холодная (с рекуперацией) вакуумная дистилляция

В связи со всем вышеизложенным появилось по крайней мере две крамольные мысли.
1. Видимо не бывает пылесосной "турбины" которая будет работать в нужном нам диапазоне давлений и при этом не стоить как небольшой чугунный мост, Дык почему бы нам не отказаться от кипения при комнатной температуре сохранив при этом принцип рекуперации ? То есть сдвинуться на фазовом диаграмме к чуть более высоким температурам и давления, это упростит  задачу конструирования.
2. Я уже говорил что я ни разу не специалист по вакуумным насосам, но остатки технического образования и британский здравый смысл подсказывают что "пылесос" 4кПа технически не реализуем. Почему бы не посмотреть в сторону альтернативных конструкция вакуумных насосов (понятно что масляные нам не подходят, водокольцевые не подходят, турбо молекулярные тож мало реально) спиральные и винтовые ?

Дык почему бы нам не отказаться от кипения при комнатной температуре сохранив при этом принцип рекуперации ?Newocelot, 15 Апр. 17, 01:12

Я только за. Для начала будем экспериментировать на горячей/теплой воде. Промерим экспериментально технические параметры реальной турбины.
Затем когда будем иметь экспериментальные данные по турбине сможем оценить минимально возможную температуру перегонки браги.

"пылесос" 4кПа технически не реализуем. Почему бы не посмотреть в сторону альтернативных конструкция вакуумных насосовNewocelot, 15 Апр. 17, 01:12

Кроме турбины здесь все остальные известные мне насосы в полном пролете. Поясню.

Я уже выше оценивал КОП нашей системы. Из законов термодинамики получилась ОЧЕНЬ большая производительность по самогону, что то типа 200 л/час на 1 кВт.
Округлим наши 4 кПа до 1/20 атм.
Молярная масса этанола = 46.069 г/моль. 200 л спирта имеют массу примерно 160 кг, это 4000 моль, при атмосферном давлении это 80 м²,
следовательно при рассматриваемом вакууме это 1600 м².

Перекачать такой объем пара ничем кроме турбины абсолютно не реально, тем более для достижения высокого КОП нам нужно иметь как можно меньший перепад давлений.
Турбина подходит идеально, любой другой насос не подходит от слова совсем, ну кроме всякой экзотики типа МГД насоса.

В аттаче картинка с параметрами реальной одноступенчатой газовой турбины.
Разогнать её до штатных 110 тыс.оборотов/мин мне нечем, поэтому за рабочую область примем выделеный красным полигон.
При Атмосферном давлении, в красной области она имеет производительность примерно 14 м²/мин = 840 м²/час
т.е. приближается к величине оцененой из законов термодинамики.
Проблема в том, что на одной ступени мы можем не получить нужного выходного давления компрессии, т.к. из графика для получения компрессии 2 необходимы обороты порядка 100 тыс. об.мин., а каcкадировать турбины подобные GTX3582R крайне затруднительно из за их геометрии

Из законов термодинамики получилась ОЧЕНЬ большая производительность по самогону,Kotische, 15 Апр. 17, 01:27

давай попробуем оттолкнуться от желаемой производительности по самогону (спирту) , скажем 7 л/ч а это 55 кубов а не 1600

P.S. зачем приплёл молярую массу ? читателей отпугивать ?
плотность паров этнола вроде известна - окло 2 кг/кубометр

зачем приплёл молярую массу ?Newocelot, 15 Апр. 17, 01:56

Посчитал как умею.

из графика для получения компрессии 2 необходимы обороты порядка 100 тыс. об.минKotische, 15 Апр. 17, 01:27

я на "пальцах" прикидывал скорость вращения
то же получилось за сотку



Добавлено через 8мин.:

дык смотри - если мы хотим производительность 7л/ч это 2,7 кубометра при АД

следовательно при рассматриваемом вакуумеKotische, 15 Апр. 17, 01:27

это 54 куба (в час)
( сам видиш это по спирту бе учёта бинарности бинарной смеси и без учёта водяного пара , но порядок цифр сохранится )

