Ступенчатая колонна - по проходному сечению

игорь223,
Ты забыл еще про свой принцип, разобраться для чего это нужно, и адекватна ли будет цена(трудозатраты). Типа если только для того что бы избавиться от захлебов, то прессостат от стиралки за 250руб выйдет дешевле, чем изготовить коническую колонну, да еще с внутренними отбойниками-стёками на стенках+ решить вопрос равномерного орошения насадки сверху+ еще что-то.

Нет, Серж - мысль здравая. Усилить тепломассообмен по всей высоте колонны - получить большую производительность при той же высоте или ту же производительность при меньших габаритах. И реализовать наверное можно - скажем ступенчато уменьшать радиус от царги к царге с отбойнимками в центр. Но вот нужно ли, если классическая колонна и так работает с запасом.
Для примера - н аднях ректифицировал 1% раствор спирта
Взял 100мл ректификата и растворил в 10литрах воды.
Запустил колонну.
Так вот, в дефлегматоре спирт, температура 78,80С
А на 2/3 колонны уже почти вода, температура 99,77С
Спирт отобрал 50мл за полчаса и померял градусность - 92%, причем во время отбора температура 2/3 уже была прочно 100С, а в дефлегматоре 83 с копейками...

Так это в условиях недостатка спирта и полноценной работы 1/3, а то и 1/5 колонны.
Спрашивается, если меня устраивает литр в час и разделение, а высота царн 1500мм меня не смущает - стоит ли конусность вводить?

Есть вероятность сложнолечимого гемороя с захлёбами в местах изменения сечения колонны

В данном направлении опыты не проводил никто. Это раз.
игорь223, 27 Мая 09, 18:56

Жаль…:(

Флегма, движимая силой притяжения, будет стекать к стенкам (без дополнительных мер) и становиться паразитной. Это два.
игорь223, 27 Мая 09, 18:56

А этот процесс кто-нибудь изучал? Насколько сильно может отличаться паразитный слой флегмы обычной колоны и конической? Мне кажется, разница будет невелика, ведь уклон стенки на полутораметровой колоне составит 1 мм на 5см высоты, тем более что насадка должна препятствовать утолщению этого слоя и отжимать флегму к центру. На форуме обсуждался вопрос вертикальности колоны, но здесь несколько иной случай, при условии вертикальности ее оси.

А вообще мысль интересная была бы, если была б достаточно проста практическая реализация такой конструкции.
игорь223, 27 Мая 09, 18:56

Все течет, все меняется и в один прекрасный момент во всех магазинах вдруг появится что то очень похожее, а мы будем не готовы к этому. А если серьезно, то думаю, что здесь собрались люди, не только для того, чтобы выпить дешево и сердито, а еще и пошевелить извилинами, хотя первое тоже не плохо. К сожалению, до сих пор не ясно, какой должна быть идеальная колона, а хотелось бы знать.

И реализовать наверное можно - скажем ступенчато уменьшать радиус от царги к царге с отбойнимками в центр. Но вот нужно ли, если классическая колонна и так работает с запасом.
игорь223, 27 Мая 09, 23:38

Вот и я говорю, что все самое хорошее происходит в верхней части колоны, поэтому она должна быть емкой, но и без низа ничего не получится, где вода и прочее будет тормозиться.
Игорь, привет Таганрогу, учился я у вас, в 80-м закончил радик, ностальгирую…

А я в 86-м поступал. РТФ, 707 специальность... передам.

Вопрос как раз в том и заключен - что такое идеальная колонна?
(отбросим мысль о том, что нет в жизни ничего идального, хи хи)

В моем понимании всегда есть оптимум, так сказать.

В моем понимании оптимум по колонне выглядит так

1. Колонна должна давать качественный спирт из любого сырья, в котором он содержится. Другой вопрос, что если в паленой водке его нет, то и ретифицировать ни хера не выйдет, но это уже другой вопрос. Итак, на типовом сырье спирт должен быть суперовским - раз.

