Влияние атмосферного давления.

[chelovechik]

Тогда можно писать лог давления и ежели кто в Киеве будет проводить ректификацию, можно будет увязать показания датчиков температур колонны и значений атмосферного давления, его перепадов.

А зачем?
есть колонна , есть режим стабилизации, У него есть свои температуры, есть дельта температур которая не изменяется со скачками давления.  Вроде так или нет?

[Игорь]

есть дельта температур которая не изменяется со скачками давления.

Меняется если датчики далеко один от другого. А вот если один датчик в кубе, а второй - на 5-ти сантиметрах насадки, дельта не зависит от атмосферного давления, но сильно зависит от отбора.  Причем недостаточному отбору соответствует одна дельта, оптимальному - другая, избыточному отбору - третья.

[chelovechik]

Меняется если датчики далеко один от другого.

Дык на них действуют одинаковые изменения давления, почему тогда дельта меняются? ???  Один подрос и второй тоже!

[Игорь]

Первый раз я использовал дельту для управления отбором 4 года назад в автоматике для Романа Николаевича. На той колонне впервые был получен спирт, который соответствовал стандарту. Стало абсолютно ясно, что дельта рулит (наш Дельта тоже рулит :))
В той схеме невозможно было увидеть температуру, можно было только, видеть на сколько ступенек изменилась дельта по сравнению в режимом работы на себя и установить, при каком изменении дельты уменьшить заранее заданный начальный отбор вдвое, а при каком - совсем остановить его.

Spoiler

Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

[close]

Кстати, тогда было замечено, два момента.
Первый из них можно использовать и в дальнейших разработках.
Дельта быстро растет при всех неприятностях в колонне. Что бы ни произошло - мало воды, перегрев куба, недогрев куба (обрыв ТЭНов), захлеб колонны, повышенное давление, пониженное давление - при всех неприятностях дельта вырастает на пол-градуса и этот сигнал можно смело использовать для остановки системы.
Второе наблюдение парадоксально. При начале отбора нижняя температура должна расти, верхняя стоять на месте, дельта "низ минус верх" должна увеличиваться. о многократные наблюдения показали, что при пуске отбора после работы на себя, первое, что делает дельта, это уменьшается на 0,05 - 0,1 градуса, и только через некоторое время возвращается к прежнему значению.
Я делал какие-то предположения о природе этого явления, но потом перешел на управление с помощью покупных терморегуляторов и забросил дельту. А сейчас буду возвращаться к ней.

Я хреновый коммерсант. Сделал тогда три таких блока управления отбором, один отправил заказчику, сам увлекся следующими разработками, и два почти готовых блока так и лежат у меня на полке :) Схему я выкладывал на форуме, но не уверен, что кто-то повторил ее.

Теперь об изменении дельты связанном с изменением давления...

Расчет с такими исходными данными.
Верхний датчик стоит вверху колонны, там, где концентрация равна 97%, а избыточное давление равно нулю.
Нижний датчик стоит внизу колонны, там, где крепость равна 95%, а избыточное давление равно 25 мм.рт.ст.
Колонна работает в идеально стабильном режиме. Ничего не меняется кроме атмосферного давления.
Смотрим как такое изменение влияет на дельту.

Вариант 1.  Атмосферное давление 740 мм.рт.ст.
Низ насадки. Температура 78,45.
Верх насадки. Температура 77,48.
Дельта 0,97 .

Вариант 2. Атмосферное давление 760 мм.рт.ст.
Низ 79,11. Верх 78,16.
Дельта 0,95.

Вариант 3. Атмосферное давление 780 мм.рт.ст.
Низ 79,75 Верх 78,82.
Дельта 0,93 .

Выводы? Дельта изменяется не только при изменении режима, но и при изменении атмосферного давления. Правда незначительно.

Гораздо сильнее влияют на изменение дельты изменение температуры в помещении, где идет ректификация и сквозняки. Как я заметил, сквозняк влияет на верхний датчик больше, чем на нижний, и вызывает ненужное снижение отбора.

