Автор Тема: Почему конденсируется вода?!  (Прочитано 2357 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
Хотелось бы прояснить следующее. При температуре внутри колонны 79С и внешнем давлении 760 мм рт ст, процент спирта в паре внутри колонны будет 92.9%. Процент воды в том же паре 100% - 92.9% = 7,1%.
Таким образом парциальное давление паров воды будет 760мм * 7.1% = 54 мм рт ст. При таком давлении вода будет конденсироваться на поверхностях с температурой 39.5С. Но внутри колонны так же как и на всех ее поверхностях температура 79С. Объясните пожалуйста, как в таких условиях тяжелая фракция (вода) может сконденсироваться и уйти в флегму, а не пойти в отбор.



добавлено: 29-10-2015, 12:13:30
Прошу прощения, процент спирта надо учитывать молярный, т е в этих условиях 79С процент спирта в паре будет 68.4%, соответственно парциальное давление паров спирта будет 760мм * 0.684 = 520 мм рт ст. Воды 760 - 520 = 240 мм рт ст.
При таком давлении вода начнет конденсацию на 71С поверхностях. Внутри колонны температура 79С - ???

добавлено: 29-10-2015, 13:01:15
Пардон! Опять напутал - считал процент спирта в растворе, а надо в паре. Т е в этих условиях 79С молярный процент спирта в паре будет 74.3%, соответственно парциальное давление паров спирта будет 760мм * 0.743 = 565 мм рт ст. Воды 760 - 565 = 195 мм рт ст.
При таком давлении вода начнет конденсацию на 66С поверхностях. Внутри колонны температура 79С - ???!!!
« Последнее редактирование: 29-10-2015, 13:01:15 от asmel »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
ты опять напутал :)
Привет, пропажа. Давно не появлялся...
Давай сначала и по пунктам.
79 градусов... Это реальная температура пара, или столько показывает термометр? Но это не столь важно...
О какой конденсации пара в горячей неохлаждаемой колонне может идти речь? Конденсации там нет и быть не может. В колонне происходит бартер, обмен между паром и флегмой своими компонентами. "Обмен валют" по курсу 1:1. На каждую молекулу, переданную от пара флегме, приходится одна молекула, переданная в обратном направлении. И речь идет не об одностороннем обмене.  Поверхность опускающейся  жидкости окружена облаком из огромного количества оторвавшихся молекул пара, которое постоянно обновляется, но состав которого равновесен составу пара. Если из дефа опускается азеотроп, то в облаке вокруг него поддерживается такое соотношение. Из 1000 молекул пара примерно 894 молекулы спирта и 106 молекул воды.

Если 1000 молекул поднимающегося пар будет содержать больше 106 молекул воды, в спускающуюся флегму будет заскакивать больше воды, чем раньше. Пар станет содержать больше спирта, флегма - меньше.

Но и это не важно...
Важно твое не совсем верное понимание связи между температурами испарения - конденсации и парциальным давлением.

Конденсация и испарение - процессы непрерывные. Конденсация пара не начинается никогда потому, что она никогда не прекращается. Из жидкости ежесекундно вылетает стопиццот молекул, и какое-то количество молекул вылетает обратно в жидкость. Если это количество равно стопиццот одному или больше, мы наблюдаем конденсацию. Если стопиццот без одной молекулы или меньше, мы говорим об испарении.

Теперь важный момент.
Конденсация паров начинается только тогда, когда суммарное парциальное давление паров в смеси больше атмосферного давления. Тогда баланс "входа - выхода" сместится в сторону конденсации до тех пор, пока давление не выровняется. Причем соотношение между количеством ушедших в конденсат молекул спирта и воды будет зависеть от соотношения крепости жидкости и пара.
При таком давлении вода начнет конденсацию на 66С поверхностях. Внутри колонны температура 79С
Нет-нет...
Если кроме воды в смеси нет других веществ, то при таком пониженном давлении чистая вода кипит и конденсируется (если ты не напутал с цифрами).

Но если речь идет о смеси, отдельно одно вещество никогда не конденсируется. Из смеси всегда конденсируется смесь, но с другим содержанием компонентов. Так-же, как и из смеси всегда испаряется смесь... Изменение концентраций смеси при фазовых переходах всегда одинаково.