2. Колонна должна быть технологичной, чтобы для ее эксплуатации не нужно было изобретать техостнастку, спецусловия окружающей среды и т.п. То есть пригодной к эксплуатации в бытовых условиях.

3. Колонна должна быть достаточно производительной, чтобы не растягивать ректификацию на дни и ночи без конца

4. Колонна должна работать в автономе, пригляд за ней должен быть сведен к минимуму в первой части ректификации и к почти нулю вр второй части.

5. Колонна должна быть безопасной, коню понятно.

6. Колонна должна быть по возможности недорогой в изготовлении-приобретении.

Те же критерии можно применить ко всему комплексу технических средств самогонщика, только одной из частей которого является колонна, но перечисление всего - другая история.

Так вот, грамотно спроектированная и изготовленная классическая колонна этим требованием удовлетворяет.

Эволюциональное развитие возможно, я вполне допускаю. Но сильной мотивации к этому нет - и так все хорошо, соседи завидуют черной завистью, кумовья набиваются в собутыльники...поэтому нет экспериментов с конусной или гантельной колоннами, к примеру.
А для революции в деле ректификации нужны либо серьезные теоретические и практические изыскания, либо гениальная догадка незамыленным глазом смотрящего, что, сам понимаешь, нечасто в жизни бывает. Мы-же все толчем, и небезуспешно, воду, налитую в ступу педантичным немцем полста лет тому назад....

А можно вопрос?
Мысль сделать колонну переменного сечения возникла из предположения о неравенстве потоков пара в разных уровнях колонны. Откуда это предположение? Если объем пара меняется, то как и насколько?
Для выяснения этого вопроса предлагаю рассмотреть вариант - колонна работает "на себя". Ведь это наиболее напряженный по флегме режим.
Но считать сейчас не имею времени - начинайте без меня

Примерно так. На входе колонны масса пара равна 1. В баке 40%об.

А я в 86-м поступал. РТФ, 707 специальность... передам.

Вопрос как раз в том и заключен - что такое идеальная колонна?
(отбросим мысль о том, что нет в жизни ничего идального, хи хи)
игорь223, 28 Мая 09, 14:07

ФМЭЭТ, 648
Идеальная с точки зрения процессов происходящих в колоне, чтобы ее конструкция не создавала дополнительных трудностей восходящему спирту, а всячески способствовала его выходу с минимальным количеством примесей. А дальше уже дело каждого насколько приближаться к идеалу и из каких соображений исходить.
Вот к примеру известно, что вход в колону проблемное место и в нескольких темах встречаются рекомендации по выбору диаметров элементов соединения с кубом только исходя из того, что эксплуатация конкретной конструкции показала отсутствие захлеба в этом месте. Где гарантия, что оно не снижает производительность колоны? А вот Аптекарь, например, предлагает конический вход (если совместить с конической колонной, гантель, однако получается). Так какой же должен быть вход?

А можно вопрос?
Мысль сделать колонну переменного сечения возникла из предположения о неравенстве потоков пара в разных уровнях колонны.
Игорь, 28 Мая 09, 15:38

Нет, исходная точка была из предположения, что в предзахлебнутом состоянии насадка смачивается флегмой неравномерно по высоте колоны, т.е. внизу меньше.

Появилась такая простая мысль, если придать конусность колонне проблематично, то можно взять трубу по большему диаметру, а сужение сечения к низу обеспечить более плотным его заполнением насадкой, например применением более мелкой фракции, или выполнить конус из любого инертного материала и зафиксировать его вдоль оси колоны основанием вниз исходя из расчета, что площадь оставшегося сечения будет в 2 раза меньше площади на выходе перед дефлегматором.

