Осознанное управление жидкостным отбором.

[gasblender]

Ио, который позволяет колонне сохранять максимальное насыщение. Идеальный - это максимальный из тех отборов, которые не приводят к медленному, постепенному истощению колонны.

Ио=поступлению АС  за единицу времени Ио.

[Игорь]

Не "зашкал" температуры, а в колонне не останется "спирта" через  Т1= V /(Фо - Ио)

если в колонне не останется спирта, можно заканчивать ректификацию, сливать весь отбор в куб и начинать все сначала.
Если датчик температуры стоит на 20 см высоты колонны. объем V - это примерно1/7 часть насадочной части, или примерно 70 мл для колонны Ду50.

Я привязался бы к количеству АС, которое поступает в колонну в единицу времени из куба, в зависимости от уменьшения фактической крепости (истощения) СС т с учетом  уже произведенного отбора определенного объема АС.

Ио=поступлению АС за единицу времени

Стоп... Тут грабли. Это не так.
С этим давно пора разбираться...

Спирт. поступающий в колонну, условно делится на три части, две из которых могут быть нулевыми. а третья - нет.
Первая - эта та, которую мы отбираем. Может быть нулевой.
Вторая - которая пополняет "кредитный лимит" в той части насадки. которая находится ниже точки термоконтроля. Может быть положительной, нулевой и отрицательной (если мы берем у колонны "в долг").
Третья, о которой многие забывают - это та часть, которая возвращается в куб. При ректификации, пока существует возврат флегмы, она не может быть нулевой - всегда положительна, и не может быть больше количества спирта, покидающего куб, то есть всегда находится в четких границах.
Надо помнить, что концентрация спирта в возвращаемой флегме не может быть ниже ее концентрации в кубовой жидкости и не может быть выше концентрации спирта в поднимающемся из куба паре.

При штатном режиме обычного отбора тела есть несколько вариантов состояния этих трех частей.

Оптимальный вариант, когда первая часть (отбор) имеет оптимальное значение. Оптимальность характеризуется двумя другими частями. Вторая должна быть равна нулю (колонна полностью насыщена), третья должна быть минимально возможной (температура и крепость возвращаемой в куб флегмы максимально близка к температуре и крепости кубовой жидкости).

Вариант с завышенным отбором - первая часть (отбор) больше оптимума. Это сопровождается отрицательным значением второй части (мы добираем часть спирта из "кредитного лимита") и минимальным значением третьей части (в куб возвращается минимально возможное количество спирта - столько-же, сколько и в оптимальном варианте).
Через некоторое время работы в таком режиме нижняя часть колонны останется без спирта (с водой), температура в контрольной точке поползет вверх и мы остановим или уменьшим отбор.

Вариант с заниженным отбором. Отбор ниже оптимального, колонна насыщена, вторая часть равна нулю. Третья часть больше, чем в предыдущих вариантах. Возврат завышен, в куб возвращается флегма с температурой ниже, и с крепостью выше, чем температура и крепость кубовой жидкости.
Этот вариант нельзя определить по температуре в насадке, так как колонна насыщена, движения концентраций нет и температура в ней не изменяется.

Работа на себя. Если колонна насыщена (вторая часть равна нулю), при остановке отбора (первая часть равна нулю), возврат в куб достигает максимального значения. По объему и крепости возврат становятся равным выходу пара из куба, а температура возвращаемой флегмы становится минимальной - равной точке конденсации кубового пара.

Есть еще непродолжительные переходные варианты.
Например, при остановке отбора после истощения "кредитого лимита" сначала происходит его пополнение, возврат в куб соответствует минимуму. По мере пополнения кредита, растет количество возвращаемого в куб спирта и после завершения насыщения колонны наступает уже рассмотренный вариант работы на себя.

Что происходит при широко используемом старт-стопе.
Если 2-3 часа не происходит ни одного стопа, это говорит о том, что либо отбор оптимален. либо (что вероятней)  отбор занижен и недоотобранный спирт бесполезно стекает не в отбор, а в куб. На его выпаривание снова надо тратить энергию и время. Кипячение спиртов с кислотами затягивается ... со всеми вытекающими...

Наступает момент, когда отбор оказывается завышенным, и сначала возврат спирта в куб становится оптимальным (минимальным), а потом нехватка приходящего из куба спирта начинает компенсироваться за счет "кредитного лимита" - за счет уменьшения насыщения нижней части колонны.

............. продолжу позже.......

[vadiv]

Ио=поступлению АС  за единицу времени Ио.

Что такое Ио ?
Можно узнать кто дал это определение ?
Как его перевести на язык математики (хоть в первом приближении).

Я думаю надо в начале попробовать создать правильно построенную, описательную математическую модель (упрощенной, с определенными допущениями), ректификационной колонны.

[gasblender]

Что такое Ио ?
Можно узнать кто дал это определение ?

В данном топике пользуемся определениями и рассматриваем допущения и формулы, предложенные топикстартером в первом и втором постах.

[vadiv]

Если датчик температуры стоит на 20 см высоты колонны. объем V - это примерно1/7 часть насадочной части, или примерно 70 мл для колонны Ду50.

Стабильная температура на датчике температуры на высоте 20 см высоты колонны, показывает не то, что там уже спирт, а показывает, что в колонне установился равновесный режим работы колонны. И я думаю, что ниже датчика (как в прочем и на некотором расстоянии выше него) не чистый спирт.

