Испытание холодильника Димрота

Провел предварительные испытания холодильника Димрота, который согнул 7 марта. Его характеристики и фото здесь.
Испытывал первый, однозаходный.

Установка для испытания представляет из себя кег с нагревателями общей мощностью 6 кВт, к выходу кега прикручена полипропиленовая труба Двн 36мм длиной около метра. В верхнюю часть трубы вставлен холодильник Димрота. Для контроля прорыва пара использовано зеркало над верхней кромкой трубы. Малейший проскок пара вызывает его мгновенное запотевание.
Испытания проводились при подаче воды "снизу вверх" и "сверху вниз" при мощностях нагрева от 1 до 6 кВт с изменением подачи воды от 2 до 40 мл/сек (от 7 до 150 литров в час).
Результаты таковы.
1. Охлаждающая способность холодильника не зависит от способа подачи воды.
2. Стекание флегмы происходит спускающейся струёй по спиральной поверхности трубки и дальше - в центр трубы с нижней петли холодильника. Если петлю отогнуть в сторону, точку возврата флегмы можно изменять.
3. Теплопотери неутепленного куба составляют 500 ватт, если на куб наброшен старый плед, теплопотери снижаются вдвое - до 250 ватт.
4. Во всём диапазоне мощности нагрева, первые признаки прорыва пара через холодильник начинались при температуре выходящей воды 75-80 градусов - на 20-25 градусов ниже точки кипения.

При мощности брутто 1 кВт (нетто 750 ватт) это происходило при подаче воды t=7^оС со скоростью 2,6 мл/сек (9,3 л/час).
При мощности брутто 5 кВт (нетто 4750 ватт) прорыв пара начинался при скорости подачи воды 16,7 мл/сек (60 л/час).
При полностью открытом кране поток воды через холодильник составлял  40 мл/сек. При такой подаче воды при мощности 5 (4,75) кВт температура охлаждающей воды повышалась с 7 до 35 - на 28 ^оС.

Выводы.
Информации для выводов маловато. Работа на воде и на спирте - не одно и то-же. У спирта гораздо более низкая температура кипения и удельная теплота парообразования. Теплопроводность спирта в 3,5 раза меньше, чем у воды, а конденсат покрывает поверхность холодильника достаточно толстым слоем и "утепляет" его. Всё это делает работу холодильника по отводу тепла в парах спирта гораздо менее эффективной, чем в водяных парах. Насколько не могу судить. Нужны опыты со спиртом.

Спокойной ночи.

Провел предварительные испытания холодильника Димрота, который согнул 7 марта. Его характеристики и фото здесь.
Испытывал первый, однозаходный.
Игорь, 11 Марта 09, 05:00

Как известно КПД холодильника сильно зависит от длины трубки из которой изготовлен змеевик.Чем длиннее тем меньше КПД. Поэтому целесообразно применять вместо одного длинного холодильника два холодильника меньших размеров.Смею предположить что КПД первого холодильника Димрота будет выше, чем второго двухзаходного.

Не думаю,alekslug. Возможно так бы оно и было, если бы спирали двухзаходника были разделены. Но путь, проходимый водой, одинаков у двух холодильников. Длина трубок-то одинаковая.

Ну если только одинаковая.Я думал что второй длиннее.
Главный критерий оценки холодильников думаю в КПД.

КПД.... А что в этом случае есть КПД?  КПД - это отношение полезной работы к затраченной. А что в этом случае работа (энергия) полезная, а что - затраченная?

Допустим, затраченная энергия - это та, которую принёс пар, а полезная - эта та, которую унесла вода холодильника.
Но пар приносит не только энергию парообразования спирта, но и тепло нагрева  спирта до Т кипения. Димрот с максимальным КПД получит пар при температуре кипения, а вернёт конденсат с температурой, равной температуре подачи охлаждающей воды. Но нам этого не надо! Нам надо вернуть спирт с максимальной температурой.

Так что КПД - не совсем тот критерий, который нас интересует. Нам нужна полная конденсация паров и минимальное охлаждение спирта. Значит нужно искать такие потоки и температуры охлаждающей воды, при которых эти условия выполняются.

Если Димрот предназначен для работы в дефлегматоре жидкостного отбора, то от должен передат воде все 100% тепла от конденсации пара, но при этом минимально охладить флегмусконденсировать всё полно

Отличная информация Игорь, спасибо. Сразу получены ответы на много вопросов.

КПД.... А что в этом случае есть КПД?  КПД - это отношение полезной работы к затраченной.
Игорь, 11 Марта 09, 14:22

В данном случае не совсем так.Под КПД следует понимать коэффициент теплообмена между охлаждающей водой и флегмой на еденицу поверхности
теплообменника измеряемого в  Вт/(м2K) Но я не теплотехник мне с тобой трудно спорить.Я это понимаю так  при минимальных затратах (трубки медной )
получить максимальную пользу ( охлаждение ) при мнимальном расходе хладоагента ( воды )

alekslug, да разве мы спорим?
Спор может быть только тогда, когда двое имеют два разных решения, и каждый считает своё решение единственно правильным. У меня решения нет. А у тебя?

Мы не спорим, а пытаемся вместе найти одно правильное решение.

Для этого мы делимся информацией и опытом, разъясняем друг другу то, как понимаем процесс и то, что хотим с ним сделать. И когда мы заговорим "на одном языке", может получится что-то путное. Так что это не спор.

Как я понял, в нашем случае ты КПД называешь интенсивность, скорость теплообмена.

Ты хочешь (почти цитирую) "получить максимальное охлаждение при мнимальном расходе воды".

Ану-ка давай поподробней.

Охлаждение - отбор тепла. Если в кубе работает ТЭН 1000 ватт, а куб вместе с колонной теряет ватт 300, до нашего холодильника дойдёт 700 джоулей тепла каждую секунду. Чтобы не терять пар, наш холодильник должен ежесекундно эти 700 джоулей тепла отдавать воде.

700 джоулей способны нагреть каждую секунду:
166 гр охлаждающей воды на 1 градус
или 16,6 гр на 10 градусов.
При любом варианте произведение градусов на граммы будет равно 166.

Вот и настал момент делать выбор.
Чем выше будет ДельтаТэ воды, тем ближе будет средняя температура холодильника к температуре пара, и тем большая площадь холодильника будет нужна для полной конденсации. Но зато воды понадобится мало.
И наоборот, дав много воды с температурой, далёкой от температуры пара, можно обойтись масеньким холодильником.

Моё пока не утвержившееся мнение таково.
Нужно создать в холодильнике достаточно быструю циркуляцию достаточно горячей воды.

Провел испытания свего Димрота.
Трубка 8 мм, длина 1 метр, вид хол-ка - классический.
Длина колонны 0,5 м, нагреватель 1 кВт.
Все работает. Но есть вопросы для ума.
При температуре на выходе 65* идет стабильный отбор паровой фазы. Со
временем, спиртуозность браги падает и температура пара повышается(?).
Температура выходной воды растет лавинообразно, флегмовое число падает,при тепературе 85* баланс
системы нарушается. Через некоторое время температура воды падает, процесс восстанавливается.
      Для поддержания работоспособности системы
1.однозначно необходима система стабилизации температуры охлаждающей жидкости.
Полностью согласен с Игорем о циркуляции горячей воды.

Но нам этого не надо! Нам надо вернуть спирт с максимальной температурой.

Нам нужна полная конденсация паров и минимальное охлаждение спирта. Значит нужно искать такие потоки и температуры охлаждающей воды, при которых эти условия выполняются.Игорь, 11 Марта 09, 14:22

2. Думаю,температура охлаждающей воды должна быть около 70*
3. Кажется сильно большой поверхность охлаждения холодильника.Для улучшения управляемости системы,
холодильник должен быть минимальным.

По моему мнению и не только, при рабочей мощности колонны в 1 Квт, температура охлаждающей жидкости необходимо держать в пределах 50-60 градусов!

