холодная (с рекуперацией) вакуумная дистилляция

Kotische, про BLDC мотор. В моем понимании практики еще очень много вопросов, и про расположение BLDC мотора это одни из основных. Но как-то бы добазариться с теорией, а то пока чуствуется непонимание теории метода.

все таки надо как-то определиться с температурой после турбины.
предлагаю рассматривать турбину как очень маленький поршень с охеренной частотой цикла.

Прекращаем откачку сторонним насосом.VitS, 11 Апр. 17, 22:02

Нет, работу "стороннего насоса" (он же насос, откачивающий дистиллят) не прекращаем, потому что он создает основу вакуума, а быстро работающий турбинный необходим для "дожатия вакуума" и переноса разреженных паров в теплообменник, где пары охлаждаясь концентрируются и конденсируются. На этом миссия турбины закончена. Конденсат на входе отсасывающего насоса находятся под давлением "частичного вакуума", не достаточного для его кипения и даже интенсивного испарения. Для наглядности общей картины можно нарисовать эпюру ожидаемых(приблизительных) давлений.

VitS, я так понял у тебя богатый опыт работы с подобного рода установками и в четком формулировании наукообразных построений.
Поэтому я обеими руками (и всеми четырьмя лапами) за.
Давай обсуждать последовательно.

nidmalbor, извини, но ты пока не понял в полной мере метод. Давай завтра опять по полочкам.

Добавлено через 1мин.:

Kotische, все гонят спать. до завтра.

nidmalbor, основная функция турбины - борьба со вторым началом термодинамики.
Согласно второму началу термодинамики тепло может передаваться только от горячего к холодному.
В нашем случае турбина заставляет тепло передаваться от холодного к горячему, именно на преодоление закона неубывания энтропии и тратится электроэнергия.

Добавлено через 7мин.:

предлагаю рассматривать турбину как очень маленький поршень с охеренной частотой цикла.VitS, 11 Апр. 17, 23:12

Аналогия понятная, но не факт что адекватная.
Турбина будет значительную часть энергии передавать в виде скоростного напора, а не повышения температуры.
Тут нужно очень акуратно подумать, ибо вопрос не тривиальный.

- откачиваем (понижаем давление) и наступает момент испарения (кипения). Прекращаем откачку сторонним насосомVitS, 11 Апр. 17, 22:02

А вот в рубашке на поверхности температура-то 24°С и при 8 кПа наш пар с 55%об АС конденсируется отдавая теплоVitS, 11 Апр. 17, 22:02

И долго будет длиться эта конденсация? И что будет поддерживать эти 8 кПа? Придется постоянно гонять этот "сторонний насос". Но ведь он должен что-то куда-то откачивать, на сторону! Вот я и пытаюсь объяснить то, что сам понял не сразу. Этим "сторонним" как раз должен быть откачивающий дистиллят вакуумник, подключенный ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО с турбиной(но после теплообменника). Находящаяся в нём жидкость не помешает ему создавать необходимые ~-90 кПа. А с другой стороны (на выходе) - уже атмосфера. У Игоря223 что создаёт вакуум для кипения при 45°С?

В нашей установке закипит при 20°С.
А то "свободно стекать...", ага в дырочку!

основная функция турбины - борьба со вторым началом термодинамики.
Согласно второму началу термодинамики тепло может передаваться только от горячего к холодному.
В нашем случае турбина заставляет тепло передаваться от холодного к горячему, именно на преодоление закона неубывания энтропии и тратится электроэнергия.Kotische, 11 Апр. 17, 23:25

А я что, возражаю? Будем бороться. Но я тоже правильно описАл процесс. С другой стороны. Природу света, например, правильно описывают две разные теории - волновая и корпускулярная.
Элементы пельтье тоже работают против энтропии, но вместо турбины их не поставишь.

И долго будет длиться эта конденсация?nidmalbor, 11 Апр. 17, 23:32

Пока работает турбина.

Элементы пельтье тоже работают против энтропии, но вместо турбины их не поставишь.nidmalbor, 12 Апр. 17, 01:03

Поставить можно легко!
Только КПД у них фиговый.