[sviteck]

Сейчас идет ректификация.  Давление на смартфоне 745 .
Верх насадки 77.5   низ насадки 78, 5 -78.4.  Знал что атмосферное давление влияет. Но чтоб настолько. Хоть ректификацию привязывай к прогнозу погоды :) А то всера пасмурно было , а сегодня проясняется и давление растет по барометру, не по теории. Растет Т в низу насадки . И как будто отбор завышен, хотя не так

[chelovechik]

Верхний датчик стоит вверху колонны, там, где концентрация равна 97%, а избыточное давление равно нулю.

А что мешает его опустить на высоту 70-100 см от низа? И дельта будет более стабильная.



ps Буду запускать процесс, притулю барометр и сниму все логи по системе!

[Игорь]

Если бы позавчера кто-то начал ректификацию около 20:00 вечера при давлении 770 мм.рт.ст. то, через сутки с небольшим, он бы её закончил при 752 мм...Температура кипения азотропа (в дефлегматоре например)  изменилась бы с  78,48С до 77,78С... А вот в кубе, при давлении +20 мм. ртути избыточного и крепости навалки в 40%об. температура была бы  85,12С при 790( 770+20)... Если бы эти полтора суток колонна работала на себя (без отбора), то при давлении 772( 752+20) температура кипения смеси была бы 84,51... Разница -  0,61С при той же крепости.. :( .. В шесть(!) раз больше уставки в 0.1С, на которую у меня позволительно изменяться дельте... Если представить, что всё это время был отбор, и давление росло, а не падало - то есть температура нижнего датчика в колонне запаздывала в реакции на понижение спиртуозности - какой бы спирт мы получили в отборе без использования дельты между ДЕФом и низом колонны? Правильно - негожий...

Не понял... у тебя дельта измеряется между дефом и кубом? Или между дефом и низом колонны?
Нет, Олег, нижний градусник у тебя стоит не в кубе, а в зоне достаточно крепкого спирта. И отбор ты ведешь так, чтобы температура на нижнем градуснике не росла. А дельту используешь именно для устранения влияния колебаний давления.
Посмотри мой вчерашний пост. При изменении давления на 40 м ртути - с  740 до 780 мм.рт.ст дельта меняется всего на 4 сотых.
Ты ошибаешься. считая, что дельте нужен барометр. Если есть барометр, не нужна дельта, можно работать по фактическому изменению температуры. Если есть дельта, барометр не нужен.
Что лучше? Разумеется дельта. И не только потому, что дельта - это легкое вычитание, а барометр - это сложные расчеты. Дельта лучше тем, что кроме устранения влияния давления, она хоть не совсем точно, но все-же компенсирует влияние изменения температуры помещения.

Олег, еще один момент.
При разгоне колонны, при отборе голов и подголовников и при отборе прихвостней дельта нас не интересует. Мы используем дельту только при отборе товарного спирта, и если он идет сутки, это плохо.
И не столько по причине возможных колебаний давления за эти сутки, а по известной тебе причине наработки сложных эфиров.
Отбор товарного спирта нужно заканчивать за 10-12 часов максимум. И если за это время барометр улетит миллиметров на 5, ничего страшного не случится. Изменения давления на большую величину - это скорее не правило, а несчастный случай... с которым ректификатор либо вообще не сталкивается. либо сталкивается максимум раз в год.

Для корректного и безошибочного управления отбором, можно один раз в час останавливать отбор, измерять температуру (или дельту) при работе на себя и корректировать пороговое значение температуры.

[ГОГа]

Отбор товарного спирта нужно заканчивать за 10-12 часов максимум. И если за это время барометр улетит миллиметров на 5, ничего страшного не случится. Изменения давления на большую величину - это скорее не правило, а несчастный случай... с которым ректификатор либо вообще не сталкивается. либо сталкивается максимум раз в год.
[/quote]

.. Значит надо перед ректификацией ознакомиться с прогнозом погоды и ежели синоптики предрекают резкое изменение погоды - гроза, резкое потепление или похолодание, штормовое предупреждение- то тогда лучше процесс ректификации перенести.

