Ректификация без колонны

CoBell, если не затруднит, в двух словах расскажи как будет работать твой терморегулятор с плавным регулированием. Как я понял, изменяя нагрев ты хочешь стабилизировать температуру пара под дефлегматором?

Пружину продают там же где продают трубы...
Kotische, 04 Февр. 09, 06:05

Это просто пружина по диаметру трубы длинной сантиметров 50 с расширением на одном конце. Есть такие на разные диаметры труб. Еще есть пружины под внутренний диаметр трубы, там на конце петелька чтобы ее вытаскивать из трубы, но из целого витка это уже не реально. А здесь просто одел ее на трубу и гнешь прям руками на коленке и сдвигаешь пружину по трубе. Продается там же где и медные трубы и металлопластиковые(кстати мп на пол дюйма гнется с ней в круг диаметром сантиметров 12) я свою купил за 54руп

Вот раз уж тема начатая селяниным получила продолжение не буду затевать новую тему, а выступлю с предложением здесь. Если вспомнить с чего у него начиналось, то есть он взял трубу и вставил ее между кубом и дистилятором. Не большое предложение по усовершенствованию трубы. Берем труборез и меняем ролик на тупой. Я на абсценте выкладывал фотографию что получается из трубы в таком случае. Но так глубоко не катаем,1-1,5мм будет достаточно, на трубе длинной 2м таких получится через 5см почти 40 штук. Потом немного плющим трубу, получается гораздо большая полощадь по которой будет стекать флегма, то есть массообмен улучшится. Наклоном трубы можно регулировать скорость стекания флегмы. Тешу себя иллюзиями что эти бугорки внутри трубы будут работать как тарелки. Жесткость трубы обеспечить не сложно, остается вопрос габаритов, правда горизонтальных, что проще. Получается достаточно просто и малометаллоемко, а то трубчатый проект выливается в большую копеечку. ПС медяшка бывает диаметром 22мм кусками по два метра

CoBell, если не затруднит, в двух словах расскажи как будет работать твой терморегулятор с плавным регулированием. Как я понял, изменяя нагрев ты хочешь стабилизировать температуру пара под дефлегматором?
Игорь, 04 Февр. 09, 09:11

Ничего нового я не делаю, просто мне самому интересно сделать термостат. Применять PIC-контроллеры у меня уже вошло в привычку, поэтому термостат делается на термометре DS18B20, мелкоконтроллерах PIC16F628A и PIC12F629, управлять ТЭНами будут два семистора, каждый своим. Мощность ТЭНа устанавливается с использованием алгоритма Брезенхема, требуемая мощность вычисляется ПИД - регулятором. Все спаяно, пишу и отлаживаю куски программ.
Сейчас у меня стабилизируется температура под дефлегматором, есть у меня чувство, что нужно переставить после ребер охлаждения и держать температуру выходящих в холодильник паров.

Попробуй Cobell  скрутить спираль из проволоки 1мм и диметром 3-4мм растяни и засунь в свою спираль на всю длинну. Она уляжется внизу и спирт возвращаясь в куб будет через нё переливатся на каждом витке, площадь массообмена увеличится а проходное сечение уменишится незначительно. Хотел у себя сделать да руки не дошли.

Сейчас у меня стабилизируется температура под дефлегматором, есть у меня чувство, что нужно переставить после ребер охлаждения и держать температуру выходящих в холодильник паров.
CoBell, 04 Февр. 09, 11:14

Ты рассказал много и ничего. Не видно самого алгоритма регулирования.

Попытаюсь надоесть тебе последний раз, и больше не буду мучить. Буду считать, что твоё хобби - хождение по граблям, а бороться с увлечением бессмысленно.

