Холодильники

Снова спешишь. Теплопроводность - характеристика, показывающая как тепло передаётся от одного края кубика вещества к другому. Если бы эффективность холодильника определялась только коэффициентом теплопроводности трубки, то мой нержавячий холодильник длиной 62 см можно было бы заменить аналогичным медным длиной всего 3 см. Но ведь ты не станешь утверждать, что медный холодильник длиной 3 см сможет справиться с конденсацией и охлаждением спиртового потока при мощности 3-4 кВт!
Я делал соответствующие расчеты, и пришел к таким выводам.

Коэффициент теплопроводности меди - 380 ватт/м-градус, нержавеющей стали - 17,5 (в 22 раза меньше), но не всё так печально
...
1. При равных прочих условиях, охлаждающая способность холодильника из стекла в 2,5 - 3 раза ниже, чем медного.
2. Эффективность холодильника из меди на 15% выше, чем у нержавеющего.
3. Увеличение толщины стенки медного холодильника с 1 до 2-х мм уменьшает его охлаждающую способность
меньше, чем на 1%, а нержавеющего - на 20%. Поэтому толщина медной трубки для холодильника непринципиальна, а нержавейку лучше брать потоньше.
Игорь, 25 Янв. 09, 17:39

Расчеты и рассуждения, приведшие к таким выводам, находятся здесь, ответ № 113.

... если не снесут...
victorchik, 01 Марта 09, 01:24

у нас тут ни кто пока ни чего не сносил

Да спасибо огромное, но пока у меня тоже проточная, так что метрового холодильника хватит  с лихвой! Да спасибо, victorchik, за подробный отчет!

Снова повторю - не спеши.

Мощность средней горелки плиты по паспорту составляет не 2,5, а 1,5 кВт. Если на плите одна горелка помощнее, это картины не меняет, т.к. другая будет поменьше.

Итак, имеем 6 кВт мощности брутто. Но КПД горелки, когда на ней стоит огромный куб и ограничен доступ воздуха, не будет выше -50-60%. Остальное греет воздух и травит его продуктами неполного сгорания. То есть я предполагаю, что на 4-х конфорках ты получишь в лучшем случае 3-4киловатта полезной мощности. Давай проверим по твоим данным. Уверен, ты сомневаешься в достоверности этой информации. Но она легко проверяется по твоим данным.
Считаем.

в)скорость дистилляции составила ровно 250 мл за 2 минуты
г) температура дистиллята 36 град
д)крепость дистиллята  при 20 град(охлаждал специально для измерения)- 49 %

Итак, за 120 секунд из куба испарилось 250 мл раствора спирта в воде с содержанием спирта 49%.
В таком растворе содержится 122,5 мл(97 граммов) безводного спирта и (с учетом контракции)137 граммов воды. Для испарения такого количества веществ нужно:
Для испарения спирта - 0,097 кг х 840 кДж/кг = 81,5 килоджоулей.
Для испарения воды - 0,137 кг х 2256 кДж/кг = 309 килоджоулей.

Всего за 120 секунд куб использовал на испарение 390,5 килождоулей тепла, что соответствует мощности 390.5 кДж : 120 сек = 3,25 кВт. Совсем не 8!

Проверим по другим данным.

в)скорость дистилляции 190 мл за 2 минуты
г) температура дистиллята 21 градус
д)крепость дистиллята при 20 градусах (охлаждал) 49 %

Тут будет еще меньше. Крепость та же, а количество меньше. И если испарившееся количество составляет 190 : 250 = 76% от первого замера, то полезная мощность куба тоже составит 76% от прежней величины, то есть 2,47 кВт. Это совсем слабо для 4-х конфорок.

Можно проверить для надёжности прямым расчетом.
В 190 мл самогона 49% содержится 93мл (73,5 грамм) безводного спирта и 104 грамма воды с учетом её сжатия (если сжатие не учитывать, картина будет еще хуже).
Для испарения этого количества воды и спирта нужно:
Для спирта - 0,0735 х 840 = 61,7 кДж тепла
Для воды - 0,104 х 2256 = 234,6 кДж.
Всего за 120 секунд куб отдал на испарение 296,3кДж,
что соответствует мощности 296,3 : 120 = 2,47 киловатт.
Совпало точно.
-----------------------------------------
А теперь посчитай сам. Если на твоём 45-сантиметровом холодильнике при мощности 3,25 кВт температура дистиллята составляет 36 градусов (а это уже многовато), сколько градусов будет при холодильнике длиной 20 см и мощности 4 кВт. Можно ли торопиться и рекомендовать такой холодильник коллегам?

Только без обид. Я без задней мысли делюсь навыками расчетов, которыми владею. И с удовольствием получаю и использую новую для себя информацию, в частности - твою, по зерновым бражкам.