И орпять-же, ВЕРНУСЬ К НАЧАЛУ. Что значит 79 градусов? Это реальная температура смеси, или температура, к которой пришел градусник под воздействием всех факторов нагрева и охлаждения?
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
Привет!
И орпять-же, ВЕРНУСЬ К НАЧАЛУ. Что значит 79 градусов? Это реальная температура смеси, или температура, к которой пришел градусник под воздействием всех факторов нагрева и охлаждения?
Допустим, что это реальная температура смеси. Почему-бы градуснику ее не показывать правильно.
Конденсация пара не начинается никогда потому, что она никогда не прекращается. Из жидкости ежесекундно вылетает стопиццот молекул, и какое-то количество молекул вылетает обратно в жидкость. Если это количество равно стопиццот одному или больше, мы наблюдаем конденсацию. Если стопиццот без одной молекулы или меньше, мы говорим об испарении.
А как же тогда запотевают окна при понижении температуры на улице. Очень хорошо наблюдать в зимнем автобусе.
О какой конденсации пара в горячей неохлаждаемой колонне может идти речь?
В моей колонне ситуация не совсем обычная - я провожу процесс при пониженном давлении. Сразу после колонны, без димрота, идет прямоточник. Влажная насадка при испарении охлаждается и на нее садятся компоненты пара, отсюда и вопросы.
« Последнее редактирование: 30-10-2015, 01:39:17 от asmel »

Оффлайн oleg_n

  • Политолог
  • Эксперт
  • *
  • Сообщений: 4069
  • Спасибо
  • -Отправлено: 794
  • -Получено: 804
  • SZLACHTA NIE PRACUJE
    • http://labspirt.com/
я провожу процесс при пониженном давлении
а можно в цифрах? и как достигается пониженное давление?
Веду  здоровый  образ  Жизни -
Пью  из  чистых  стаканов
Курю  на  свежем  воздухе

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Этот велосипед уже проезжал тут не раз.
Если у тебя поднимаетмя пар с содержанием спирта А (%об), и если на его пути есть стенка с температурой меньше B (°С), то на стенке образуется пленка конденсата с содержанием спирта С (%об).
В таблице приведены данные для атмосферного давления. При других давлениях данные в столбце В изменяются сильно, в столбцах А и С почти не изменяются. То есть при разном давлении из одинакового пара образуется одинаковый конденсат, только при разных температурах.
Поэтому не надо ожидать, что из смеси паров при каких-то условиях на стенке будет конденсироваться только вода, а спирт пойдет дальше. Это утопия.

Цитировать (выделенное)
Почему-бы градуснику ее не показывать правильно.
Я уже устал писать об этом. Самый точный градусник показывает очень точно не температуру измеряемого объекта, а температуру, до которой нагрелся его чувствительный элемент под воздействием всех влияющих на него факторов нагрева и охлаждения.
Пусти по своей трубе чистый водяной пар при нормальном давлении. Сотни градусов на нем ты никогда не дождешься. Температура будет тем ниже сотни, чем больше влияние на градусник факторов охлаждения - теплопотерь через гильзу и провода от градусника к окружающей среде.

Обещанная таблица...

А         В            С
00   100,0   0
01   99,94   0,1
02   99,89   0,19
03   99,83   0,29
04   99,77   0,39
05   99,73   0,45
06   99,70   0,52
07   99,66   0,58
08   99,58   0,71
09   99,49   0,87
10   99,39   1,03
11   99,34   1,13
12   99,28   1,23
13   99,22   1,32
14   99,14   1,44
15   99,09   1,54
16   99,03   1,63
17   98,96   1,75
18   98,90   1,85
19   98,82   1,97
20   98,75   2,1
21   98,69   2,19
22   98,61   2,32
23   98,54   2,46
24   98,46   2,58
25   98,38   2,71
26   98,31   2,84
27   98,20   3,03
28   98,10   3,18
29   97,94   3,37
30   97,78   3,55
31   97,65   3,71
32   97,49   3,88
33   97,34   4,06
34   97,19   4,24
35   97,01   4,45
36   96,85   4,64
37   96,67   4,85
38   96,49   5,08
39   96,28   5,32
40   96,10   5,52
41   95,89   5,76
42   95,71   5,97
43   95,50   6,21
44   95,27   6,48
45   95,06   6,73
46   94,67   7,17
47   94,36   7,51
48   94,20   7,69
49   94,02   7,91
50   93,81   8,14
51   93,52   8,46
52   93,21   8,81
53   92,84   9,25
54   92,61   9,56
55   92,29   9,98
56   91,98   10,42
57   91,67   10,89
58   91,37   11,44
59   91,07   11,97
60   90,78   12,63
61   90,49   13,3
62   90,21   14
63   89,90   14,73
64   89,64   15,5
65   89,34   16,31
66   88,99   17,19
67   88,63   18,23
68   88,31   19,31
69   87,95   20,5
70   87,61   21,74
71   87,26   23,02
72   86,88   24,39
73   86,48   25,83
74   86,12   27,43
75   85,76   29,18
76   85,37   31,04
77   84,97   33,17
78   84,48   35,9
79   83,92   39,38
80   83,25   43,81
81   82,67   48,63
82   82,15   53,86
83   81,77   58,69
84   81,35   63,52
85   80,91   68,28
86   80,42   72,92
87   80,05   76,94
88   79,76   80,22
89   79,57   82,91
90   79,37   85,27
91   79,17   87,37
92   78,96   89,47
93   78,75   91,36
94   78,55   93,12
95   78,42   94,61
96   78,31   95,81
97   78,19   96,98
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн Диоген

