холодная (с рекуперацией) вакуумная дистилляция

В схеме с конденсацией при атмосферном давлении есть один недостаток - большая разница между температурой испарения и конденсации, что порождает низкий КПД теплового насоса.
Нужно стремиться чтобы разница температур была как можно ниже.
В схеме с турбиной которую прелогал я этот момент учитывается. Турбина имеет большой расход пара, но малый перепад давлений, следовательно термодинамический КПД моей установки должен быть выше.

я таки настаиваю что "энергия разрушения спиртоводяных кластеров" входит в скрытую теплоту парообразования
ибо скрытая теплота парообразования это не что иное как энергия необходимая для разрушения молекулярных связей в жидкости и какая в ж..пу разница это связи
H2O-H2O или H2O-CH3CH2OH ?
а разница в величинах скрытой теплоты при такой разнице давлений - порядка 10% (где то в параллельной теме писал уже)

конденсация предпологается при АТМОСФЕРНОМ давлении т.е. при температуре 79+°СKotische, 28 Марта 17, 12:54

Kotische, а не мог бы ты сказать какая температура будет при условии, что среда в цилиндре - это спиртовой пар 15%об. и отсутствует теплопередача через стенку цилиндра по следующим рис.

 

какая температура будетVitS, 28 Марта 17, 15:54

101кПа/(7кПа/308K)= много

Newocelot, там чуть сложнее

Если тупо применить Менделеева-Клайперона получится:
t₂ = t₁ * (V₂/V₁) * (p₂/p₁)

ты забыл про множитель V₂/V₁, а он по условиям задачи не задан

Поэтому нужно сюда привлечь ещё и
https://ru.wikipedia.org/wiki/Адиабатический_процесс
а там формула чуть чуть другая:
t^k * p^(1-k) = const

теплоемкости паров спирта мы на вскидку не знаем
но вода - газ трехатомный, по этому положим k=4/3

и если я не сильно накосячил в выводе, получится примерно так:
t⁴ / p = const

Подставляем исходные данные и получаем:
t₂ = 327.6°C

Здесь уже не наблюдается такого злого роста температуры, т.к. значительная часть тепловой энергии связывается колебательными степенями свободы молекул сжимаемого газа.

ага
по уравнению Менделеева-Клайпертона получаем большую температуру (мощностью алеф-ноль)
по закону Шарля получаем ещё большую температуру (мощностью алеф-один)

и получаем: t2 = 327.6°CKotische, 28 Марта 17, 18:18

Ё!!!
К чему это я интересуюсь. Откачиваю перильстатикой пары, когда идет перегон браги под вакуумом при параметрах указанных ранее. Головка греется. Ваши последние размышления наводят на мысль, что греется, в том числе, и по причине фазового перехода. Но температура в расчетах сильно подозрительная. Надо почитать-подумать.

Вряд ли. Скорее это энергия механической деформации резиновой трубки выделяется за счет вязкого трения в резине.
Я выше оценивал максимальную способность перестальтики к перекачиванию паров спирта. Получалось 10 мл/час.
Конденсация 10 мл самогона думаю не даст заметного нагрева головки.

Помнится в детстве читал научно-популярную книжку по физике - "Смотри в корень", там была занимательная задачка:
собственная температура газа в стратосфере несколько тысяч градусов, но если туда поместить футбольный мяч, он замерзнет в ледышку, ибо из за малой плотности газа, он не сможет сообщать мячу достаточное количество энергии для нагрева.

Думаю здесь похожая ситуация. Температура газа то теоретически может быть весьма высока, но из за крайне малой его плотности и теплоемкости ничего реально разогревать он не будет.

То что на "твоей" схеме обозначено как вакуум-насос 223го на самом деле в природе пока не существует.Kotische, 24 Марта 17, 21:43

А можно поинтересоваться, какие характеристики имеет турбина, о которой ты всё время твердишь, она в природе существует? Здесь турбина должна создавать перепад давления с запасом хотя-бы раза в 1,5 от технической атмосферы, чтобы поддерживать именно кипение, а не просто испарение, которое тоже фазовый переход(!), но совершенно для нас не приемлемый.

турбина должна создавать перепад давления с запасом хотя-бы раза в 1,5 от технической атмосферыnidmalbor, 29 Марта 17, 01:06

Вот это запросы у тебя!!!  :o
Т.е. чтобы жидкость в кубе, имеющая температуру 20°С кипела нам обязательно нужно чтоб конденсация паров происходила при температуре выше ста градусов?!
Вот это открытие!!!
А давай турбина будет пар сжимать до 300 атмосфер и температуры 800°С, чтоб уж навеняка!
Вот тогда то брага точно кипеть не откажется!

Знаешь, после такого заявления у меня как то желание обсуждать параметры "моей" турбины резко пошло на убыль.

У меня полное впечатление что всё что я до этого писал было полностью проигнорированно...
"А теперь заслушаем начальника транспортного цеха" (С) Жванецкий
Я тут идеями делюсь не для того что бы всякий бред комментировать. Если ты не даешь себе труда хоть чуть чуть вникнуть в физику процесса, то нахрена мне тут буквы расходовать и что то кому то здесь объяснять пытаться?