Пока работает турбина.Kotische, 12 Апр. 17, 01:18

Эксперимент нас рассудит.

И долго будет длиться эта конденсация? И что будет поддерживать эти 8 кПа? Придется постоянно гонять этот "сторонний насос". Но ведь он должен что-то куда-то откачивать, на сторону! Вот я и пытаюсь объяснить то, что сам понял не сразу.nidmalbor, 11 Апр. 17, 23:32

Мое мнение, что не понял. Как и договаривались давай по полочкам, посмотри на картинку и представь, что каким-то образом (который на картинке не нарисован) мы сделали подержание указанных параметров. Что будет происходить думаю если возьмешь тот-же калькулятор Руди разберешься.

А вот далее подумай, что будет в динамике, если естественно 10%АС будут убывать.

Будет убывать жидкость в ёмкости слева, следоательно объём пара над жидкостью увеличиваться, и вакуум ещё более усугубится? Неожиданное заключение. А почему тогда при традиционной перегонке под частичным вакуумом насос периодически приходится включать? При таком кипении вакуум падает.

Может быть небольшой нюанс с откачкой остаточного воздуха. Если в системе останется воздух - КПД телового цикла упадёт.

Добавлено через 2мин.:

почему тогда при традиционной перегонке под частичным вакуумом насос периодически приходится включать?nidmalbor, 12 Апр. 17, 12:14

Причин четыре:
1.Негерметичность системы.
2.Инжекционные перемещения остатков воздуха по системе.
3.Желание продолжать перегонку при постоянной температуре, не взирая на падение спиритуозности.
4.Выделение брагой при кипении неконденсируемых газов, например сероводорода.

Третье это само собой. А если первые две причины "исключить", что при кипении вакуум не будет "теряться"? Я так думаю наоборот, его место ("пустоту" ) будут занимать пары (все более).

объём пара над жидкостью увеличиватьсяnidmalbor, 12 Апр. 17, 12:14

ну правильно, давай совсем на цыпочках.
Увеличение объема пара приведет к подъему давления слева. Значит стало 4 кПа + пиписька. А турбина то дает нам перепад 4 кПа. И следовательно справа 8 кПа + пиписька. Добавка пиписьки справа увеличит конденсацию на пиздюльку. Одновременно увеличение объема пара слева приведет к увеличится потока пара через турбину и следовательно количества энергии прекачиваемой турбиной, но к снижению температуры слева, И эта энергия в конечном счете вернется налево. И не забудь к энергии пара добавить энергию (тепло) от работы турбины. Так что глядишь не взлететь-бы.
Конечно природу не описать дискретой в полной мере, но приблизительно.




Добавлено через 7мин.:

А если первые две причины "исключить", что при кипении вакуум не будет "теряться"?nidmalbor, 12 Апр. 17, 12:33

Вот здесь и ответ на вопросы всех практиков не желающих обсуждать теорию. Да, вакуум не будет "теряться" теоретически, но практики это не замечают и следовательно не верят в подобное.

Так что глядишь не взлететь-бы.VitS, 12 Апр. 17, 12:37

Ну совсем взлететь не получится.
КПД теплового цикла не бесконечен, в фирменных фреоновых кондиционерах он 4-6, вряд ли в нашей установке получится получить больший КПД.
Против нас будут работать энергия связи моллекул  спирта и воды, тепловое сопротивление рубашки, аэродинамические потери в трубопроводах, аэродинамический КПД турбины...

КПД теплового циклаKotische, 12 Апр. 17, 13:06

Вот опять хорошая тема. Я не совсем с тобой согласен когда упоминается КПД и тепловой цикл. Надо обменяться мнениями. Буду набирать и добавлять.

КПД теплового цикла - неправильный термин.
Точнее в данном конкретном случае можно подразуметь под КПД теплового цикла отношение реально переданной энергии к максимально теоретически возможным количеством энергии при заданных граничных условиях.