По моему мнению и не только, при рабочей мощности колонны в 1 Квт, температура охлаждающей жидкости необходимо держать в пределах 50-60 градусов!
Роман Николаевич, 22 Апр. 09, 10:54

В каком месте? на входе или на выходе? Или по кругу циркулирует вода,как в автомобиле антифриз?
Если на выходе 50-60*С , а на входе Дефлегматора 8*С это хорошо?Может 15*С ещё лучше.?

Конечно на выходе!
Выходную температуру необходимо поддерживать в указанных пределах 50-60 градусов потоком входящей воды.

      Размышления у  холодильника Димрота.
Погоняв холодильник в разных режимах, хочу поделиться своими наблюдениями
и размышлениями.
    Реализованная мной схема №1 подключения охлаждающей воды достаточно эффективна
и позволяет в некоторых пределах регулировать ФЧ и получать спирт разной градусности.
Но простота- единственное достоинство этой схемы и она годна лишь как первый этап.
Водопроводный кран не дает точности в подаче воды, а сама система сильно зависит
от температуры входящей воды и колебаний напора.Т .е. невозможно при каждой перегонке
установить по каким-то делениям кран и больше не беспокоиться. Кроме этого изменения
температуры пара тоже сильно влияет на ФЧ, и подкручивая подачу воды с первого
раза не угадаешь тот поток, который нужен.
    В некоторой степени лишена указаных недостатков схема №2. В ней существует связь
между термореле и клапаном подачи воды в холодильник. Таким образом осуществляется
некоторая стабилизация температуры и потока охлаждающей жидкости, что благоприятно влияет
на стабильность всей системы питания колонны флегмой. Существенным недостатком системы, на
мой взгляд будет инерционность системы.
    Всех перечисленных выше недостатков лишена система, предлагаемая на схеме №3. Охлаждение
холодильника осуществляется закрытым и саморегулируемым контуром. Эта система не зависит ни
от колебания давления входной воды, ни от ее температуры. Возможна установка и поддержание
любой необходимой для правильной работы Димрота температуры охлаждающей жидкости и ФЧ. Таким образом
мы получаем поток и температуру воды при которых будет происходить полная конденсация паров,
а питание колонны осуществлятся флегмой с заданной температурой.
Кроме этого в каждом конкретном случае перегонки можно устанавливать необходимые
параметры, которые будут поддерживаться автоматически.

Так примерно такая схема №3 у Игоря223 и есть!

Ну, а у тебя какие мысли или предложения?

Есть мысль пристроить в водяную рубашку холодильника клапан термостата от авто. Схема в общих чертах ясна: вода подается под небольшим напором (не из водопровода!), при достижении определенной температуры приоткрывается клапан термостата. Правда, у меня не Димрот, а скорее паротрубный конденсатор.

Есть мысль пристроить в водяную рубашку холодильника клапан термостата от авто. Схема в общих чертах ясна: вода подается под небольшим напором (не из водопровода!), при достижении определенной температуры приоткрывается клапан термостата. Правда, у меня не Димрот, а скорее паротрубный конденсатор.
Magister, 22 Апр. 09, 22:44

Угу.Ыщё и стартер от Камаза.

Игорь, ты ещё не пробовал свой однозаходный димротт в деле? Я у тебя по личке просил помочь с колонной, в числе вопросов был и по димротту. Купил труку из нерж. аналогичную твоей(не то что бы я тебя копировал, просто не нашёл другую, длинна 2 м.), а сейчас думаю потянет ли аналогичный димротт мою колонну, или всё же сделать комбинированный холодильник: димротт+0,5 л. термос(рубашка между колбами).Длинна нас. части колонны 1500 мм.,диаметр 33 мм., насадка-самодельная призма аналогичная альтаировской из нерж.проволоки 0,3 мм. Как ты считал поверхность димротта? S=0.3x0.3x3.14x150=42.39 см.кв., а не 300 как у тебя может ты ошибся???.

S=0.3x0.3x3.14x150=42.39 см.кв., а не 300 как у тебя может ты ошибся???.
velikoros-88, 02 Мая 09, 21:49

Учить мат часть!

S=0.6*3.14*150=282.6

С мат. частью нормально, поторопился и посчитал не длину окружности, а площадь круга, поэтому получил не плошадь, а обьём. Спасибо за поправку(и на старуху находит проруха) .