  • Специалист
  • ***
  • Сообщений: 636
  • Спасибо
  • -Отправлено: 18
  • -Получено: 186
Температура будет тем ниже сотни, чем больше влияние на градусник факторов охлаждения - теплопотерь через гильзу и провода от градусника к окружающей среде.

А ещё надо учитывать высоту над уровнем моря.
Брауншвейгские спирали Гроссе-Ётрингхауза

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
а можно в цифрах? и как достигается пониженное давление?
В цифрах - 95% по АСП-3, насадка керамические кольца Рашига, высота колонны 100 см, 24 мм гофра. Мембранный вакуумный насос.

добавлено: 30-10-2015, 20:11:19
Поэтому не надо ожидать, что из смеси паров при каких-то условиях на стенке будет конденсироваться только вода, а спирт пойдет дальше. Это утопия.
В моем случае все наоборот (к сожалению экспериментально не подтвердилось) - по физическим законам:
1. Следствие закона Дальтона
Цитировать (выделенное)
В смеси газов, химически не реагирующих между собой, каждый компонент ведет себя независимо от других, то есть он сохраняет все свои физические свойства независимо от того, сколько других газов находится в смеси с ним.
2. Конденсация начинается при определенной температуре и определенном давлении.
3. При конденсации почти азеотропа на поверхности конденсации устанавливается соответствующая температура и эта температура выше температуры конденсации примесей. Поэтому примеси должны идти в отбор, а в флегме должен оставаться чистый азеотроп.
По физике так. Реально - не получается. В этом и суть вопросов.

добавлено: 30-10-2015, 20:18:16
Этот велосипед уже проезжал тут не раз.
Не менее 10 оттгонок  95% по АСП-3, причем автоматическая остановка процесса по истощении спирта в смеси. 

добавлено: 30-10-2015, 20:46:15
Я уже устал писать об этом. Самый точный градусник показывает очень точно не температуру измеряемого объекта, а температуру, до которой нагрелся его чувствительный элемент под воздействием всех влияющих на него факторов нагрева и охлаждения.
Не совсем понятно зачем нужен самый точный градусник. Показания нормального термометра стопроцентно воспроизводятся в соответствии с изменениями температуры. Если я определил соответствие показаний термометра с началом какого-либо процесса, то по большому счету лично мне (конечно если я не собираюсь публиковать свои результаты в мировой печати) похрену, какие цифры он показывает, главное, чтобы они воспроизводились. Когда все отработано и устаканено, можно привлечь для измерений крутые измерители.
« Последнее редактирование: 30-10-2015, 20:46:15 от asmel »

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
Есть 97% азеотроп!!!
 Забыл уточнить, установка занимает угол письменного стола, полностью автономна - задал таймер, включил в розетку и забыл. Управляется PID- регулятором температуры, тремя цифровыми термометрами, самодельным измерителем вакуума.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
97 - не азеотроп и не показатель качества. Е сейчас ректифиципую собранніе за долгое время супер-вонючие головы. Их крепость - 97,1.
Почему-бы градуснику ее не показывать правильно.
  лично мне ...  похрену, какие цифры он показывает
Все верно. Мы отслеживаем изменения температуры и помним, что абсолютной цифре верить не стоит. Но тогда не стоит ловить те самые 79, при которых что-то по твоей теории конденсируется, а что-то нет. Потому что это не 79, а скорее всего на градус-другой выше.
1. Следствие закона Дальтона
Я не знаю такого следствия. дай ссылку, ты что-то напутал.
А напутал ты вот что. Законы Дальтона описывают поведение идеальных газов, то есть газов, которые далеки от температуры конденсации.
При конденсации закон Дальтона теряет смысл. Как и закон Паскаля.
2. Конденсация начинается при определенной температуре и определенном давлении.
Бесспорно.
3. При конденсации почти азеотропа на поверхности конденсации устанавливается соответствующая температура и эта температура выше температуры конденсации примесей. Поэтому примеси должны идти в отбор, а в флегме должен оставаться чистый азеотроп.По физике так.
Не так по физике. Я уже устал бороться с этой хернёЙ и начал банить тех, до кого не доходит. Просто не хватает жизни сто раз долбить одно и то-же. РуСса08 я отправил в баН с единственным условием возврата - краткое изложение теории Сореля...

