Моя новая колонна: с ситчатыми провальными тарелками

Переработал брагу: 7кг сахара, 25л воды, Криворожские спиртовые, 3 дня при 30C с гидрозатвором. Не знаю, какая ее крепость. Mak210 утверждает, что не более 10*? Ну пусть.

На вторую тарелку колонны приделал шаровой вентиль - см. фото (там же видно, что на колонну теперь одета шубка). С вентиля отбирал несколько раз по 40мл после 20 мин работы колонны на себя. Каждый раз получалась крепость ~40*. В то же время с верхней тарелки шло ~90*.

Общий итог: 300 мл вонючих голов с ~85*, тело 3л ~75* за 2 часа при одной горелке ~750 Вт. Отбор никак не регулировался: не мешал вытекать из верней тарелки. Давление из-за кварца немного повысилось: с ~7 до ~9 мм.рт.ст; журчание внутри колонны стало очень похожим на звук из насадочной. Хвосты не вытягивал - барда ими очень даже воняла, не то что при простой перегонке. Тело опробовал - ничего так

Ну, теперь надо ТТ правильно прикинуть. Какие будут мнения? Видно, однако, что после куба нет укрепления на одну ТТ.

А я извратился и сделал калькулятор для колонны, работающей на себя. Работает прямо в браузере - накодировал её сам не знаю на каком языке, HTML вроде? Или джава? Но работает.
Просьба погонять. Живет прямо в Библиотеке продвинутого самогонщика, в конце списка. А можно и прямую ссылку щёлкнуть http://absinthe.ho.ua/ho.htm
Вижу только одну гадость - если спиртуозность в кубе установить НОЛЬ, калькулятор всё равно нагоняет процентики.

Как-то странно у тебя все. Распределение концентраций по тарелкам зависит от их общего числа, а оно у тебя не задается. И цифры совершенно не похожи. Что-то ты не то насчитал.

Руди извини не по теме,что то я совсем запутался.Утверждается что при давлении близком к захлебу наилучшая производительность и разделение,а ты пишешь что наилучшее разделение при низком давлении.Тогда наилучшее разделение должно быть при давлении близком к захлебу и наименьшем отборе или как?
Это для обычной колонны.

Распределение концентраций по тарелкам зависит от их общего числаRudy, 07 Мая 09, 02:20

При отсутствии отбора? Вот это номер! От кого угодно ожидал такого мнения, но не от тебя!

цифры совершенно не похожи

Какие именно?
Соотношения массовых и объемных концентраций?
Проверено по алкоголеметрическим таблицам.
Неплохой результат. Погрешность в начале равна 3%, при 50%- ноль, и меньше 1% в концу таблицы.

Что еще может быть "не похоже"? Изменения концентраций при фазовых переходах? Азеотропная точка?
Эти расчетные данные дают не худшую точность в сравнении с данными таблицы "Параметры кривой равновесия и температуры кипения", полученными от mak210.

А я извратился и сделал калькулятор для колонны, работающей на себя. Работает прямо в браузере - накодировал её сам не знаю на каком языке, HTML вроде? Или джава? Но работает.
Просьба погонять.
Игорь, 07 Мая 09, 01:26

Полезная считалка. Полином сам подобрал?

Полином сам подобрал?Reflux, 07 Мая 09, 12:21

Полином восьмой степени мне, сантехнику, не по зубам. Подсмотрел, на хоумдистиллере орг. А синусы-арксинусы подобрал сам.

Коллеги, хватит выражаться!
А то и пить перехотелось!

Руди извини не по теме,что то я совсем запутался.Утверждается что при давлении близком к захлебу наилучшая производительность и разделение,а ты пишешь что наилучшее разделение при низком давлении.Тогда наилучшее разделение должно быть при давлении близком к захлебу и наименьшем отборе или как?
Это для обычной колонны.Михаил0501, 07 Мая 09, 03:41

Если верить данным из нескольких независимых источников (Крель и др.) в насадочной колонне ВЭТС (высота эквивалентной теор. ступени) тем больше, чем выше скорость потока пара. Поэтому число эквив. тарелок растет при снижении скорости потока пара и, соответственно, улучшается разделительная способность.

При отсутствии отбора? Вот это номер! От кого угодно ожидал такого мнения, но не от тебя!Какие именно?
Соотношения массовых и объемных концентраций?
Проверено по алкоголеметрическим таблицам.
Неплохой результат. Погрешность в начале равна 3%, при 50%- ноль, и меньше 1% в концу таблицы.