З.Ы. Я постоянно пишу, что в вопросах электроники и ректификации я дилетант. Это действительно так. Но газ и тепломеханика - моя профессия, это как раз та тема, на которой я зарабатываю свой хлеб уже примерно 25 лет. Отсюда и такая наглость в моих постах на эту тему. Я на своём поле.

Угу. У меня 24 см на одну горелку, т.е., по оценке Игоря, менее 2 кВт. Данные victorchikа сильно занижены, нужна вдвое/втрое большая длина.

Руди, кому, как ни тебе измерить тепло, отводимое водой при простой перегонке? Кто лучше тебя измерит температуру?
Литры в минуту, дельта ТЭ в градусах, количество тепла = Цз Эм Дельта ТЭ, где Цэ = 4,18 кДж/кг-градус
Делишь итог на секунды и получаешь киловатты... И если у тебя получится 2 кВт на одной горелке, то это какая-то страшная горелка.

Кстати, есть простой способ контроля. Льём два стакана воды в электрочайник. Включаем и засекаем время закипания.
Затем 2 стакана такой-же воды наливаем в пустой горячий чайник и ставим на самую большую гореску плиты. Тоже засекаем время. По соотношению времени закипания оцениваем ориентировочную полезную мощность газовой горелки.
Пробую и отписываюсь.
====================================
Попробовал. Не электрического чайника дома не оказалось, поэтому кипятил воду на газу в кофейной турке, которую для уменьшения потерь накрыл крышкой.
Закипятил немного воды в электрочайнике, ополоснул им турку, залил по стакану воды в электрочайник (2 кВт) и в турку. Турку накрыл крышкой и одновременно зажег газ и включил чайник.
Вода в чайнике закипела через 56 секунд. В турке - через 188 секунд. "Фигассе", сказал я. Полезная мощность при кипячении воды в турке на средней (1,5 кВт) конфорке  газплиты составляет всего 600 ватт. Форма дна у турки неидеальна, с более широким дно КПД будет повыше. Но в любом случае полезная мощность, которую можно получить со средней исправной конфорки плиты, не превышает 700-800 ватт, с горелки повышенной мощности - не более 1000 ватт.

Кто будет считать флегмовое число по подведенной мощности, это следует иметь ввиду.

Игорь, про мощность горелки я как раз и полагался на твою цифру и использовал ее в качестве верхней оценки - МЕНЕЕ 2х кВт.

Хотя мне эта цифра немного сомнительна, я полагал большую горелку порядка 3 кВТ, но никогда не измерял. Точно знаю, что паспортная мощность моего водогрея - порядка 20-24 кВт. Но трудно сравнить его с горелками.

Сейчас глянул свои цифры при использовании колонны для дистилляции воды - 1.6 л/час. Получилось порядка 1250 Вт исходной мощности при 20% тепловых потерь. Это на маленькой горелке.

Скороварка на горелке сжирает почти всю мощность, потери невелики, в основном от стенок и крышки бака.

Но чем спорить - поставь на горелку чайник у которого есть ребра на дне - старой конструкции, налей воды и сунь термометр - все вопросы отпадут. Ну или я при очередной перегонке точно засеку сколько жидкости в скороварке и срисую кривую нагрева.

Спросим Газпром .

Двухконфорочная плита Вера.
Две горелки по 1,7 кВт.

Четырёхконфорочная плита Лада.
Три горелки по 1,7 кВт, одна - 2,1 кВт.

Импортные плиты могут иметь номинал и побольше, но вражеский стандарт предусматривает давление газа 200 мм.в.ст, а ваш и наш - 130. Поэтому импортные плиты сидят на голодном пайке и не могут выдать заявленной мощности.

На сайте производителя плит данные мощности те же, но есть одна интересная цифра. Производитель заявляет КПД горелок плиты не менее 58%. Так что получить со средней горелки плиты больше одного киловатта полезной мощности - чудо.

victorchik, а ты бы уточнил какой у тебя расход воды? Такое ощущение, что ты ее очень неэкономно используешь, перепад 4* маловат.

Викрорчик, тебя сбили с толку неправильные данные по мощности горелок. Если есть газовый счетчик, можно засечь сколько газа сгорает на 4-х конфорках за 1 минуту или за 10.

По поводу инжекции. Горелки плит получают 40-60% необходимого воздуха инжекцией, остальное получают непосредственно в зоне горения. Это нужно для того, чтобы внутри горелки газовоздушная смесь имела концентрацию газа выше концентрации воспламенения, которая составляет 5-15%. Это нужно для того, чтобы не было проскока пламени в горелку.

По поводу расхода воды Руди спросил потому, что по разнице температур и расходу можно оценить количество тепла и мощность, отводимую водой.

И еще немаловажно. Если включить одну горелку плиты, она получает одно количество газа. Но если рядом включить вторую горелку, количество газа, приходящее на первую, заметно падает. И так еще два раза с двумя горелками. Так что если мощность одной горелки 1,7 кВт, то когда работают все четыре, дай бог, чтобы приходило 1,5.

