Ректификационные колонны (самодельные)

Reflux, ты неправильно рассуждаешь. Пункт 2 - достаточное число ТТ - не получится, если не будет правильно работать дефлегматор - т.е. держать нужное ФЧ. И количество ТТ при этом станет гораздо меньше - поскольку перестанут правильно работать тарелки. И тогда, соответственно, изменится химсостав (тут ты прав) и станет неправильной и температура у дефлегматора - получится не колонна, а улучшенный СА.

Поэтому правильная работа такая. Сначала - избыточное охлаждение дефлегматора (полный возврат) и стабилизация колонны. Потом, запомнив температуру дефлегматора, можем потихоньку снижать охлаждение так, чтобы температура пара у дефлегматора не возрастала более чем на несколько сотых градуса, пропущенный пар - в отбор. И вот тут без автоматики обойтись трудно.

 Отвечаю с конца

Попробуй включи мощную горелку газовую на 10 часов в кухне и замерь начальную и конечную температуры помещения. Помни при этом, что нам нужна точность температуры дефлегматора 0,1С

ПИД регулятор как раз нужен чтобы поддерживать температуру верха дефлегматора - это совершенно необходимо для отбора по пару и это и является главной задачей, которая многих смущает. Регуляция происходит изменением подачи воды в дефлегматор. И только в случае постоянного притока (чего на самом деле никогда не бывает) воды с постоянной же температурой этой самой воды он не нужен.
Но это - утопия, а на практике такого рода задачи научились решать типовыми методами еще в прошлом веке.

Если дефлегматор не охлаждать строго в соответствии с необходимым, скажем, чуть меньше необходимого -  то его температура будет равна температуре сапмой легкокипящей фракции смеси на данный момент. Ну и что из этого?
Весь пар пойдет наружу, и конец флегме вместе с нормальной работой системы.

Все, считаю для себя тему исчерпанной, тем более что я это на практике давно прошел и от отбора по пару отказался. Считаешь для себя правильным и возможным создать
- систему с отбором по паровой фазе
- с воздушным охлаждением дефлегматора
- без автоматических средств регуляции
- и с приемлемой производительностью для практического использования
делай на практике и отписывайся по результатам.

Если не секрет, какая все таки предполагается конструкция "естественного охлаждения" на киловатт?

Киловатт рассеивает 7-секционный чугунный радиатор при температуре подачи 95, обратки 70 градусов, и температуре в помешении +18. Чтобы получать литр спирта в час, воздушный дефлегматор должен иметь приблизительно такие-же характеристики.

Либо иметь достаточно мощный вентиллятор, раза в 4 мощнее, чем на стандартном проце. Вроде Игорь223 говорил, что автомобильный радиатор с вентиллятором киловатта полтора рассеивают.

Я предполагал нарезать на трубе дефлегматора резьбу - папу, такую=же резьбу - маму нарезать в радиаторах для сварочных симисторов, и эти радиаторы на термопасте накрутить на трубу дефлегматора.

Reflux, ты неправильно рассуждаешь. Пункт 2 - достаточное число ТТ - не получится, если не будет правильно работать дефлегматор - т.е. держать нужное ФЧ. И количество ТТ при этом станет гораздо меньше - поскольку перестанут правильно работать тарелки. И тогда, соответственно, изменится химсостав (тут ты прав) и станет неправильной и температура у дефлегматора - получится не колонна, а улучшенный СА.
...
Rudy, 23 Июля 09, 13:32

Если от дефлегматора отводится мощность (неважно как, например, только воздухом и излучением за счет разности температур), то мощность эта, в основном, за счет конденсации пара в дефлегматоре. Согласен?

Если да: Отвод 1кВт от дефлегматора означает образование около ~1.2г спиртовой флегмы в секунду. Флегма есть - значит, тарелки работают.

Как же здесь управлять флегмовым числом? Очень просто. Допустим, что теплопотери куба и колонны отсутствуют, к кубу подводится 1.2 кВт, процесс квазистационарный. Значит, ПАРОВАЯ ФАЗА унесет из дефлегматора спирта на 1.2-1 = 0.2 кВт, или ~0.24г в секунду, и ФЧ будет 5.

* * *

Думается, что "воздушную" проблему можно разделить на две части:

А) осуществимость простого воздушного дефлегматора достаточной мощности;
B) признание возможности отказа от автоматического регулирования охлаждения дефлегматора извне.

Либо иметь достаточно мощный вентиллятор, раза в 4 мощнее, чем на стандартном проце. Вроде Игорь223 говорил, что автомобильный радиатор с вентиллятором киловатта полтора рассеивают.
Rudy, 23 Июля 09, 14:57

Двигатель внутреннего сгорания имеет КПД 30-35%, остальное тепло рассеивается через радиатор. У 100кобыльева движка 65-70 л.с. уходит на обогрев окружающей среды, а с запасом 2-3кратным, кВТ примерно 200. Нееплохой калорифер получается.