Имелись в виду коэффициенты EER и COP:

Энергоэффективность кондиционера, коэффициенты EER и COP

Энергоэффективность кондиционера - коэффициенты EER и COP
Энергоэффективность кондиционера определяется тем, во сколько раз его мощность охлаждения выше потребляемой мощности. Коэффициент, равный отношению двух этих параметров называется EER (Energy Efficiency Ratio). Другой коэффициент — COP (Coefficient of Performance) показывает эффективность работы кондиционера в режиме обогрева и равен отношению мощности обогрева к потребляемой мощности. Значение коэффициента EER бытовых сплит-систем обычно лежит в диапазоне от 2,5 до 3,5, а COP — от 2,8 до 4,0 (у современных инверторных моделей ERR и COP могут достигать 4,5–5,0). Можно заметить, что в среднем значение COP больше, чем EER. Это связано с тем, что в процессе работы компрессор нагревается и передает избыточное тепло фреону, поэтому кондиционеры выделяют тепла больше, чем холода. Этим фактом иногда пользуются производители, указывая в рекламе только коэффициент COP для подтверждения высокой энергоэффективности своих сплит-систем.

Чтобы покупателям было легче сравнивать энергоэффективность разных моделей, для кондиционеров, как и для остальной бытовой техники, была введена шкала энергоэффективности, состоящая из семи категорий, обозначаемых буквами от A (лучшей) до G (худшей). Кондиционеры категории G имеют COP < 2,4 и EER < 2,2, а категории A — COP > 3,6 и EER > 3,2.

http://www.rfclimat.ru/htm/con_ft.htm

Kotische, я нисколько не сомневаюсь, что разбираешся и в КПД и в КОП, но раз уж набрал текст то пусть останется, может кто из начинающих просветлеет.

в фирменных фреоновых кондиционерах он 4-6Kotische, 12 Апр. 17, 13:06

В кондиционерах 4-6 это так называемый КОП (COP). Простым языком: это отношение количества энергии отдаваемой внутренним блоком в помещение (выраженное в кВт) к количеству энергии потребляемому при этом кондиционером (выраженное в кВт). Т.е. если кондиционер принес в комнату тепла на 4 кВт за 1 час, а потребил электроэнергии из розетки за этот же час на 1 кВт, то КОП=4/1=4. 4 кВт тепла (энергии) состоят из 1 кВт из розетки и 3 кВт взятых из окружающей среды (например воздуха, воды и т.п.)

да и правда мысли не складные. потер.

давай наполним его смыслом.VitS, 12 Апр. 17, 14:08

Смотри. Есть формулки для цикла холодильной машины:
обозначим:
q1 - теплота отдаваемая горячему концу
q2 - теплота отбираема из холодного конца
l - работа подводимая в цикл
q1 = q2+l

холодильный коэфициент:
e = q1/l = q2/(q1-q2) = T2/(T1-T2)

т.е. если горячий и холодный концы имеют одинаковую температуру то мы можем в теории переместить любое количество теплоты не затратив ни джоуля внешней энергии.

Если холодный конец имеет температуру T2 = 24С (297К), а горячий конец имеет T1 = 28С (301К) то для переноса теплоты с холодного конца на горячий потребуется затратить дополнительную энергии (электричество).
Пусть турбина имеет мощность l = 2кВт
e = 297/(301-297) = 74.3   =>   q1 = e*l = 74.3*2 = 148.5 кВт

Т.е. если бы всё было абсолютно идеально и не было бы никаких дополнительных потерь
то исходя из второго закона термодинамики оценка сверху для эквивалентной мощности испарения/конденсации = 148 кВт

Реально куча всяческих потерь в системе будет сильно ограничивать реальный энерго-массо поток.

ЗЫ: и не нада цепляться к тому что в киловаттах меряют мощность а не энергию.
если положить время единичным то и так всё понятно.

Если мы перегоним (добъемся поставленной цели с заданными условиями) затратив минимально возможное количество энергии то принимаем что КПД нашего теплового цикла 100%VitS, 12 Апр. 17, 14:08

Если затратив 1 кВт*час электричества мы получим 297 литров самогона, вот тогда КПД установки будет 100%.