Ты пишешь, что стабилизируешь температуру под дефлегматором, но это так же бессмысленно, как и попытка стабилизировать температуру в кубе. Температура под дефлегматором, как и температура в кубе, стабильна от природы. Она зависит исключительно от двух величин - спиртуозности пара, пришедшего в дефлегматор, и давления в точке замера температуры.
Она не зависит от мощности в кубе, каким бы контроллером ты её не регулировал. Попытка поддержать температуру на мизер ниже той, которая определена спиртуозностью и давлением, приведет только к прекращению кипения, а на мизер выше  - к тому, что в дефлегматор придёт менее спиртуозный пар.
Более того, температура под дефлегматором изменяется вместе с изменением атмосферного давления.
Делая такую систему регулирования, ты переходишь из режима кипения в режим поверхностного парообразования, который отличается от режима кипения только производительностью, но никак не качеством.

Игорь, извини, но попробую возразить.

Температура под дефлегматором, как и температура в кубе, стабильна от природы. Она зависит исключительно от двух величин - спиртуозности пара, пришедшего в дефлегматор, и давления в точке замера температуры.

Ложное мнение, т.к. температура под дефлегматором в основном, зависит от температуры возвращаемой флегмы. А  мощей в кубе можно снизить давление до такой степени, что дефлегматором будет работать часть колонны, которая ниже дефлегматора, как такового. Соответственно, в дефлегматор пойдет не основной поток, а только легкокипящие фракции.

Попытка поддержать температуру на мизер ниже той, которая определена спиртуозностью и давлением, приведет только к прекращению кипения, а на мизер выше  - к тому, что в дефлегматор придёт менее спиртуозный пар.

Ну, менее спиртуозный наврятли, это определено "папой", производителем колонны, и сколько там получилось реальных тарелок, для данного, конкретного случая, (потока пара).

Более того, температура под дефлегматором изменяется вместе с изменением атмосферного давления.

С атмосферным давлением, лучше пока не связываться, пока не разобрались с основными факторами.

Делая такую систему регулирования, ты переходишь из режима кипения в режим поверхностного парообразования, который отличается от режима кипения только производительностью, но никак не качеством.

Тут тоже, извини, не согласен. Есть такая штука, как брызгоунос, чем меньше бульбАшек, тем он меньше, а значит лучше качество(работают чисто пары).

И оба вы и правы и не правы, просто нельзя в коротких фразах описать все.

Ложное мнение, т.к. температура под дефлегматором в основном, зависит от температуры возвращаемой флегмы. А  мощей в кубе можно снизить давление до такой степени, что дефлегматором будет работать часть колонны, которая ниже дефлегматора, как такового. Соответственно, в дефлегматор пойдет не основной поток, а только легкокипящие фракции. ion, 05 Февр. 09, 00:43

ion, на мой взгляд здесь Игорь ближе к истине. Температура под дефлегматором зависит от температуры конденсации легкокипящей компоненты (если ее много, если мало - отдельный вопрос). Если нет переохлаждения флегмы - то все понятно. А вот если оно есть, будет происходить следующее. Пар сконденсируется, переохладится, вернется в колонну и охладит ее так, что температура колонны станет ниже кипения. При этом поток пара на дефлегматор и флегмы с него прекратится (сама колонна сработает дефлегматором), и, соответственно, прекратится охлаждение колонны. Через некоторое время колонна прогреется и все начнется сначала. Понятно, что это упрощенно. Но такая болтанка будет идти именно на температуре кипения компоненты, а не на температуре флегмы из дефлегматора, поскольку у колонны, насадки и флегмы в ней есть теплоемкость, и нижняя температура болтанки будет заметно выше, чем у переохлажденной флегмы.

Попытка поддержать температуру на мизер ниже той, которая определена спиртуозностью и давлением, приведет только к прекращению кипения, а на мизер выше  - к тому, что в дефлегматор придёт менее спиртуозный пар.

Ну, менее спиртуозный наврятли, это определено "папой", производителем колонны, и сколько там получилось реальных тарелок, для данного, конкретного случая, (потока пара).

Попытка поддержать температуру существенно ниже той, которая соответствует колонне приведет к практически полному прекращению потока пара. А вот небольшое снижение... При уменьшении потока, ВЭТС уменьшается и разделительная способность колонны растет. Соответственно падает температура конденсации на выходе. Но это - в очень узких пределах -сотые градуса - не удержать.
То же самое и при небольшом увеличении температуры. А попытка существенно увеличить температуру приведет к очень сильному увеличению потока и захлебу.
Т.е. практически, попытка такой стабилизации бессмысленна (особенно в учетом вариаций давления). Она может сработать только на очень плохой колонне с малым числом тарелок, там область вариаций велика. Но речь-то идет именно о такой "плохой" колонне.
Другое дело, что есть более правильные способы стабилизации колонны.