Раз уж меня упомянули всуе - уточняю
радиатор от нивы с двумя вентиляторами от станка по 19Вт электрической мощности
производительность утилизации тепла примерно 2кВт. НА 1.5кВт вода подающаяся в дистиллятор в конце перегонке такая же, как и была вначале цикла (по температуре, имеется ввиду). При 3Квт за час вода в системе автономного охлаждения нагревается порядком - следовательно, мощности утилизации радиаторного охладителя недостаточно.

А) осуществимость простого воздушного дефлегматора достаточной мощности;
B) признание возможности отказа от автоматического регулирования охлаждения дефлегматора извне.
Reflux, 23 Июля 09, 15:06

Отвод тепла от воздушного дефлегматора практически прямо пропорционален перепаду температур между паром и воздухом. Если киловаттный нагреватель поработает час - другой в помещении негигантского размера с обычной вентиляцией, температура воздуха за это время вырастет градусов на пять, что приведет к уменьшению теплоотдачи и флегмообразования на 10%. Вроде ерунда, но смотря как на это смотреть. Допустим сумма отбора и питания равна 5 литров в час, в том числе 4 - питание, 1 - отбор, то есть ФЧ=4. Если флегмообразование снизится на 10%, то питание составит 3.6 л/ч, а отбор - 1.4 л/ч, ФЧ=2,57.
То есть снижение охлаждения на 10% уменьшило ФЧ на 35%, а это уже не мелочь, от которой можно отмахнуться.
Конечно, если цель - ректификат, а не сырец.

Отвод тепла от воздушного дефлегматора практически прямо пропорционален перепаду температур между паром и воздухом. Если киловаттный нагреватель поработает час - другой в помещении негигантского размера с обычной вентиляцией, температура воздуха за это время вырастет градусов на пять, что приведет к уменьшению теплоотдачи и флегмообразования на 10%. Вроде ерунда, но смотря как на это смотреть. Допустим сумма отбора и питания равна 5 литров в час, в том числе 4 - питание, 1 - отбор, то есть ФЧ=4. Если флегмообразование снизится на 10%, то питание составит 3.6 л/ч, а отбор - 1.4 л/ч, ФЧ=2,57.
То есть снижение охлаждения на 10% уменьшило ФЧ на 35%, а это уже не мелочь, от которой можно отмахнуться.
Конечно, если цель - ректификат, а не сырец.
Игорь, 23 Июля 09, 18:59

Спасибо за конструктивный анализ Однако, если смотреть не на диаграммы Мак-Кэба и Тиле, a задуматься о физической сущности...

Игорь! Вот, например: неужели ты до сих пор думаешь, что теплоизоляция колонны нужна вообще как-нибудь? IMHO, эта теплоизоляция нужна только для двух случаев:

1) тепло из куба никак не дойдет доверху из-за хилого диаметра колонны.

2) надо, чтобы расчеты соответствовали практике; а все расчеты сделаны исходя из полной адиабатичности процесса; потому что иначе руки кривые у расчетчиков и много лет не хватило им для реальных расчетов.

Короче. Любой холод на пути пара - в пользу укреплению / оно же ректификация. Вкратце: Я - за Линас И - за его воспроизведение в домашних условиях

Раз уж меня упомянули всуе - уточняю
радиатор от нивы с двумя вентиляторами от станка по 19Вт электрической мощности
производительность утилизации тепла примерно 2кВт. НА 1.5кВт вода подающаяся в дистиллятор в конце перегонке такая же, как и была вначале цикла (по температуре, имеется ввиду). При 3Квт за час вода в системе автономного охлаждения нагревается порядком - следовательно, мощности утилизации радиаторного охладителя недостаточно.
игорь223, 23 Июля 09, 18:53

Как Станиславский не ве-р-ю,Не поленился слазил на чердак, достал книгу "Двигатели внутреннего сгорания" под редакцией А.С.Орлова.
Параграф 3 глава 7 "Пластинчатый водотрубный охладитель"  в среднем для легковых машин 120кВт на кв. м. Не оребрения, а общей. Если движок 100кобыл. радиатор просто обязан  эти 74,6 кВт рассеивать.

Игорь! ...неужели ты до сих пор думаешь, что теплоизоляция колонны нужна вообще как-нибудь? Reflux, 23 Июля 09, 19:34

Считаю, что нужна. Двухметровая царга со спирально-призматической насадкой без изоляции захлёбнулась при 1,2 кВт в кубе. Нижний захлёб.
Та же царга, изолированная сантехизоляцией для пластиковых труб, захлебнулась при 1,8 кВт но захлёб не в царге, а на границе дефлегматор - царга. То есть при изоляцией нагрузка царги по пару увеличивается на 50%. То есть в данном случае применение изоляции соответствует увеличению диаметра колонны процентов на 20.