Асмел, сделай себе татуировку, запиши фломастером на ляшке любимой, или просто запомни.
Между содержанием спирта в парах  и содержанием спирта в конденсируемой из него жидкости есть определенная и неизменная зависимость.
Из пара крепостью 90% всегда конденсируется 85%-ная жидкость
из 80 - 44%
70 -   22
60 -   13
50 -   8
40 -   5,5
30 -   3,6
20 -   2,1
10 -   1,0

Из азеотропа всегда конденсируется азеотроп, а если так, сколько примесей было в парах, ровно столько-же будет и в конденсате .


Реально - не получается. В этом и суть вопросов.
Теория Сореля. И ты вышел из мрака.
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
А напутал ты вот что. Законы Дальтона описывают поведение идеальных газов,
Таки да...
Цитировать (выделенное)
Оба закона Дальтона строго выполняются для идеальных газов. Для реальных газов эти законы применимы при условии, если их растворимость невелика, а поведение близко к поведению идеального газа.
Идеальный газ, на который распространяются законы Дальтона- это такой газ, в котором между молекулами существует только ударное взаимодействие, причем как между абсолютно упругими телами, с сохранением после удара суммарной кинетической энергии, а другие взаимодействия (притяжение или отталкивание) отсутствуют.
Пар, то есть газ, находящийся вблизи зоны конденсации, не может считаться идеальным газом уже по той причине, что силы взимодействия между молекулами настолько сильны, что после соударения они не упруго разлетаются, а "прилипают" друг к другу.
По этой причине законы, справедливые для идеального газа, на конденсирующийся пар не распространяются.
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
Теория Сореля. И ты вышел из мрака.
Спасибо, посмотрю. Именно за такой информацией и захожу в форумы. Всю сознательную часть жизни занимался физикой, вернее определенной ее частью, но только сейчас на конкретной экспериментальной задаче начинаю доходить до простоты некоторых ее понятий.

добавлено: 14-11-2015, 12:37:25
Идеальный газ, на который распространяются законы Дальтона- это такой газ, в котором между молекулами существует только ударное взаимодействие
Именно для повышения идеальности и применяю пониженное давление, хотя не только для этого. Не зря же азеотроп разрушается при определенном пониженном давлении.

добавлено: 14-11-2015, 12:56:54
97 - не азеотроп и не показатель качества. Е сейчас ректифиципую собранніе за долгое время супер-вонючие головы. Их крепость - 97,1.
У меня в процессе не ацетон, а СС из вполне приличной браги.

добавлено: 14-11-2015, 13:01:55
Все верно. Мы отслеживаем изменения температуры и помним, что абсолютной цифре верить не стоит. Но тогда не стоит ловить те самые 79, при которых что-то по твоей теории конденсируется, а что-то нет. Потому что это не 79, а скорее всего на градус-другой выше.
В моем случае я отслеживал конечный продукт по АСП-3, изменить поведение запаянной стекляшки мне вряд ли удалось бы.

добавлено: 14-11-2015, 13:15:58
Между содержанием спирта в парах  и содержанием спирта в конденсируемой из него жидкости есть определенная и неизменная зависимость.
Про спирт понятно, про микропримеси не совсем. Про кипение жидкости - закон Рауля. Про конденсацию ??!.  Начинаю разыскивать теорию Сореля.