Делая такую систему регулирования, ты переходишь из режима кипения в режим поверхностного парообразования, который отличается от режима кипения только производительностью, но никак не качеством.

Тут тоже, извини, не согласен. Есть такая штука, как брызгоунос, чем меньше бульбАшек, тем он меньше, а значит лучше качество(работают чисто пары).

Но производительность в этом режиме снизится очень сильно. Практически - до нуля.

Попробуй Cobell  скрутить спираль из проволоки 1мм и диметром 3-4мм растяни и засунь в свою спираль на всю длинну. Она уляжется внизу и спирт возвращаясь в куб будет через нё переливатся на каждом витке, площадь массообмена увеличится а проходное сечение уменишится незначительно. Хотел у себя сделать да руки не дошлиСелянин, 04 Февр. 09, 14:23

Затолкать спираль в трубку змеевика, считаю мысль здравая, только для меня технологически трудно осуществить - это нужно 4-х метровую спираль затолкать в 4-метровую же трубу. Еще вижу одни грабли здесь - резко повышается вероятность практически недостижимого на пустой трубе режима захлебывания (хотя не вижу вреда в захлебывании, классические тарельчатые колонны работают в этом режиме).

Режим захлёбывания на пустой трубе - весьма частое явление. Попробуй не уменьшить нагрев при простой перегонке, и пустая труба холодильника захлебнется выброшенной брагой.
При достаточном потоке пара флегма в пустой трубе будет великолепно ползти вверх. Я достаточно много экспериментировал с пустыми трубами от одиночной д.15 высотой 1,2 метра до "четырёхтрубника" на одной скороварке с четырьмя дефлегматорами и четырьмя узлами отбора. На такой конструкции получал до 500 мл/час, но получить спиртуазность выше 94% не получалось.
В процессе экспериментов я достаточно легко добивался захлёбывания, и именно на такой колонне пришел к выводу о необходимости стабилизации давления для поддержания стабильного режима разделения.

Не буду спорить, возможно путь сей заведет меня в тупик. Но я его избрал исходя из опыта работы с уже сделанной аппаратурой.

Ты рассказал много и ничего. Не видно самого алгоритма регулирования.
Игорь, 04 Февр. 09, 20:29

Алгоритм в теории автоматического управления называется пропорционально-интегрально-дифференциальный. По-простому его предначертание - приложить максимум усилий для поддержания постоянной температуры в точке измерения.

Ты пишешь, что стабилизируешь температуру под дефлегматором, но это так же бессмысленно, как и попытка стабилизировать температуру в кубе. Температура под дефлегматором, как и температура в кубе, стабильна от природы. Она зависит исключительно от двух величин - спиртуозности пара, пришедшего в дефлегматор, и давления в точке замера температуры. Игорь, 04 Февр. 09, 20:29

Игорь, извини, нисколько не умаляя твоего авторитета, сошлюсь только на еще более авторитетных мужиков - Менделеева-Клапейрона - они считают, что температура есть произведение давления на объем, только деленное на какую то газовую постоянную. (а я надеюсь контролировать температуру пара, сиречь газа(хотя измеренная температура под дефлегматором видимо будет средней от температур пара и флегмы)). И сказать, что Менделеев не знал про спиртуозность нельзя.

Она не зависит от мощности в кубе, каким бы контроллером ты её не регулировал. Попытка поддержать температуру на мизер ниже той, которая определена спиртуозностью и давлением, приведет только к прекращению кипения, а на мизер выше  - к тому, что в дефлегматор придёт менее спиртуозный пар.
Игорь, 04 Февр. 09, 20:29

Сейчас у меня происходят примерно такие процессы:
1. Куб греется на полной мощности, пока жидкость в нем не закипит и далее, пока ПАР от кипящей жидкости не достигнет места установки температурного датчика и не прогреет его до установленной температуры, при которой отключается нагрев.
2. После отключения происходит (в моем случае воздушное) охлаждение части змеевика, служащей дефлегматором и стекание сформированной флегмы.
3. После охлаждения температурного датчика до температуры включения (у меня на два градуса ниже температуры отключения) опять включается на полную мощность нагрев, опять закипает жидкость образуя пар, который опять поднимется до места установки датчика, прогреет его и отключит нагрев.
Такими циклами и работает сейчас аппарат. Сомневающихся приглашаю в гости увидеть своими глазами, что это действительно так.

Цели дальнейшего совершенствования аппаратуры три:
1. применить более точный термометр (ожидаемый результат - более четкое деление по фракциям);
2. применить микропроцессорное управление, позволяющее устанавливать требуемую температуру в точке измерения (ожидаемый результат - разделение процесса перегона на две части: - автоматизировааный отбор легкокипящих фракций или голов; - автоматизировааный отбор средней части - спирта);
3. применить пропорциональное регулирование мощности (ожидаемый результат - увеличение производительности и обеспечение опять же лучшего деления фракций)

Попутно решаемые задачи: разделить термостат на три модуля, связанные между собой телефонным кабелем и взаимодействующие посредством протокола 1-Wire (блок управления и индикации, термометр и силовой блок) - позволит утащить любой блок на длину телефонного кабеля не менее 50 м. Ну, еще одна из задач - модульное программирование на асм, но это уже личное.

Я бы не ввязался бы в проектирование термостата для перегонки самогона без положительных практических результатов, полученных на сделанной аппаратуре.

Не навязываю свое мнение, возможно оно ошибочно. Нисколько не хочу обидеть своих собратьев - самогонщиков, их мнение для меня очень ценно, и, думаю, цель у нас одна - качество нашего продукта. Термостат я все-равно доделаю и о результатах пренепременно доложу.

Режим захлёбывания на пустой трубе - весьма частое явление. Попробуй не уменьшить нагрев при простой перегонке, и пустая труба холодильника захлебнется выброшенной брагой.
Игорь, 05 Февр. 09, 04:20

Согласен, именно поэтому классически самогон в киношках показывают мутной водицей в четверти
Это при терморегулировании у меня ни разу захлеба не наблюдалось, но это скорее следствие несовершенства дефлегматора.

Специально для Кобелла.

Алгоритм в теории автоматического управления называется пропорционально-интегрально-дифференциальный.

Такого в принципе быть не может, либо делим, либо суммируем математика всё таки.

Игорь, извини, нисколько не умаляя твоего авторитета, сошлюсь только на еще более авторитетных мужиков - Менделеева-Клапейрона

Не надо ссылатся на всеми нами очень уважаемого Менделеева и менее уважаемого Клайперона, они конечно знали про спиртуозность, но закон свой выводили для идеального газа и для закрытого обьёма. А водоспиртовой пар ну ни как под это определение не подходит, тем более он в движениии, а это уже газодинамика, придётся тебе штудировать теорию паровых турбин.

1. Куб греется на полной мощности, пока жидкость в нем не закипит и далее, пока ПАР от кипящей жидкости не достигнет места установки температурного датчика и не прогреет его до установленной температуры, при которой отключается нагрев.
2. После отключения происходит (в моем случае воздушное) охлаждение части змеевика, служащей дефлегматором и стекание сформированной флегмы.
3. После охлаждения температурного датчика до температуры включения (у меня на два градуса ниже температуры отключения) опять включается на полную мощность нагрев, опять закипает жидкость образуя пар, который опять поднимется до места установки датчика, прогреет его и отключит нагрев.

А скажи пожалуйста когда же у тебя происходит массобмен между паром и жидкостью?
1. Когда трубка пустая и по ней поднимается пар.
Или
2. Когда нагреватель отключен, пара нет а жидкость стекает.
  А ты ведь писал о массобмене в самом начале, когда обьяснял принцип действия своей спирали.