А вот про остальное я и писал, только предлагаю попытаться перейти (определить) к объемама формульно (например определив формульно зависимость отбора в каждый момент времени исходя из
- объема и крепости исходного СС
- подводимой мощности (теплопотерь)
- объема отобранного спирта к этому моменту времени

И тут надо понять как определить спиртуозность флегмы стекающей в куб. От чего она зависит и как ее определить. Граничные условия ты уже описал.

[Игорь]

Я думаю надо в начале попробовать

Так и действуем. В начале я дал некоторые определения,в том числе и "Ио".
Цитирую самого себя.

Существует какой-то идеальный отбор Ио, который позволяет колонне сохранять максимальное насыщение. Идеальный - это максимальный из тех отборов, которые не приводят к медленному, постепенному истощению колонны. Такой отбор нам желательно поддерживать.

Это тот отбор, на поиск, на вычисление которого направлены все дальнейшие телодвижения.

[Игорь]

Стабильная температура на датчике температуры на высоте 20 см высоты колонны, показывает не то, что там уже спирт, а показывает, что в колонне установился равновесный режим работы колонны.

При работе на себя, каждые 1,5-2 сантиметра насадки - это одна ступень разделения, и 20 сантиметров высоты - это порядка 10 ступеней.
Если в кубе всего 10% спирта, при работе на себя, спиртуозность под насадкой, прямо на путанке - 55%, через 2 сантиметра - 82%, через 4 - 92%, на уровне 10 см - 94%, а на 20 - 96%.
Стабильная температура в этом уровне говорит о том. что пора начинать отбор, а рост температуры - о том, что насыщение нижней (под датчиком) зоны насадки начало снижаться.

предлагаю попытаться перейти (определить) к объемам формульно (например определив формульно зависимость отбора в каждый момент времени исходя из - объема и крепости исходного СС - подводимой мощности (теплопотерь) - объема отобранного спирта к этому моменту времени

Есть много факторов, влияющих на процесс ректификации, которые мы не только не в состоянии учесть, но даже не подозреваем об их существовании. В такой ситуации пытаться напрямую вычислить правильный отбор достаточно сложно.
Кроме того, даже если нужная величина отбора будет вычислена, достаточно сложно с нужной точностью установить правильный отбор, ведь текучесть спирта зависит от его температуры, и при одинаковых параметрах ШИМ и линии отбора, отбор будет изменяться вместе с изменением температуры и потока охлаждающей воды, и от температуры в помещении...
Можно, конечно, поставить еще 22 разных датчика, но на мой взгляд это не тот путь.

Единственно действенное решение в такой ситуации - использование обратной связи. Мы находим параметр, явно указывающий на некорректность режима, и следя за ним,  изменяем отбор, стремясь держать этот параметр обратной связи в заданных границах.
Один из таких параметров - температура в какой-то точке насадки.
Этот параметр позволяет достаточно точно определить избыточность отбора, но никак не определяет его недостаточность. Поэтому я и ищу способ определять оптимальный отбор используя именно этот параметр. Один.
Для этопго редполагаю к термометрии добавить хронометрию и вычислять оптимальный отбор путем несложных вычислений.
Если установленный отбор окажется чуть больше вычисленного, нужного значения, обратная связь покажет это, а формула покажет на сколько процентов нужно изменить отбор.

[GrOV]

Единственно действенное решение в такой ситуации - использование обратной связи. Мы находим параметр, явно указывающий на некорректность режима, и следя за ним,  изменяем отбор, стремясь держать этот параметр обратной связи в заданных границах.
Один из таких параметров - температура в какой-то точке насадки.
Этот параметр позволяет достаточно точно определить избыточность отбора, но никак не определяет его недостаточность. Поэтому я и ищу способ определять оптимальный отбор используя именно этот параметр. Один.

И параметр этот, единственно необходимый - скорость изменения температуры на контрольной тарелке...
Имхо...
(Осенило тока шо, хотя уже достаточно мучаюсь такой же мыслью...  :)..
Гы,  всё просто  - как два пальца!.. :D )

Для этопго редполагаю к термометрии добавить хронометрию и вычислять оптимальный отбор путем несложных вычислений.

Вот-вот...Скорость изменения температуры идеально вписывается в алгоритм,
а уставка(величина) этой скорости - функция от кубовой температуры...

[serg0028]

Продолжение будет? Как по мне, очень интересная тема. Никак не могу определится со скоростью отбора.

[variaevg]

Хорошая тема подзаглохла.
А как такой алгоритм:
ПИД регулятор температуры на 20 см посредством изменения отбора?
Задаем температуру, период и длительность импульса открытия клапана, периодичность замера температуры, ну и конечно коэффициенты ПИД.
ИМХО можно удержать колонну в заданном тонусе, особенно при стабилизированном нагреве.
Припоминаю, что или на форуме или в личке Игорь писал, что делал такой регулятор для регулировки температуры дистиллята посредством управления клапаном охлаждающей воды.
Кто бы написал программку?

[GrOV]

Ничего не заглохло - тема инвариантна...
Из неё выросли - влияние атмосфеоного давления, шпора для отбора, заготовки для расчётов и многие другие...
По сути: куб никогда не знает - что делает колонна(почти)...
Колонна, напротив - всегда в курсе - что творит куб...
Когда-нить вернёмся и к моменту, описанному в топике.....