Что еще может быть "не похоже"? Изменения концентраций при фазовых переходах? Азеотропная точка?
Эти расчетные данные дают не худшую точность в сравнении с данными таблицы "Параметры кривой равновесия и температуры кипения", полученными от mak210.Игорь, 07 Мая 09, 09:04

Ух, как ты не прав. По этой кривой колонна принципиально не работает!!! Т.е. она бы по ней работала, если бы не было возврата флегмы и колонна состояла бы из независимых тарелок. Но обратный поток флегмы все меняет и очень сильно.
Посмотри. Концентрация - массовая доля (не проценты).
КонТар-концентрация в тарелке,Ттар-температура тарелки
КонПар-концентрация в паре над тарелкой, Tпар-температура пара
КонФлег-концентрация во флегме стекающей сверху, ТФлег -температура этой флегмы (в последней строчке - из дефлегматора)

Число тарелок=10
Массовая доля спирта в баке=0.081
Массовая доля спирта в паре из баке=0.472
Температура пара из бака=92.519
Флегмовое число=100.000
Массовая доля спирта в возвращаемой в бак флегме=0.464
Температура возвращаемой в бак флегмы=82.321
Массовый процент спирта в дистилляте=93.952 (объемный=95.964)

N   КонТар   Ттар   КонПар   Tпар   КонФлег   ТФлег
0   0.464   82.321   0.768   82.321   0.766   79.603
1   0.766   79.603   0.848   79.603   0.847   79.004
2   0.847   79.004   0.883   79.004   0.882   78.750
3   0.882   78.750   0.903   78.750   0.902   78.612
4   0.902   78.612   0.915   78.612   0.915   78.527
5   0.915   78.527   0.923   78.527   0.923   78.469
6   0.923   78.469   0.929   78.469   0.929   78.429
7   0.929   78.429   0.934   78.429   0.933   78.399
8   0.933   78.399   0.937   78.399   0.937   78.376
9   0.937   78.376   0.940   78.376   0.940   78.376
То же для колонны из 100 тарелок
0   0.463   82.331   0.768   82.331   0.765   79.608
1   0.765   79.608   0.847   79.608   0.846   79.009
2   0.846   79.009   0.883   79.009   0.882   78.755
3   0.882   78.755   0.902   78.755   0.901   78.618
4   0.901   78.618   0.914   78.618   0.914   78.533
5   0.914   78.533   0.923   78.533   0.922   78.477
6   0.922   78.477   0.928   78.477   0.928   78.437
7   0.928   78.437   0.933   78.437   0.932   78.407
8   0.932   78.407   0.936   78.407   0.936   78.385
9   0.936   78.385   0.938   78.385   0.938   78.367

Ха, а оказывается прав ты а не я. Когда сосчитал для флегмового 100 получилось, что разница действительно практически нулевая. Я раньше считал для реальных флегмовых, поэтому и начал ругаться. Но ты прав, при работе на себя разницы нет. Посыпаю голову пеплом и каюсь!

Посыпаю голову пеплом и каюсь!Rudy, 07 Мая 09, 14:18

Это пусть пожарники головы пеплом посыпают, а прорабы - песком. Мы, самогонщики, должны поливать головы , а не посыпать. Причем головы - хвостами, а хвосты - головами
Сижу вот, думаю как бы в этот расчет вставить возможность учитывать КПД тарелок и флегмовое число...
 

Посчитал то же самое для ФЧ=10. Разница уже заметна.

Число тарелок=10
Массовая доля спирта в баке=0.080
Массовая доля спирта в паре из баке=0.470
Температура пара из бака=92.580
Флегмовое число=10.000
Массовая доля спирта в возвращаемой в бак флегме=0.382
Массовый процент спирта в дистилляте=93.524 (объемный=95.666)