Цели дальнейшего совершенствования аппаратуры три:
1. применить более точный термометр (ожидаемый результат - более четкое деление по фракциям);

  Не получится. Разделение на фракции при твоём способе точно такое же как у простого с.а. который включаешь,дожидаешся первой капли и выключаешь, и т.д.

Извини может я несколько резок, но надоело читать одно и тоже (удивляюсь как у Игоря хватает терпения писать)несколько раз. Нельзя регулировать вещи которые сами себя регулируют, нельзя регулировать температуру кипения воды в чайнике, она сама себя регулирует 100град и всё.
   Верю, что в конце концов ты придёшь к правильному пониманию физики процесса и сделаешь всё как надо, через это проходят все. Аппарат у тебя хороший и он выдаст что положено но пока  ты плутаешь. А иногда надо прислушатся.
  Честно говоря Кобелл, моё мнение о тебе изменилось и отнюдь не в лучшую сторону.

А скажи пожалуйста когда же у тебя происходит массобмен между паром и жидкостью?
1. Когда трубка пустая и по ней поднимается пар.
Или
2. Когда нагреватель отключен, пара нет а жидкость стекает.);Селянин, 05 Февр. 09, 08:00

Это происходит постоянно, потому что мгновенно пар после отключения нагрева не исчезнет, так же как не быстро испарится флегма после включения.

  Извини может я несколько резок, но надоело читать одно и тоже (удивляюсь как у Игоря хватает терпения писать)несколько раз. Нельзя регулировать вещи которые сами себя регулируют, нельзя регулировать температуру кипения воды в чайнике, она сама себя регулирует 100град и всё. Селянин, 05 Февр. 09, 08:00

Если создать условия, можно получить иную температуру кипения воды (в нашей местности вода кипит при 98,9 град C по спиртовому термометру), да и температура водяного пара не обязательно 100 град.
Ну и приношу свои пардоны за участие в дискссии, видимо неправильно ход мыслей своих илагал.

CoBell, Селянин, по большому счету, прав, у тебя сильно искаженное представление о процессах в колонне, отсюда и неверные методы. И хотя пропорциональный - интегрально - дифференциальный алгоритм и существует (в нем дополнительно учитывается не только отклонение и его интеграл, но и скорость его изменения), он не имеет отношения к твоим ошибкам. Неверен сам принцип регулирования температуры пара на выходе путем регулировки мощности нагрева. Не то, чтобы он был совсем неверен, он чрезвычайно неоптимален.

Как тебе уже несколько раз говорили, нужно стабилизировать давление в баке. Или, если хочешь, поток дистиллята на выходе, хотя это труднее.

Но самое правильное - поставить на выходе отдельный дефлегматор с частичным отбором, теплоизолировать спираль и стабилизировать давление в баке (или, на худой конец, мощность его нагрева, т.е. поток пара). Я думаю, что при этом параметры твоего агрегата существенно улучшатся. Он начнет сам себя стабилизировать и гораздо эффективнее, чем сейчас делаешь ты.

CoBell, мы тут все на тебя набросились... Главное чтобы ты не подумал, что это от внутренней противности и от желания заклевать человека со с свежими мыслями. Свежие мысли всегда продуктивны, даже если немного "не туда". Из анализ ведет к получению новых знаний. А вот свежие мысли, положенные на базу знаний, всегда гораздо продуктивней.

Про Клапейрона-Менделеева тебе уже ответили. Погоди, тебе придётся еще смириться с тем, что и закон Паскаля тоже тут не рулит. У нас не покоящаяся жидкость, не замкнутый объем, а встречный поток, жидкости и пара, которые во время процесса многократно (хотелось бы!) обмениваются друг с другом своими составными частями. Такой процесс уже не помещается в уютную формулу Клапейрона-Менделеева.

Теперь о твоем алгоритме. Опять ничего.
Цель ясна - поддержание температуры. Ее путь её достижения?

Приведу тебе этот алгоритм в моём видении.

Требования к оборудованию.
1. Давление пара в кубе стабилизировано.
2. Поток воды в первый (возвратный) холодильник подаётся порциями (клапан воды открывается на 0,5 секунды, промежуток между открытиями можно менять.

