Холодильники

Наверняка ты прав. И к этому следствию

Увеличение эффективности теплообменников при увеличени потока водыИгорь, 19 Июня 10, 09:03

существует целый комплекс причин. Хотя я бы не стал утверждать, что мелочь, а что нет.

В повседневной деятельности самогонщика важно не столько понимание причинно-следственной связи, сколь понимание и применения на практике выводов. А вывод простой -

чем длиннее теплообменник (площадь теплообмена),
чем большее время пар находится в теплообменнике (площадь сечения паропровода),
чем интенсивнее теплообмен (скорость теплопередачи - материал стенок),
чем быстрее отводится тепло с поверхности стенки теплообменника(скорость протока вдоль стенок трубы)
а также чем выше разность температур взаимодействующих сред

- тем большую мощность способен теплообменник утилизировать

)))

Игорь!, с огромным интересом прочитал твою раскладку - весьма интересно. Сохранил пару последних страниц - для более тщательного переосмысления.

По поводу моего кожухотрубника - если не тяжело прикинь что получится поточнее.

Кожух - от термоса даметром 10см.
эскизы в Фотошопе показали что в нем можно теоретически
(комбинируя трубки диаметром 14,12 и 10 мм - добится поверхности (наружной) по трубкам - в пределах до 2600 см2.

Если использовать внутренний объем кожуха по максимуму -
то получаются весьма интересные цифры.
при этом зазоры между поверхностями трубок будет 5 мм, при количестве трубок до 28 штук - что реально делает эту вещь практически не выполнимой в домашних условиях.
(хотя исли испльзовать опорную плиты из меди толщиной 3-5 мм) -
для предварительного опрессовывания в них трубок (как в плите радиаторов автомобиля)
то вполне возможно сделать и в домашних условиях.

у меня в общем то есть такая возможность - но глянув рисунок такого кожухотрубника - даже меня оторопь взяла.
ну чистый ядерный реактор.

потому я решил взять золотую середину - для возможного повторения форумчанами моей конструкции.

у меня будет 14 трубок - наружным диаметром 14 мм.
внутренний диаметр - 13 мм.
вода протекает по трубкам - пар проходит в пространство кожуха. При этом между трубками получается свободное пространство около 8-9 мм.
кожух будет располагатся горизонтально - и сопрягатся с узлом отбора - что я выложил на форуме пару дней назад.

торцевые стенки ( в них впаяны трубки) - тоже охлаждаются водой - что добавляет еще эквивалент пары добавочных трубок.
имею в виду что сободное пространство стенки между трубок - тоже участвует в охлаждении.
заглушают кожух - две чашки из нержавейки.
чисто эстетически такая конструкция на колонне - смотрится вообще офигенно и честно скажу - очень красиво.
это кстати тоже немаловажный фактор - душа поет глядя на эстетику.

у меня в принципе есть все -чтобы собрать эту замечательную вещь кроме свободного времени и сверла на 14 мм.
надо идти на работу - кланятся фрезеровщикам, и опять же потеря времени.

игорь223, я пытаюсь расширить подход к пониманию теплообмена, так как укоренившийся отражает факторы, влияющие прямо пропорционально, но скрывает те, которые влияют в квадратичной зависимости.

Кроме того, мы незаслуженно обходим стороной двоякую функцию холодильника (конденсация пара и охлаждение конденсата), а для этих двух процессов нужны совершенно разные условия.

Zapal, пытаясь сделать универсальный холодильник, волей-неволей приходится раскорячиваться. Для естественной циркуляции нужны расстояния между трубками побольше, но это делает холодильник до обидного неэффективным при принудительной циркуляции. Попытка найти компромисс приводит к конструкции, неэффективной ни при естественной, ни при принудительной циркуляции. Это вроде попытки сделать универсальную дрель, которой можно будет сверлить плату и бурить бетон. Поэтому предлагаю отложить пока идею естественной циркуляции и остановиться на принудительной.

Если ты ставишь задачу утилизации 5 кВт при скорости воды порядка 10 см/сек и её средней температуре градусов 25, то удельная теплоотдача стенки составит 50 киловатт с квадратного метра (с запасом), и для твоего кожухотрубника хватит 0,1 м2 (1000 см2) поверхности трубок. Тогда нет смысла совершать подвиг с 2600 см2.

Для получения 1000 см2 достаточно 13 трубок д.12 длиной 20 сантиметров. Это простой вариант с расстоянием между трубками 12 миллиметров. НО!!! Вот за что я не люблю кожухотрубники. Чтобы создать скорость в этом кожухе всего 10 см/сек, нужно прогонять через него 40 литров воды в минуту. Это много. А при меньшей скорости воды 1000 см2 трубок не хватит.

Раскорячиваемся, делаем расстояние между трубками 5 миллиметров, трудно сверлить и паять, но это преодолимо. В результате 19 трубок, 1500 см2, а значит скорость воды уже может быть не 10, а - скажем - 8 см/сек (не точно, не проверял). Чтобы создать скорость в этом кожухе 8 см/сек, нужно прогонять через него уже не 40, а 25-30 литров воды в минуту. Всё равно много.

Чтобы этот кожухотрубник нормально работал на естественной циркуляции, площади трубок должна быть уже порядка 4000 см2, это уже практически недостижимо в таком кожухе. А если и достижимо, то расстояние между трубками будет таким, что естественная циркуляция не заработает достаточно эффективно.

Выхода нет? Выход есть. Нужно перевернуть всё вверх ногами. Пусть в трубках течет вода со скоростью - скажем - 10-12 см/сек, а пар будем подавать в кожух. Тогда суммарный поток воды по 12 трубкам (Двн10) составит 6 литров в минуту, а нагреваться она будет всего на 13 градусов. Можно внутренние водяные трубки в кожухе из пара заменить на димрот из трубы того-же диаметра. Так как поток не будет расходиться на 12 трубок, скорость воды в димроте будет около метра в секунду, хватит и одного- полутора метров для конденсации 5 кВт пара. А может и меньше. В итоге получаем дистиллятор от ХД-1

Не хочу навязывать своего мнения, это не предвзятое отношение к кожухотрубникам. Просто пришел к выводу, что они малоэффективны в применении к нашим задачам. Вернее есть решения менее трудоемкие и более эффективные.

Но я опасаюсь (может напрасно), что сконденсироваться пар успеет, а вот достаточно охладиться нет. В этом случае можно дополнить кожухотрубник (или димротник - неважно) небольшим прямоточным охладителем.

Например вот так. Предвижу вопрос и отвечаю на него сразу. Связь с атмосферой осуществляется через трубу отбора.

Gagarin, игорь223, спасибо.
Понапихивал для большей площади контакта пар-флегма. Своего рода насадка. Еще не показал систему отверстий в трубе 15. Не думаю, что будет большой брызгоунос, т.к. в нижнем участке площадь прохода больше, чем в дальнейших. Вот укоротить трубку на 8 сверху... Вернусь после обеда, перерисую.
Как эксперимент, попробую с последовательными контурами. Просто пока не подобрал крана или тройничка. Распилить трубку и соорудить параллельные контуры проблемой не будет. О восходящем участке думал... Поеду менять редукцию (не ту дали 1 шт.), куплю обвод.

Спасибо.

Выхода нет? Выход есть. Нужно перевернуть всё вверх ногами. Пусть в трубках течет вода со скоростью - скажем - 10-12 см/сек, а пар будем подавать в кожух.

В итоге получаем дистиллятор от ХД-1.

так у меня и первая конструкция - которую я полгода назад сделал -
работает по такому же принципу. там трубки не медные а латунные, никелированные - от гусаков для ванной.

и второй вариант - такой же - я ведь чуть выше тебе описал именно такой вариант. только трубки медные, очень ровные и жесткие. не гнутся совсем. то что мне и нужно.

Ну пусть будет от ХД-1,мне не жалко.

До твоих расчетов я даже и не прядставлял что все так ужасно.
я собрал, запустил, работает.
старенький насос Кама-2  от 110 вольт гонял воду в 200 литровой бочке.  и я совершенно не заморачиваясь принимал на сабя 5 кВт водяного пара.
видать он не знал что это невозможно.

Вот за что я не люблю кожухотрубники.

Их надо правильно готовить.
вкуснейшая штуковина.