добавлено: 14-11-2015, 13:33:23

Цитата: asmel от 30-10-2015, 19:50:18

    1. Следствие закона Дальтона

Я не знаю такого следствия. дай ссылку, ты что-то напутал.
http://neft.academic.ru/118/%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%94%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B0

добавлено: 14-11-2015, 13:44:22
Теория Сореля. И ты вышел из мрака.
Чуть-чуть посмотрел. Хотелось бы что-нибудь из железячных законов.
« Последнее редактирование: 14-11-2015, 13:46:38 от asmel »

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Именно для повышения идеальности и применяю пониженное давление
Понижай - не понижай давление, когда начинается конденсация, заканчивается идеальность. Идеальный газ - это тот, в котором молекулы похожи на бильярные шары. Цокнулись и разлетелись. Если бильярдные шары будут из пластилина, они цокнутся и слипнутся. Это уже не бильярд с его правилами, и, не идеальный газ с его законами.
Про кипение-испарение из жидкости - закон Рауля. Про конденсацию ??!.
Вычеркивай вопросительные знаки. Испарение и конденсация - аналогичные процессы, но с противоположным знаком. Берешь любую аксиому или формулу для испарения и четко осознаешь, что конденсация происходит по тем-же аксиомам, но с точностью до наоборот.
Если ты кому-то подарил 30 копеек, у тебя в кошельке стало на 30 копеек меньше, а у одарённого - на 30 копеек больше. Если ты поменяешься местами с контрагентом местами и сам получишь от него 30 копеек, суть процесса не изменится, изменится только точка зрения.
Испарение и конденсация - тоже ничем не отличаются, только вместо 30 копеек мы имеем дело с 30 миллиардами молекул. Куда они переходят - из жидкости в пар, или из пара в жидкость, ни энергетики процесса, ни его сути не меняет, просто даритель и дарополучатель менются местами. Меняется не смысл процесса а только точка зрения.
Про спирт понятно, про микропримеси не совсем.
Когда ты поймешь законы испарения и конденсации бинарной смеси, все разложится по полочкам и с примесями. Будешь рассматривать бинарную смесь, один из компонентов которой - водно-спиртовый раствор, второй - примесь.
Но как и в случае с идеальным газом, тут есть одно важное ограничение. Если примесь не растворяется (изоамилол в слабом спиртовом растворе), все работает совсем по другому.
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
Цитата: asmel от 30-10-2015, 19:50:18

    2. Конденсация начинается при определенной температуре и определенном давлении.

Бесспорно.
Испарение и конденсация - аналогичные процессы, но с противоположным знаком. Берешь любую аксиому или формулу для испарения и четко осознаешь, что конденсация происходит по тем-же аксиомам, но с точностью до наоборот.
Берем два сосуда - в одном жидкость, другой пустой. Герметично соединяем сосуды. В сосуде с жидкостью идет испарение, которое начинается при определенной температуре и продолжается до определенного давления паров жидкости. Таким образом испарение происходило при каком-то давлении и температуре. В пустой банке давление и температура те же самые  Если процессы полностью обратимы, в соответствии с твоим утверждением, во второй банке должна начаться конденсация. Что-то я такого ни разу не наблюдал.

Оффлайн Игорь

  • Администратор
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 15299
  • Спасибо
  • -Отправлено: 1106
  • -Получено: 9563
  • Думи мої думи...
    • Каптерка
Чтобы процессы были зеркальными, если ты даешь какое-то количество тепла одной банке, точно такое количество тепла нужно отбирать от другой. Иначе ты повышаешь энергию всей системы.
 А если так, в этой системе количество (и давление) пара будет расти, а количество жидкости - уменьшаться. И если тепло от воторой банки не отводится, там ничего не будет конденсироваться.
Не тот глуп, кто не знает, но тот, кто знать не хочет.
Григорий Сковорода

Оффлайн asmelАвтор темы

  • Постоялец
  • **
  • Сообщений: 117
  • Спасибо
  • -Отправлено: 2
  • -Получено: 6
С теплом и с законами сохранения все понятно и неоспоримо, а вот с Дальтоном не совсем. По Дальтону разные газы в одном сосуде живут практически независимо один от другого. Отклонения от этой независимости будут для разных газов не решающе значимыми. А вот температуры конденсации для почти азеотропного спирта и микропримесей значительны. При 93.63% (объемных) спирта молярных % будет 78.45 и давление паров спирта 760*0.7845 = 596 мм рт ст. Если единственная примесь вода, то ее давление будет 760 - 596 = 164 мм рт ст - кстати не так уж и мало, но тем не менее, температура конденсации воды при таком давлении будет 62.0С. Азеотроп же при конденсации на стенках дефлегматора будет создавать температуру 78.4С. Разница в температурах 16.4С. Вряд ли отклонение от идеальности общения воды и спирта в газовой фазе создаст такую разницу. Хотя, черт его знает?!