Самая лучшая оценка - залить в куб литров пять воды (измерить поточнее), засунуть термометр, включить 4 горелки и засечь за сколько секунд вода нагреется с 80 до 90 градусов. Это даст возможность посчитать количество получаемого кубом тепла уже с учетом всех поступлений и потерь.

При 4 градусах перепада температуры охлаждающей воды, для отвода 4 кВт нужно 14 л/минуту. Многовато, нужно увеличить перепад примерно в 2-3 раза.

Если будешь греть ровно 5 литров на 10 градусов и на это уйдёт ИКС секунд, то полезная мощность в киловаттах равна 210 делить на ИКС секунд.
Все другие значения пропорционально.

А сколько надо кВт испарить 25 литров воды?victorchik, 04 Марта 09, 20:13

Некорректный вопрос. Нет временнОй составляющей.

Это как "С какой скоростью нужно ехать, чтобы приехать из Москвы в Красноярск". Можно и 1 км/час, но ехать будешь долго.
25 литров воды можно испарить 20-ваттной электропаяльником. А можно и доменной печью.

Должно быть или "за сколько часов можно испарить 25 литров воды 10-ю киловаттным нагревом",
или "какая нужна мощность нагрева, чтобы испарить 25 литров воды за обеденный перерыв".

Это аналогично вопросу "сколько нужно человек, чтобы выпить вагон водки".

Вагон водки лучше продать, а  вырученные деньги потом пропить.

В моём отчёте выше есть перепад 8 и 6, про перепад в 4 град -это где? Я просто спрашиваю.victorchik, 04 Марта 09, 20:19

Да, это я не на ту цифру глянул. Я к тому, что нормально перепад нужно выбирать максимальный, расход воды обратно пропорционален ему. Если перепад мал, стоит увеличить длину холодильника и снизить поток воды.

Чтобы превратить 25 килограмм воды в пар (без учета нагрева до температуры кипения) нужно затратить  25 кг х 2256 кДж/кг = 56400 килоджоулей. Столько тепла выдаёт киловаттный нагреватель за 56400 секунд, или за 15 часов 40 минут
Нагревателю 5 кВт понадобится в 5 раз меньше времени - 3 часа и 8 минут.
И так далее. Если в твой парогенератор воткнуть нагреватель 8 кВт, 25 литров воды выкипят за неполных два часа от момента закипания.

Моя новая конструкция холодильника под изготовление СС(ещё не испытывал-заканчиваю доделывать). Внутри него змеевик длинной 3,5м с диаметром трубки 12мм,стенка 1мм. Пивной кег 50л(рабочий обем-40л).Газовая плита такую массу не выдержит. Поэтому прикупил горелку газовую инфрокрасного излучения-мощность 3КВ по паспорту. Подскажите приблизительное время закипания моей конструкции.
Вот фотки. И какая приблизительная мощность широкой круглой горелки в духовке газовой плиты.

Красивый дистиллятор.
По поводу времени закипания.
Я делал расчеты, у меня получилось, что 10 литров браги при мощности 1 кВт закипают за час.
У тебя 3 кВт и 40 литров, значит время закипания будет примерно 4/3 часа, то есть 1 час 20 минут.

Но есть одно "но". Расчеты учитывают, что тепло подаётся ТЭНами внутрь утепленного кега. При нагреве газовой горелкой часть тепла неизбежно будет потеряна, а кег утеплить будет проблематично. Поэтому время закипания неизбежно увеличится.

Несколько советов.
1. Нужно выяснить для какого газа предназначена горелка. Скорее всего она для сжиженного газа. Для того, чтобы горелка выдала 3 кВт, диаметр газового сопла должен быть примерно 1,6 мм для природного газа с давлением 120 мм.в.ст, или 1 мм для сжиженного газа давлением 300 мм.в.ст.
2. Нужно отрегулировать подсос воздуха. Факелочки пламени не должны иметь светящихся языков. Пламя должно быть голубым, упругим и прозрачным.
3. Для лучшей передачи тепла, дно кега нужно зачернить. Можно просто сажей.

На фото видно, что есть еще один жиклер, прикручен проволокой. Это наверно как раз для выбора сжиженного или природного?
У меня внутренние ТЭНы 2,4 кВт греют 20 литров браги до закипания 40-45 минут.

Горелка предназначена и для сжиженого и для природного газа-в комплекте две форсунки. Для регулировки давления хочу испозьвать воздушный редуктор(фирмы CAMOZZE)от 0 до 6 бар.На работе использую такие на азоте. И еще вопрос-у меня для колонны кег будет на тенах, а вот для СС второй кег я завязался с газом. Не прогорит ли со временем дно кега-не могу определить приблизительну толщину металла, как измерить.