...нам обязательно нужно чтоб конденсация паров происходила при температуре выше ста градусов?!Kotische, 29 Марта 17, 02:32

Я такого не говорил.

у меня полное впечатление что всё что я до этого писал было полностью проигнорированно..Kotische, 29 Марта 17, 02:32

Наоборот, по любому поводу лезу в интернет что-то вспомнить, а что-то понять в новом ключе.
Я только спросил какой напор развивает турбина (перепад давлений), и хватит ли его, для КИПЕНИЯ спиртосодержащей жидкости ~10% об при ~20°С и АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ У ПОВЕРХНОСТИ Земли (то есть р_ат - dp_т < -92 кРа). И не надо сразу бочку катить., если собеседник неточно выразился.

С какого боку здесь вообще атмосферное давление и полторы атмосферы которые якобы должна создавать турбина?!
У нас ВАКУУМНАЯ перегонка. Нет там нигде таких давлений. Везде давления порядка 1/10 атмосферы.

Пылесосная турбина на всасываение развивает примерно -0.2 атм.
При помещении в вакуум эффективность может упасть, возможно притется повышать количество каскадов.
Для устойчивой работы установки турбина должна обеспечить перепад порядка 0.1 атм.
Т.е в кубе 0.1атм в конденсаторе 0.2 атм абсолютного давления.

Сейчас посмотрел на своё [сообщение #12991397] про 1,5 атм, действительно бред (наверное бес попутал(тролль) ); видимо  хотел сказать о запасе мощности, чтобы хватило не только на кипение, но и на разрыв связей в гидратах и на гидравлические потери в системе. Конечно, в природе не существует вакуума глубже -101,3 кРа.

в природе не существует вакуума глубже -101,3 кРа.nidmalbor, 29 Марта 17, 13:51

Если рассматривать давление как некоторую абстракцию, то в нестационарных состояниях вещества это возможно.
Правда в газе это весьма труднореализуемо (возможно даже не реализуемо).
А вот в жидкости достаточно легко, но не надолго.
Если растягивать свехчистую жидкость в цилиндре с поршнем которые хорошо смачиваются этой жидкостью, то прежде чем жидкость закипит она будет короткое время находиться в перегретом состоянии под значительным отрицательным давлением.

Прочитал 4 страницы и грустно стало. Вы ребята так долго говорить будете, если не начнете рабочую схему рисовать и рассчитывать каждый этап (если это имеет смысл). Определитесь хотя бы с точкой старта (температура, вакуум, спиртуозность браги). Как понимаю обсуждается ВД без укрепления, то и точка финиша понятна (атм давление, 40% дистиллят - СС комнатной температуры).
Ну если и дойдет до воплощения в железе можно изучить воздуходувки для вакуумного режима http://vacuumpro.ru/...sb/0310-0530-d0.
ИМХО дорого выйдет по сравнению с отработанной схемой ВД.

точка финиша понятна (атм давлениеPOLE, 29 Марта 17, 14:15

Нет. Точка финиша тоже в вакууме, при температуре примерно равной темперетуре куба.
Затем вывод жидкости из конденсатора вакуумной перистальтикой.

С предложенной воздуходувкой согласен, но такое покупать имеет смысл если промышленное применение налаживать.

Нет. Точка финиша тоже в вакууме, при температуре примерно равной темперетуре куба.Kotische, 29 Марта 17, 14:25

имел ввиду всю схему. На руки дистиллят)

С предложенной воздуходувкой согласен, но такое пукупать имеет смысл если промышленное применение налаживать.Kotische, 29 Марта 17, 14:25

карманного варианта под эту идею на Али не купишь и из пылесоса не сколхозишь.
Ты прав - такого насоса, чтобы спирт по пару в вакууме -98кПа откачивать пока не сделали.

рисовать и рассчитывать каждый этапPOLE, 29 Марта 17, 14:15

Рассчитать каждый этап не получится.
В лучшем случае сможем оценть примерные параметры.
Например точный раасчет адиабатического сжатия многокомпонетного газа - весьма не тривиальная задача.
А рассчёт аэродинамического КПД турбины - вообще фантастика.
В лучшем случае можно методом подобия пересчитать параметры со штатного режима работа на вакуумный, но точность такого пересчета весьма и весьма сомнительна.

Рассчитать каждый этап не получится.Kotische, 29 Марта 17, 17:42

коллега POLE, совершенно правильно написал

рабочую схему рисоватPOLE, 29 Марта 17, 14:15

раасчет адиабатического сжатия многокомпонетного газаKotische, 29 Марта 17, 17:42

адиабатическим этот процесс будет весьма условно, что ещё более усложнит потенциальный рассчёт

и (по-моему) необходимо понять в каком имеено месте будет происходить адиабатическое нагревание и в каком месте условия будут соответствовать условиям обратного фазового перехода

а то ведь может получиться что Б..г даст требуемый насос а конденсация (и выделение скрытой теплоты парообразования) а так же адиабатический нагрев будут происходить например на крыльчатке этого насоса .....