N   КонТар   Ттар   КонПар   Tпар   КонФлег   ТФлег
0   0.382   83.332   0.747   83.332   0.721   79.947
1   0.721   79.947   0.832   79.947   0.820   79.196
2   0.820   79.196   0.870   79.196   0.863   78.887
3   0.863   78.887   0.892   78.887   0.887   78.718
4   0.887   78.718   0.905   78.718   0.902   78.612
5   0.902   78.612   0.915   78.612   0.913   78.539
6   0.913   78.539   0.922   78.539   0.921   78.486
7   0.921   78.486   0.927   78.486   0.927   78.446
8   0.927   78.446   0.932   78.446   0.931   78.413
9   0.931   78.413   0.935   78.413   0.935   78.413
То же для колонны из 100 тарелок
0   0.376   83.425   0.745   83.425   0.716   79.993
1   0.716   79.993   0.830   79.993   0.815   79.232
2   0.815   79.232   0.868   79.232   0.858   78.921
3   0.858   78.921   0.889   78.921   0.882   78.754
4   0.882   78.754   0.902   78.754   0.897   78.651
5   0.897   78.651   0.911   78.651   0.907   78.581
6   0.907   78.581   0.918   78.581   0.914   78.531
7   0.914   78.531   0.923   78.531   0.919   78.494
8   0.919   78.494   0.927   78.494   0.924   78.465
9   0.924   78.465   0.930   78.465   0.927   78.442

Про КПД не знаю, боюсь, что никак. А флегмовое у меня на автомате учитывается. Вот только при низких ФЧ, когда колонна начинает выходить из режима модельку разносит.

То же для ФЧ=3

Число тарелок=10
Массовая доля спирта в баке=0.080
Массовая доля спирта в паре из баке=0.470
Температура пара из бака=92.580
Флегмовое число=3.000
Массовая доля спирта в возвращаемой в бак флегме=0.128
Температура возвращаемой в бак флегмы=87.742
Массовый процент спирта в дистилляте=92.646 (объемный=95.051)

N   КонТар   Ттар   КонПар   Tпар   КонФлег   ТФлег
0   0.128   87.742   0.635   87.742   0.468   81.905
1   0.468   81.905   0.777   81.905   0.710   79.920
2   0.710   79.920   0.833   79.920   0.796   79.313
3   0.796   79.313   0.863   79.313   0.839   79.018
4   0.839   79.018   0.882   79.018   0.866   78.840
5   0.866   78.840   0.895   78.840   0.884   78.718
6   0.884   78.718   0.905   78.718   0.898   78.628
7   0.898   78.628   0.913   78.628   0.909   78.555
8   0.909   78.555   0.920   78.555   0.918   78.495
9   0.918   78.495   0.926   78.495   0.926   78.495
То же для колонны из 100 тарелок
0   0.093   89.282   0.588   89.282   0.353   83.138
1   0.353   83.138   0.751   83.138   0.654   80.336
2   0.654   80.336   0.818   80.336   0.762   79.552
3   0.762   79.552   0.850   79.552   0.811   79.212
4   0.811   79.212   0.869   79.212   0.839   79.023
5   0.839   79.023   0.882   79.023   0.857   78.902
6   0.857   78.902   0.890   78.902   0.869   78.819
7   0.869   78.819   0.897   78.819   0.878   78.758
8   0.878   78.758   0.902   78.758   0.885   78.712
9   0.885   78.712   0.906   78.712   0.891   78.676

Посчитал то же самое для ФЧ=10. Разница уже заметна.Rudy, 07 Мая 09, 14:57

Это неудивительно. Когда отбора нет, каждая тарелка находится в режиме равновесия. Сколько спирта и воды уходит с неё на верхнюю тарелку, столько же возвращается оттуда в виде жидкости с той-же температурой. Так же и с низлежащей тарелкой. Равноценный обмен одинаковым количеством вещества, отличающийся только другим агрегатным состоянием. В итоге нет переноса вешества, а есть только перенос энергии от куба к дефлегматору.

При отборе картина иная. Равновесие нарушается, помимо переноса энергии появляется перенос вещества, вода возвращается почти полностью, а спирт - нет. Пар, уходящий с каждой тарелки, содержит большее количество спирта чем флегма, возвращающаяся на неё. Вот и происходит смещение концентраций на тарелках в сторону уменьшения спиртуозности.

Полином восьмой степени мне, сантехнику, не по зубам. Подсмотрел, на хоумдистиллере орг. А синусы-арксинусы подобрал сам.
Игорь, 07 Мая 09, 13:29

Плохой полином. Смотри: Зеленое - Полином, Красное - Таблица ув. mak210, a Синее - это я там убогое неполиминомиальное приближение подобрал; завтра доподберу получше, там всего три коэффициента:

...
На вторую тарелку колонны приделал шаровой вентиль - см. фото (там же видно, что на колонну теперь одета шубка). С вентиля отбирал несколько раз по 40мл после 20 мин работы колонны на себя. Каждый раз получалась крепость ~40*. В то же время с верхней тарелки шло ~90*.
...
Ну, теперь надо ТТ правильно прикинуть. Какие будут мнения? Видно, однако, что после куба нет укрепления на одну ТТ. Reflux, 06 Мая 09, 21:48

Вот тут просьба комментировать и теоретизировать, теоретизировать и комментировать and so on. И какое там после куба на первых тарелках есть укреплениe - пусть каждый кто в теме выскажется.