есть же такие насосы ?
http://ccsservices.ru/...chure Aug13.pdf
хотя

я ни разу не специалист по вакуумным насосамNewocelot, 15 Апр. 17, 01:12

вот ещё - пригодиться чтоб потом не искать
Давление паров (в мм.рт.ст.):

1 (-31,3°C)
10 (-2,3°C)
12,24 (0°C)
23,77 (10°C)
40 (19°C)
44 (20°C)
78,66 (30°C)
100 (34,9°C)
133,42 (40°C)
219,82 (50°C)
350,2 (60°C)
400 (63,5°C)
540,9 (70°C)

Хочется запустить установку на которую ВСЕ без исключения (начиная с 223го) сказали что "работать не будет"Kotische, 13 Апр. 17, 13:22

223 судя по древним постам и в НБК не верил,сейчас у него мозги серьёзно шевелятся.Основная масса народа,если и почитает немного,но убежит как чёрт от ладана от Ваших формул.За темой слежу,наконец то к турбине подобрались,возможно к испытаниям через несколько месяцев.Kotische, а 223 в проекте совсем не хочет поучавствовать,вы вроде рядом обитаете,у него и станки всяко разные.
Где саму турбину взять,или как сделать,напечатать,но из какого матереала.Как на 120000 оборотах сальник поставить..........

G.V.L, в этом "проекте" я не учавствую из жалости.
Жалость у меня двух сортов
1. К моему другу Котищще, который при общении со мной впадает в истерику, и позволяет себе опуститься до попыток меня оскорбить
2. Из жалости к своему времени, которого у меня мало, и которое я привык тратить рационально.

Из этой же жалости позволю себе дать вам пару советов по тактике.
Поскольку стратегически тут даже обсуждать нечего, и без цифер сразу было ясно что это чистая маниловщина.
Повторюсь - схема принципиально нерабочая.
Рабочая - с применением промежуточного теплоносителя (скажем 407-го фреона). Но и она неконкурентна с классикой.
Гораздо продуктивнее было бы обсудить применение (изготовление) низкотемпературного охладителя или применение криометодик.
Но у меня нет никакого желания излагать свои соображения, которые окончательно сформировались в черепе после ВакумТеха (на удивление плодотворно слетал на выставку)

Так вот. Про самодельные турбины - забудьте.
Наглухо, топикстартер может даже банить таких писателей.
В россии НЕТ ОБОРУДОВАНИЯ для их производства. Соответственно, нет производителей. И цены на них в 4-5-7-10 тысяч евро - совершенно оправданны.

Второй совет - посчитайте теплообменник (рубашку в кубе). Это вам будет проще сделать. И поучительнее, чем тринадцатую страницу придумывать, как отсосать пар из емкости, из которой он сам прекрасно улетает.
Идите от обратного - прикиньте максимальную утилизационную способность теплообменника, при разности температур пар/брага скажем 20 С
Я думаю, еще страниц через десять вы сообразите, что это будет примерно 2-3 кВт
Потом прислушайтесь к совету коллеги по спиральному насосу,
Потом еще раз посчитайте этот вариант в теории
Потом прикиньте стоимость проекта.
После этого ветку можно будет прикрыть, и заняться конструктивными вариантами винокурения.

Идите от обратного - прикиньте максимальную утилизационную способность теплообменника, при разности температур пар/брага скажем 20 С
Я думаю, еще страниц через десять вы сообразите, что это будет примерно 2-3 кВтигорь223, 15 Апр. 17, 08:44

Эту цифру ни как невозможно посчитать теоретически, можно только померить в экмперименте. Ты как знающий параметры своих кубов лучше всех - молчал и информацией не делился, а я сразу сказал что не знаю и не могу оценить тепловое сопротивление рубашки пока не проведу эксперимент по его измерению. Как проведу эксперимент - результат выложу.

Что касается "истерики" - приношу извинения за грубость, но
я хотел от тебя конструктивного обсуждения, а получил сплошное разчарование. Ты как обычно начал критиковать не разобравшись в достаточной степени с сутью вопроса.

Добавлено через 9мин.:

223 в проекте совсем не хочет поучавствовать,вы вроде рядом обитаете,у него и станки всяко разные.G.V.L, 15 Апр. 17, 07:20

Игорь и так участвует в проекте в качестве спонсора. Но поскольку коммерческой выгоды с проекта не предвидится, тратить слишком много времени на этот проект для него не рационально.

Kotische, все я разобрался, не надо ля ля.

По рубашке
Смотри, такая же работает в пвк
Тпара 115С
Тжидкости 100С
Жидкость кипит, совершается фазовый переход
Все тоже самое, только наоборот, верно?

Так вот, в твою рубашку в этом случае можно вдуть три кило, создав избыточное давление (для кипения воды в пвк) примерно 0,3 бара

Берем другой случай, с раствором гликоля в качестве парового теплоносителя
Чтобы рубашка  давала возможность воде внутри куба кипеть при 100С, и при этом полностью конденсировалась на стенках, не пролетая в тса, нужно иметь при трех кило трубашки примерно 150С
То есть перепад в 50с примерно

Подумай и сам оцени возможности утилизации пара при конденсации на браге

Где саму турбину взять,или как сделать,напечатать,но из какого матереала.Как на 120000 оборотах сальник поставить..........G.V.L, 15 Апр. 17, 07:20

Турбина - крайне высокотехнологоичная штука. Самому сделать не получится. Турбину однозначно нужно покупать подбирая что то подходящее из существующего.
Сальник здесь не нужен, т.к. и турбина и электромотор вместе находятся в вакууме.

Подумай и сам оцени возможности утилизации пара при конденсации на брагеигорь223, 15 Апр. 17, 10:10

Да НЕ МОГУ я из таких данных оценить тепловое сопротивление! Если эксперимент не направлен специально на измерение малого температурного перепада то погрешности оценки будут просто огромными. А для теплового насоса это катастрофически повлияет на КОП.

Добавлено через 3мин.:

Тпара 115С
Тжидкости 100С
Жидкость кипит, совершается фазовый переход
Все тоже самое, только наоборот, верно?игорь223, 15 Апр. 17, 10:10

Каким образом получены эти данные. Температура пара выше 100С значит довление пара выше атмосферного. Как организован эксперимент?

А ты еще подумай
Мощность утилизации и кпд теплообменника не особо зависят от теплоносителей,  потому что он находится "за стенками"
Площадь теплообмена, скорость потоков, разница температур сред
Разница может быть на проценты. Ну на десятки процентов.
Но не на порядки, в любом случае.
Раз ты хочешь получить кпд в районе 100 процентов, считай что температура конденсата на выходе равна температуре браги. Как и в случае с пвк

Ладно, заболтался я чего то...

Мощность утилизации и кпд теплообменника не особо зависят от теплоносителя, потому что он находится "за стенками"игорь223, 15 Апр. 17, 10:27

В случае перехода от теплоемкости (жидкий теплоноситель) к фазовому переходу (обогрев паром) тепловое сопротивление должно меняться на порядок. Причем во втором случае его достаточно трудно корректно померить.

считай что температура конденсата на выходе равна температуре брагиигорь223, 15 Апр. 17, 10:27

Дело не в температуре конденсата на выходе, а в упругости паров самогона на входе в теплообменник.

Тут скорее нужно смотреть в сторону твоего холодильника которым ты пользуешься для вакуумной дистилляции, ты говорил что с понижением температуры и давления эффективность сильно падает, но я пока не придумал как те твои результаты к нашему случаю пересчитать.

Разница может быть на проценты. Ну на десятки процентов.
Но не на порядки, в любом случае.игорь223, 15 Апр. 17, 10:27

Думаю основная сложность будет не в передачи энергии от пара металлической стенке, а в передаче энергии от стенки к браге.

Кожухотрубник работает хуже потому, что
А) разреженного пара много больше по обьему - выше скорость пара в том же сечении, и
Б) гораздо ниже разность температур теплоносителей. 90/20 и 45/20градусов, в моем случае

В твоем случае цифры у тебя есть, я их привел выше.

в пвк
Тпара 115С
Тжидкости 100Сигорь223, 15 Апр. 17, 10:10

кипеть при 100С, и при этом полностью конденсировалась на стенках, не пролетая в тса, нужно иметь при трех кило трубашки примерно 150Сигорь223, 15 Апр. 17, 10:10

Чем объясняешь такую существенную разницу дельт температур ?

Добавлено через 9мин.:

НЕ МОГУ я из таких данных оценить тепловое сопротивление!Kotische, 15 Апр. 17, 10:12

Оценить эффективность теплопередачи (косвенно тепловое сопротивление) можно сопоставив мощности "вдуваемую" в рубашку и израсходованную на испарение кубового содержимого при известной разнице температур.
Правильный конденсор должен обеспечивать плавный градиент температур, посему возможно придётся отказаться от идеи конденсации в рубашке обратно в пользу змеевика.

Ничем.
А зачем мне что то обьяснять?)))

Шучу.
Скорее всего скоростью пара.
Хотя там смесь гликоля с водой, и у воды высокий Крект
Поскольку если идет прорыв через тса, то на 90+ процентов там вода

Добавлено через 2мин.:

В змеевике будет очень малая площадь теплообмена, по сравнению с рубашкой - в этом решении котище прав

В змеевике будет очень малая площадь теплообмена, по сравнению с рубашкойигорь223, 15 Апр. 17, 12:26

Зачем ху..ню написал ?! Внутрь кастрюли можно запихать змеевик на порядок превосходящий по площади площадь поверхности стенок кастрюли

Добавлено через 3мин.:

Шучу.
Скорее всего скоростью параигорь223, 15 Апр. 17, 12:26

При чём ТУТ скорость пара ?!

В предлогаемой схеме, теплообменник (рубашка/змеевик) является терминальным устройством, пар его на сквозь пролететь не может в принципе ибо некуда.
Поэтому скорость пара будет убывать от максимальной на входе, до нуля на выходе, типа как в любимом всеми дефлегматоре.
Но процессы там достаточно сложные и интуитивно не очевидные, поэтому расчёту на вскидку не поддающиеся.
Потому и говорю, нужно провести правильно поставленный эксперимент.

Добавлено через 4мин.:

Внутрь кастрюли можно запихать змеевик на порядок превосходящий по площади площадь поверхности стенок кастрюлиNewocelot, 15 Апр. 17, 12:37

Нужно провести тесты и посмотреть реальное тепловое сопротивление куба имени 223го.
Если имеющиегося значения будет достаточно - пользоваться как есть,
если не хватит - пихать внутрь куба дополнительный змеевик.
Проблема ещё запихнуть высокоскоростной поток пара в небольшой диаметр трубы нержо-гофрового змеевика, будут потери скорости потока из за турбулентности.

провести правильно поставленный экспериментKotische, 15 Апр. 17, 12:49

Почитал что мог про газодувки - получается что газодувка с ПРИМЕРНО требуемыми параметрами в кастрюлю разумных размеров просто не влезет.....
Если только найти (сделать) очень высокооборотную.

Ну я приводил примеры реальной воздуходувки одноступенчатой.
Диаметр примерно 20см, рабочие обороты 100-130тыс.
Моторчик который у меня есть 50-60тыс. максимум.
Можно поробовать приколхозить редуктор повышающий, но как то стремно...

Либо колхозить многоступенчатый турбин, но с аэродинамикой и компоновкой будут сложности.

Newocelot, и змеевик не влезет.
Ты сначала запихай его с площадью рубашки. Потом посмотри сколько обьема от 50 литров останется.
Потом посчитай стоимость его изготовления и установки, по отношению к стоимости организации рубашки.
Потом посчитай скорость пара в змеевике.

Поэтому хуйню пишешь ты, с подачи Котищща.
А я терпеливо не реагирую на тебя. И общаюсь то я не с тобою, кстати писано не для тебя было.
Но могу и тереть, тем более что при чем тут скорость пара - до тебя, с твоими остатками образования, не доходит.

Не дошло до тебя, стопудово, при чем тут Крект, и почему СРЕДНЯЯ ТЕМПЕРАТУРА на поверхности рубашки, падая со 150 до 100  (по вертикали) равна примерно той же, что и в случае с пвк...
Повторюсь - не для тебя писано, не от тебя и комментарии ожидаются.