кстати мой кожухотрубник - имеет 14 трубок с внутренним диаметром 13 мм.  Это 1,32 см2 площадь отверстия.
итого полная площадь всех трубок - 18,5 см2.
при скорости воды 10 см в секунду мы получим раскод 185 куб\см.
что составляет 11,4 литра воды в минуту.

если я его состыкую с насосом Агидель - с производительностю 23 литра в минуту - то скорость воды не будет превышать 25 см\сек.
вполне преемлемые цифры.

получится вполне пристойный аппарат - пригодный на все случаи жизни.  заточенный для систем автономного охлаждения - как наиболее стабильных и застрахованных от непредсказуемых случайностей.

Для дистилляции придется качнуть насоссом.
а для ректификации  справится любой маломощный насос от стиральной машины. есть у меня парочка таких насосов - единственное что меня останавливало - их убогий вид - и постоянное подтекание.
но если будет необходимо - найду хорошую коллекторную помпу с регулируемыми оборотами.

Не хочу навязывать своего мнения, это не предвзятое отношение к кожухотрубникам. Просто пришел к выводу, что они малоэффективны в применении к нашим задачам. Вернее есть решения менее трудоемкие и более эффективные

Озадачит ты меня таким резюме. Ну а чем кожухотрубник  по сути отличается от Димрота - с подачей пара в кожух.
или это уже будет трубокожухник??
да по сути то ничем кроме только что у кожухотрубника повышенная эффективность - но несколько сложновата технология изготовления.

Но почемуто Димрот всячески стараются поставить особняком - типа это какой то уникальный тип холодильников.

Да, надобы като определится с термином - кожухотрубник.
Для тебя это вода протекающая по кожуху, а для меня пар между трубами.
Если это разные вещи - тогда и надо называть их по разному.

А то мы с тобой спорим и спорим.
Для тебя стакан наполовину пуст - для меня наполовину полон.

я собрал, запустил, работает.Zapal, 19 Июня 10, 14:31

Если пар между трубками - это естественно.
Жаль, что трубки у тебя жесткие (а отжечь?). А то представь вариант - димротно-кожухттрубный гибрид - 3 или 6 параллельных трубок по принципу кожухотрубника, но не прямых, а в виде 1-2 витков каждая. Сантиметров по 40 (если 3) или 20 (если 6) каждая. Тогда и сопротивление воде будет небольшое, и пайки-сварки гораздо меньше, чем при 13-19 трубках, и длину кожуха можно раза в два уменьшить, и эффективность повысится.

Игорь, если просуммировать сказанное тобою, то оптимальным решением является инверсия змеевика в банке - через змеевик пропустить воду, а в банку подавать пар. При этом и скорость воды высокая, и площадь контакта большая и конструкция гораздо проще.

[Изготовление колонн полу-способом-2. Страница 15]
пост 291

Руди, скажу тебе по секрету - это "украдено" у Изобретателя полтора года назад, исполнено в двух десятках экземпляров и эксплуатируется потихоньку на руси ))))

Хм-м, а VOVA-M  такую штучку "накрутил"
   
Re: Изготовление дефлегматора с холодильником Димрота и перегородочным узлом отбора
« Ответ #354 : 13 Декабря 2009, 03:06 »

Перерисовал. Но перебираюсь в тему Марисса. Вчера спросонок наоффтопил.

Если пар между трубками - это естественно.
Жаль, что трубки у тебя жесткие (а отжечь?). А то представь вариант - димротно-кожухттрубный гибрид - 3 или 6 параллельных трубок по принципу кожухотрубника, но не прямых, а в виде 1-2 витков каждая. Сантиметров по 40 (если 3) или 20 (если 6) каждая. Тогда и сопротивление воде будет небольшое, и пайки-сварки гораздо меньше, чем при 13-19 трубках, и длину кожуха можно раза в два уменьшить, и эффективность повысится.
Игорь, 19 Июня 10, 15:43