Графики зависимости массовой концентрации (доли, не %!)флегмы в тарелках (колонна-10 тарелок) от ФЧ. Видно, что если ФЧ мало - в большей части тарелок концентрация такая-же как и в баке (0.0801мас, 10%об), т.е. укрепления нет.

...пусть каждый кто в теме выскажется.Reflux, 07 Мая 09, 20:57

Весёлую ты, Reflux, темку завёл. Многоплановую.
Считаем (собственно, для того и делал пограммку).
Если в кубе было 10%, значит в парах, выходящих из него, было 56%. Почему на нижней тарелке стало 40 - вопрос. Тут есть несколько вариантов.

Достаточно тяжело отобрать пробу, чтобы при этом колонна продолжала работать "на себя". А ты пробы отбирал и сверху, и снизу.
Когда отбора нет, все тарелки в равновесии - сколько на тарелку спирта и воды приходит, столько и уходит. Но если есть отбор, даже небольшой, возвратная флегма обедняется на величину отбора, и это заметно отражается на спиртуозности флегмы на тарелках.
Кроме того, тарелочки у тебя ёмкие, широкие, удерживающая способность у них высокая. Раз давление поднялось после засыпки песочка, значит жидкости стало побольше на тарелках, чем раньше. И вот в чем вопрос. Если ты отбирал 3 литра за 2 часа, то достаточно ли было 20 минут для стабилизации режима, чтобы на всех тарелках установилась её родная спиртуозность флегмы и пара? А пока идет насыщение тарелок, концентрация возвратной флегмы, приходящей на тарелку, не будет равен концентрации пара, который с неё уходит.
Это аспекты, связанные с режимом замеров.
Еще концентрация браги 10% - предположение.

Но всё-же вывод о том, что с песочком колонна стала работать лучше, можно сделать. Для получения 90% из 40% нужно три  тарелки (если в табличку подставить кубовую концентрацию 5,7), а это уже значительно лучше того, что было без песка и без "шубки".

Идём с другой стороны.
Мощность - 750 ватт, отбор проходил при крепости 75%, что соответствует теплоте парообразования смеси 1150 кДж/литр. Значит при теплопотерях куба 15%, дефлегматор выдавал 2 литра конденсата в час. Ты отбирал из них 1,5 литра в час (жадный!), значит возврат был всего 0,5 л/час, а ФЧ было равно всего 0,33. Теперь очередь за Мак-Кэбом и Тиле.

На этом месте меня подстерегал облом. Не удаётся построить график, так как рабочая линия находится выше линии равновесия. Это говорит о том, что с таким флегмовым числом укрепление невозможно.

Теперь, Reflux мучайся сам, а я пошел спать .

...
Идём с другой стороны.
Мощность - 750 ватт, отбор проходил при крепости 75%, что соответствует теплоте парообразования смеси 1150 кДж/литр. Значит при теплопотерях куба 15%, дефлегматор выдавал 2 литра конденсата в час. Ты отбирал из них 1,5 литра в час (жадный!), значит возврат был всего 0,5 л/час, а ФЧ было равно всего 0,33. Теперь очередь за Мак-Кэбом и Тиле.

На этом месте меня подстерегал облом. Не удаётся построить график, так как рабочая линия находится выше линии равновесия. Это говорит о том, что с таким флегмовым числом укрепление невозможно.
...
Игорь, 08 Мая 09, 03:05

Это серьезный аргумент. Я сегодня думал над этим. Завтра измерю мощность горелки более точно. Дело в том, что я просто грел ею маленькую кастрюльку с водой, диаметром чуть больше горелки - когда измерял мощность. Много горячих газов убежало мимо нее; и потери кастрюльки я тоже не учитывал. Наверное, в случае с большим кубом все значительно по-другому. И можно ~1 кВт ждать. Тогда и с флегмой будет лучше.

А вместо полинома попробуй (для начала) вот это выражение. Оно родилось из предположений, что кривая равновесия есть просто борьба двух функций, когда они в сумме: экспоненциальной и показательной; вероятно, что-то такое и в физической природы испарения-конденсации присутствует: