмена.
Указанные недостатки устраняются в элементе насадки для ректификационной колонны, выполненном в виде призмы или усеченной пирамиды, образованной проволочными витками,...... тем, что каждый виток элем.......

Сущность изобретения поясняется чертежами, где......
.....
Вершины первого витка  выполненного в виде незамкнутого четырехугольника, расположены на окружности меньшего радиуса, а вершины второго витка ……………. расположены на окружности большего радиуса, т.е. при переходе от предыдущего витка к последующему радиус описанной окружности увеличивается таким образом, что вершины всех n-угольных фигур будут находиться на боковой поверхности усеченного конуса (изображен на фиг.1 штриховой и штрих-пунктирной линией)……..


Элементы насадки изготавливают следующим образом………………Поворот каждого последующего витка на угол ϕ обеспечивается соответствующей настройкой механизма (скоростью вращения, натяжением проволоки и другими факторами).
Шаг витков регулируется для того, чтобы обеспечить образование устойчивой пленки (благодаря капиллярному действию) по всей поверхности каждого элемента насадки.
Использование предлагаемых элементов насадки по сравнению с известными позволяет, с одной стороны, повысить число "теоретических тарелок" в ректификационной колонне в 1,2 1,3 раза при той же высоте колонны, а с другой стороны, уменьшить высоту колонны на 20 30% при одинаковой эффективности предлагаемой и известной насадок.
……..

чем плотнее насадка, тем выше разделяющая способность колонны, но меньше производительность по спиртуигорь223, 25 Февр. 11, 17:39

так и есть. Это уже проверено не одной колонной.
... Один из наших форумчан, которому я отсылал СПН, имел возможность в этом убедиться воочию.
Вначале засыпал насадку в сухом виде (тройку с малым углом...), как я ему и говорил - слоями постукивая дном колонны об пол и поворотами (кручением) царг в разные стороны. Утрамбованность таким образом была оптимальной, разделение и крепость была ожидаемой.
Позже он решил увеличить производительность колонны пересыпав насадку заново но без уплотнения. Результат сразу же не понравился... Вернулся к проверенному способу.
Еще две колонны тоже работают ИМЕННО с уплотненной насадкой, т.к. перед их настройкой я убедился в таком же постулате - свободно лежащая насадка, или насадка, уплотненная постукиванием грузиком сверху, дает не только плохой результат по разделению, но и имеет эффект плавающего давления.
В чем "секрет" уплотненной покручиванием с постукиванием? - ответ прост: при таком способе калачики насадки не сминаются от груза, не придавливаются в положении, как ее бросили, а ИМЕННО становится на те места, где есть для нее пространство. Т.е. выходит равномерно уплотненная с максимальной стабильной величиной по всей колонне. А это и требуется для правильной работы РК.

Гонево,
Херня.
При уплотнении постукиванием нижние слои по любому будут плотнее верхних,как ты не крути.

...да пусть называется не только херней! - когда уплотнил таким образом (херовым ), ложи колонну на бОк, и туда-сюда покрути ее, дабы насадка распределила и свою массу, и не было разнообразия уплотнения.
...да РУЛИТ "херня", рулит. Разделяет и дает продукт, а не сурогат

В бОльшем уплотнении внизу колонны есть определенный смысл - ведь верхняя часть намного более нагружена флегмой, чем нижняя. Именно поэтому верхнюю царгу в некоторых специфичных применениях имеет смысл набивать более крупной насадкой.
Так что метод пристукивания,на первый взгляд, имеет вполне обоснованное право на существование...