Цель регулирования - Стабилизация состава парового потока на выходе из спирали

Способ контроля состава паровой смеси - по её температуре.

Способ регулирования - изменение подачи  охлаждающей жидкости в возвратный холодильник.

Принцип регулирования.

Если температура в контрольной точке растёт, значит состав поднимающихся паров изменился, спирта в них стало меньше, а воды и тяжелых примесей больше.
Что делать?Нужно увеличить питание колонны - вернуть в неё больше спирта, который займёт верхнюю часть колонны и отожмёт воду и примеси ниже по спирали.

Если температура в контрольной точке не растёт, значит либо отбор недостаточный, либо он оптимальный. В этой ситуации можно пытаться по чуть-чуть уменьшать подачу воды в холодильник возврата до начала её роста.

Если температура в контрольной точке падает, значит система не в режиме - пар не доходит до верха спирали.

Осталось разобраться со способом определения контрольной температуры, но уже пора на работу.

CoBell, радует то, что рождаемую (или уже рожденную) тобой систему автоматизации с успехом можно применить для описанного только что алгоритма. Останется только за 5 долларов купить клапан воды от стиральной машины или посудомоечной машины.

[Но самое правильное - поставить на выходе отдельный дефлегматор с частичным отбором, теплоизолировать спираль и стабилизировать давление в баке (или, на худой конец, мощность его нагрева, т.е. поток пара). Я думаю, что при этом параметры твоего агрегата существенно улучшатся. Он начнет сам себя стабилизировать и гораздо эффективнее, чем сейчас делаешь ты.
Rudy, 05 Февр. 09, 08:45

А потом насыпать внутрь насадку и, наверное, выпрямить витки спирали. И получится колонна, хи хи...
Как кто-то здесь замечательно высказался -  все мы наверное в детстве не наигрались с машинками и конструкторами.
КоБелл просто желает идти своим путем, пусть даже он неоптимален, пусть приведет не туда, куда идет  или уже пришло большинство из нас. Поэтому несправедлива критика Селянина и не применимы будут советы Руди.
А то, что недоколонна будет вырабатывать недоспирт - так и самогон правильный иногда приятнее пьется, чем водка. И производительность иногда не главное, особенно когда процесс не менее важен для человека, чем конечный результат.

Алгоритм в теории автоматического управления называется пропорционально-интегрально-дифференциальный.

Такого в принципе быть не может, либо делим, либо суммируем математика всё таки.Селянин, 05 Февр. 09, 08:00

В линейных АСУ применяются следующие типовые алгоритмы управления (регулирования):
•   пропорциональный (П) алгоритм;
•   интегральный (И) алгоритм;
•   пропорционально-интегральный (ПИ) алгоритм;
•   пропорционально-дифференциальный (ПД) алгоритм;
•   пропорционально-дифференциально-интегральный (ПИД) алгоритм;http://window.edu.ru/...77&p_page=6

ПИД-регулятор - http://ru.wikipedia.org/wiki/ПИД-регулятор

Не, дорогие мои коллеги, не обиделся я. Не хотел никого задеть, правда. Поделился своими мыслями, чтобы ИСТИНы допытаться. И не напрасно, дали вы моим неуемным мозгам много пищи для буйства мысли. Я ошибался - это неоспоримо!
Нет отдельной температуры ПАРА как и нет отдельной температыры ЖИДКОСТИ!
Есть температура в определенной точке комплексной системы. И теперь для меня уже Х.З. какой. Но я пройду путь до упора и расскажу результаты со всей суровостью объективности. И еще раз огромное спасибо за понимание и терпение (почему то выглядит эта фраза слюняво). Просто сегодня по случаю дня рождения сестры надулся своей самогонки, как будто до этого не знал, что она класная!
Банальность: время значения не имеет, важно только качество!
(мужики! я просто мучаюсь поиском ответов на свои может быть не очень интеллектуальные вопросы)

Так и мы просто пытаемся помочь тебе разобраться. Заодно и сами себе объясняем. Пока кому-то не объяснишь толково, и сам не поймешь, проверено.