Я думал над таким вариантом.
и даже попытался сделать слабую экспериментальную попытку - пытаясь навернуть на цилиндрический шаблон 5 мм трубку.
тут вылазит другая проблема - невозможность паралельного распаложения таких красивых спиралек.
вероятно изза неравномерного распределения напряжения в трубках, либо кривоватых ручек (хотя вроде не замечал) -
но у меня никак не получалось сделать совершенно равномерные и одинаковые спиральки.
диаметр оправки 60 мм.  мотал с шагом 40 мм. по 4 витка.
короче. Пока они лежат по отдельности - они одинаковые.
но когда вставляешь 6 спиралек в опорную плиту для спайки - начинается сущий кошмар.
они все оказываются разными?? на чуть чуть - но этого хватает чтобы половина витков начинала касаться друг друга.
ввиду того что это витки - они пружинят - и нихрена не хотят слушаться моих попыток их расширить отверткой.
как в анекдоте - в одном месте зализываешь, в другом рвется!!.
победила лень - устал я с ним бится.

с прямыми трубами гораздо легче.
а эффективность повышать?? - да куда уж эффективнее. это вопрос шестнадцатый по важности.
учитывая что я свой кожухлтрубник в 90 % времени буду эксплуатировать на ректификации.

Итак если подвести итоги.
Если взять холодильник Димрота, распрямить витки на несклько паралельных ветвей - мы получим кожухотрубник.
только малогабаритный, и работающий горизонтально.

Хм-м, а VOVA-M  такую штучку "накрутил"kim, 19 Июня 10, 18:14

А че, 6 квт она легко отрабатывает, даже не напрягаясь 
было бы в кубе 15 квт - и их не заметила бы, наверно 

Где-то читал, что оптимальное расположение трубок в таком конденсаторе (именно конденсаторе) всё-же вертикальное. Тогда конденсат быстрее стекает с теплообменных померхностей и толщина теплоизолирующей конденсатной рубашки поменьще. А при горизонтальном расположении охлаждающих трубок как минимум нижняя третья их часть постоянно покрыта слоем конденсата. Но это уже ловля блох. Хотя сделать сравнительный эксперимент есть смысл - а вдруг производительноть процентов на 15 улучшится?

Итак если подвести итоги.Игорь, 19 Июня 10, 19:27

Если подводить итоги не привязываясь к конструкции, это будет звучать так.

Для конденсации водно-спиртовых паров нужно иметь такую площадь поверхности (при температуре охлаждающей воды 20 градусов:

- при малой скорости охлаждающей воды вдоль теплопередающей поверхности поверхности - 1000 см2 на каждый киловатт нагрева
- при средней скорости (порядка 10 см/секунду) - в пять раз меньше - около 200 см2/киловатт
- при высоких скоростях (порядка 0,7 м/с и выше) - примерно 70 см2/кВт.

Поэтому, продумывая новую конструкцию, нельзя не обращать внимание на скорость потока охлаждающей воды.

Так, например, если конденсировать предстоит 5 киловатт пара (ну вы понимаете о чем я), используя трубку д.15 мм, испь такие варианты.
1. Просто змеевик в бочке. Длина трубы должна быть порядка 10 метров.
2. Кожухотрубник, конденсирующий между кожухом и трубками со скоростью потока воды 10 см/сек. Суммарная длина трубок должна быть чуть больше 2-х метров.
3. Дефлегматор с холодильником Димрота или прямоточник. Поток воды - больше 50 см/сек. В таких конструкциях достаточно будет одного метра трубы.

Эти выводы неполные. Рассмотрено только влияние на интенсивность теплообмена скорости потока охлаждающей воды.
Для полноты картины необходимо рассмотреть влияние скорости пара вдоль охлаждающей поверхности и расположение этой трубки, влияющее на условия стекания конденсата.

А вообще ктонибудь делал кожухотрубный охладитель (прямоточного типа, как у меня)
- чтобы он был в рабочем состоянии именно на колонне.?? хоть пообщатся о впечатлениях.
для дислилляции я гдето читал - есть несколько человек на форуме.
но меня интересует именно для ректификации.
с фотографиями - и собственным практическим мнением.
кто может предъявить такую колонну изумленному народу??