Нет, исходная точка была из предположения, что в предзахлебнутом состоянии насадка смачивается флегмой неравномерно по высоте колоны, т.е. внизу меньше.
kw, 28 Мая 09, 17:27

У меня нет уверенности в справедливости такого предположенич ...(ушел читать азбуку)

У меня нет уверенности в справедливости такого предположенич ...(ушел читать азбуку)
Игорь, 01 Июня 09, 15:22

А вот в 26 посту Rudy любезно предоставил графики распределения пара и флегмы по тарелкам. Хорошо видно, особенно на правом, что только к 10-й тарелке уровень флегмы стабилизируется. В случае же когда подводимая мощность будет возрастать, думаю, что графики будет сдвигаться вправо и постепенно наступит захлёб.

Если повышать мощность, то захлеб конечно когда-нибудь наступит. Но при ее увеличении, формально, никакого сдвига не будет. С точностью до изменения ВЭТС, т.е. изменения числа тарелок. Да и в этом случае сдвиг будет небольшим.

И следует еще учитывать изменение состава. Для воды и для спирта параметры насадки существенно различаются.

Нарыл у Стабникова диаграмку о составе жидкости и пара по тарелкам. ам есть такая фраза

Обмен на тарелках компонентами происходит моль на моль. Поэтому количество молей в паровом и жидком потоках остаётся постоянным по всей высоте колонны.Стабников стр 67

Это значит, что количество молей жидкости по высоте колонны не меняется. Не меняется и количество молей пара.
Сначала посмотрим по жидкости. (продолжу дома - гонят с работы.)

А как же разность теплот испарения спирта и воды? 1 кг воды(пара), скоденсировавшись, испарит 2.68 кг спирта. Отсюда и увеличение массы пара и флегмы с ростом концентрации спирта в них.

1 кг воды(пара), скоденсировавшись, испарит 2.68 кг спирта.Rudy, 02 Июня 09, 18:30

Не останавливайся... При этом спиртовый пар будет иметь такой-же объем, какой занимал водяной пар. 1 килограмм водяного пара = 56 моль, а 2,68 кг спирта = 58 молей. Чувствуешь разницу? 4%. Колонна не заметит.

Руди, так получилось, и  в этом не виноват, что количество тепла, необходимое для испарения одного моля воды и спирта очень близки.
Килограмм-моль спирта весит 46 кг. 46 х 846 = 38916 дж/моль
Килограмм-моль воды весит 18 кг. 18 х 2260 = 40680 дж/моль
Несовпадение 4%.

Всё. Ставим точку. Скорость парового потока по высоте колонны изменяется не больше, чем на единицы процентов, причем вверху пара больше.

С паром разобрались.

Теперь жидкость. 1 моль воды - 18 миллилитров жидкости, а один моль спирта - 58. Значит верхняя часть колонны втрое больше нагружена жидкостью и на 4% больше по пару, чем нижняя.

Вопрос. Где колонна должна быть шире - вверху или внизу?

Я в молях не понимаю, но постулат был о том, что смачиваемость внизу недостаточная - так оно и есть, флегмы вверху больше. Отсюда - колонна вверху должна быть шире для равномерности взаимодействия... что вроде и предлагалось. Плавно или ступенчать уменьшать сечение книзу. Или я чегото путаю?

Если изоляция плоховата(а идеальной она не бывает), низ колонны затоплен дикой флегмой. Так может снизу расширить?

А я как раз и не утверждаю что скорость будет выше. Я говорю только про массу. И следует еще учесть то, что температура падает по высоте колонны - это в минус. Но падает и давление - это в плюс.

Руди, наверное я не понял о чем речь. Я думал, что речь идет о линейных скоростях потоков пара и флегмы, а оказывается о массовых расходах...

По поводу влияние на потоки пара давления - при его изменении от 300 мм.в.ст до нуля, объем пара растет на 3%. При снижении температуры в 85 до 78, объем пара уменьшается на 2 процента. Изменение объемной скорости на 1% приведет к изменению линейной на 0,5%. Не нужно это учитывать. У нас стабильность напряжения в сети на порядок хуже.