Селянин, в автомобиле в радиатор попадает очень малая часть общих потерь. Много потерь в коробке, трансмиссии, подшипниках, шинах, выхлопных газах и т.д.

Reflux

Допустим, что теплопотери куба и колонны отсутствуют, к кубу подводится 1.2 кВт, процесс квазистационарный. Значит, ПАРОВАЯ ФАЗА унесет из дефлегматора спирта на 1.2-1 = 0.2 кВт, или ~0.24г в секунду, и ФЧ будет 5.

Все верно, но ты не учел как раз то, что весьма сильно влияет - тепловые потери. Ведь флегмовое число определяется разностью мощностей куба и дефлегматора (отвода мощности). Если они равны, ФЧ- бесконечность. Разница всего лишь в  10% даст ФЧ=10, в 20% - 5, в 30% - 3. Т.е. зависимость крутая и отсчитывается от 100% мошости. Поэтому даже небольшие потери будут сильно влиять. Т.е. изменение температуры в комнате на 5* - существенно скажется на работе системы.

По поводу теплоизоляции колонны - это открытый вопрос. В той программке, которую я давал, есть возможность введения теплопотерь в тарелки, правда нужно ручками дописывать - можешь поиграться. В двух словах картинка выглядит так - даже небольшие теплопотери приводят к резкому изменению распределения температур по высоте колонны. Предполагается, что без теплопотерь оно оптимально (из колонны выжимается максимум разделения), но это не доказано. Даже небольшие теплопотери существенно изменяют распределение и ухудшают результат. Но, мне кажется, что внося строго контролируемые теплопотери можно улучшить работу колонны. Но их нужно дозировать точно, а это нереально. Я баловался на модели с принудительным охлаждением одиночных тарелок в различных частях колонны - всегда получалось снижение качества.

Как Станиславский не ве-р-ю,Не поленился слазил на чердак, достал книгу "Двигатели внутреннего сгорания" под редакцией А.С.Орлова.
Параграф 3 глава 7 "Пластинчатый водотрубный охладитель"  в среднем для легковых машин 120кВт на кв. м. Не оребрения, а общей. Если движок 100кобыл. радиатор просто обязан  эти 74,6 кВт рассеивать.
Селянин, 23 Июля 09, 19:44

Друг мой, посмотри трезвым на радиатор (я два раза видел) и прикинь что такое 75 киловатт в час. Поставь тридчать семь раскаленных утюгов на этот несчастный радиатор и пусть он отводит весь избыток здоровой и веселой энергии. В астрал. Непрерывно.

Друг мой, посмотри трезвым на радиатор (я два раза видел) и прикинь что такое 75 киловатт в час. Поставь тридчать семь раскаленных утюгов на этот несчастный радиатор и пусть он отводит весь избыток здоровой и веселой энергии. В астрал. Непрерывно. игорь223, 23 Июля 09, 23:45

Двигатель не работает постоянно на максимальной мощности! Максимальную мощность он отдает кратковременно, при чем, при этом автомобиль, как правило, движется с нехилой скоростью, и радиатор обдувается нехилым воздушным потоком (под сотню км/ч), который не сравним с потоком от вентилятора.

Поставь тридчать семь раскаленных утюгов на этот несчастный радиатор и пусть он отводит весь избыток здоровой и веселой энергии. В астрал. Непрерывно.

войдут 37 утюгов на 23кв м. ещё и место останется

Вот оказывается как все просто.
Тогда для воздушного охлаждения дефлегматора, чтобы отвести от него несчастный киловатт тепла, нужно площадь поверхности иметь 0,2383м2.
Блин, а я парился осенью с автономным водяным охлаждением.... ну теперь все будет по новому, после праграфа номер шесть....

Селянин, а нельзя всю страничку выложить? И ссылки. А лучше книжку. Насколько понял там мелькнула цифра скорости потока воздуха 15 м/с? Что-то на этой страничке не то, нужно посмотреть поподробнее.

Вот оказывается как все просто.
Тогда для воздушного охлаждения дефлегматора, чтобы отвести от него несчастный киловатт тепла, нужно площадь поверхности иметь 0,2383м2.
Блин, а я парился осенью с автономным водяным охлаждением.... ну теперь все будет по новому, после праграфа номер шесть....
игорь223, 24 Июля 09, 14:05

ОБрати внимание что скорость обдувающего потока тоже должна быть учтена.
Площадь в том расчёте расчитана при условии что авто едет со скоростью 50-60км в час.
Те ты должен создать на этой поверхности нехилый ветерок 15,4м/сек