прямоточного типа, как у меняZapal, 19 Июня 10, 22:01

Похоже, Zapal, что у коллег либо внешняя рубашка охлаждения, либо "кривоточного типа" - с димротом.
Мой последний дефлегматор с димротом занимает 20 сантиметров вместе с соединительной резьбой и узлом отбора. На охлаждении 4 метра шестёрки в двуслойной спирали. Гонял без проблем максимум до 2,5 киловатт, больше не мог - захлебывалась колонна. Сначала пугало большое сопротивление, думал ставить две параллельные спирали. Но оказалось, что для ректификации достаточно очень скромного потока воды, даже не от водопровода, а от аквариумной помпы.

жаль, мне хотелось  сравнить с тем что вылупляется у меня.

я кстати не понимаю почему народ стемится все конструкции холодильников именно в вертикальном положении.
или торчащая над колонной елда  -у мужиков ассоциируется с символом жизни?? и они подсознательно самоутверждаются??

лично мне очень нравится двухзаходный холодильник Димрота - в горизонтальном положении..
единственная сложность  - в изготовлениии узла отбора.
но я блестяще решил и эту проблему.
причем узел отбора припаяный к боковой стенке (нижней, горизонтальной) - сделан с фиксацией на противоположной стенке цилиндра (кожуха).
Постредством штырька из паропроводяшей трубы - которая упирается в противоположную стенку цилиндра. жесткий двусторонний упор.
прочность получилась такая - хер об коленку отломишь узел отбора.

Т.е. на мой взгляд должна получится именно Т отбразная конструкция холодильника Димрота.
по скромным прикидам  - предельная высота достаточно 7-10 см,
а мощность можно нарастить расширяя вылет половинок в горизонтальной плоскости.

таким образом можно существенно наростить высоту насыпной части колонны - не царапая термосом потолок.

существенно наростить высоту насыпной части колонныZapal, 19 Июня 10, 23:20

Существенно? Это на сколько? Вот готовый 20-сантиметровый дефлегматор с узлом отбора. Почти готовый - верхние трубки пока не согнуты. На сколько можно сэкономить высоту, если применить горизонтальное расположение. 5 сантиметров? 10?
Если насадка - резанная мочалка, то добавочные 1-2 тарелки к имеющимся 20-30-ти  что-то изменят? А если СПН... добавка трёх-пяти к имеющимся 50-70-ти тоже никак не почувствуется.

Ты Игорь все как то нервно воспринимаешь - и безъаппеляционно обсуждаешь.
Холодильник можно расположить горизонтально - хотя бы ради уменьшешия суммарной высоты, пусть не ради увеличения насадки.
а то вот я смотрю на форуме что ни колонна - то спининг.
согласись - это не удобно.

Фото с линейкой - это мои первые димроты, они короткие и непроизводительные.

Тот, о котором я пишу, другой. Он не 50 см, а примерно 30. Подача воды в ШИМ-режиме управляется по температуре воды на выходе из димрота.
Есть фото без линейки, но с сигаретной пачкой.

 
Игорь, 16 Дек. 09, 17:05

из твоих суждений я четко вижу что короткие не котируются, надо удлиннять.
как говорится - размер имеет значение. а раз удлиннять  - то вверх. отбирая полезную высоту насадки.
теперь по тарелочкам постреляем.
Хорошо, возьму для примера свою колонну - с эффективным наполнением по насадке - 160 см.
так как у мена насадка СЦН - предположим что у меня число ТТ = 50.
Итак прикинем - 160\50 = около 3,2 см на одну тарелку - что теоретически хорошо согласовывается с диаметром моей 30 мм трубы.

высота моего дефлегматора (термос на 2 литра) - примерно 35 см.

следовательно если я сделаю горизонтальный холодильник с диаметром скажем 60 мм - то выгадаю по высоте около 29 см.
теоретически прирост тарелок  29\3.2 = 9 тарелок.  Лично я не вижу ничего стыдного - если эффективность моей колонны возрастет на 9 тарелок. с 50 до 59 .
нормальный бонус.
А ведь есть колонны у которых Димрот горадо длиннее. а насадка гораздо короче.
для них прирост будет намного выше.

Впрочем.. как вам будет угодно.  я предложил - вы отвергли. все довольны и остались при своих.

Ну а вот для примера колонна от Bitner_a. 
Вдохновленные темой про Димрот - народ кинулся строить небоскребы.
тут вообще выигрыш см под 60 будет.