[Delta]

то тогда лучше процесс ректификации перенести.

А если не получается перенести?
Я когда то ректифицировал и в такую погоду, что деревья ломало....Переживал тока, что бы не отключили свет...Всё закончилось хорошо, и спирт был нормальный ;)

[ГОГа]

У тебя ректификация шла в плохую, но УСТАНОВИВШУЮСЯ погоду, скачков резких не было. А вот ежели б ты начал в хорошую, а прдолжил в очень плохую - вот тогда бы и были траблы. Хотя, думаю, что спирт у тебя все равно был бы хорошим, может, немного хуже, но незаметно. Но мы ж перфекционисты( в хорошем смысле слова), а посему должны учитывать или компенсировать все, что может в той или иной мере сказываться на качестве ( чистоте) спирта.))))

[Игорь]

Отрицательно на качестве продукта скажется только та ситуация, при которой в процессе отбора товарного спирта барометр резко упадет (если не используется дельта или другой способ коррекции отбора по атмосферному давлению). Это приводит к снижению всех температур в кубе и колонне, и установленный порог будет достигнут гораздо позже.
Если же в процессе отбора товарного спирта барометр подскочет, это приведет к увеличению вех тумператур и к тому, что отбор будет необоснованно снижаться. Особого ухудщения спирта не будет (некоорые даже заметят его улучшение), но производительность упадет.

Если в процессе ректификации я вижу резкие изменения погоды, я просто останавливаю на 10 минут отбор, вижу температуру стабилизации и при необходимости ввожу коррекцию порога.

Думаю, если это делать автоматически каждый час ректификации, можно не использовать дельту. За час давление не успеет измениться так. чтобы заметно повлиять на процесс...
Кстати, в новой автоматике я подумываю применить такой режим. раз в час отбор останавливается, при работе на себя насыщающий колонну спирт выталкивает промежуточные примеси вниз (минут 10-15), их концентрация в районе узла сивушного отбора увеличивается, и они выводятся оттуда за минуту - две.
Если я введу такой режим, то ежечасовая коррекция порога управления отбором просто напрашивается сама собой.

[ГОГа]

Думаю, если это делать автоматически каждый час ректификации, можно не использовать дельту. За час давление не успеет измениться так. чтобы заметно повлиять на процесс...
Кстати, в новой автоматике я подумываю применить такой режим. раз в час отбор останавливается, при работе на себя насыщающий колонну спирт выталкивает промежуточные примеси вниз (минут 10-15), их концентрация в районе узла сивушного отбора увеличивается, и они выводятся оттуда за минуту - две.
Если я введу такой режим, то ежечасовая коррекция порога управления отбором просто напрашивается сама собой.

Вопрос: почему ежечасовая? Может через пол-часа, а может, через полтора часа?
Есть ли возможность просчитать это? Это зависит  от от скорости изменения давления атмосферного и от режима колонны. Соотношение время отбора-суммарное время работы на себя должно быть оптимизировано.

[GrOV]

Продолжаю мониторить...
Погода преподносит сюрпризы... :(


[attach=1]

Ноявились некоторые соображения:

Действительно, дельта двух датчиков температур, установленных на колонне (например в ДЕФе и в нижней части) в
какой-то мере нивелирует изменения температуры связанные с изменением атмосферного давления...
И, если давление в течении 10-12 часов отбора тела не меняется более чем на 5, отсилы 10 мм. рт. ст., на него можно и забить...
Но скриншот, помещённый в начале поста, говорит о том что бывают и более ощутимые "сюрпризы" атмосферы...
Не хотелось бы, чтоб качество продукта зависело от них - значит, такие изменения необходимо учитывать...
Кроме того - с применением сивушной царги с нижним боковым отбором вносится погрешность в  показания нижнего
датчика - по опыту, с началом отбора сивушного спирта показания  нижнего датчика на некоторое время уменьшаются
(что связываю с выводом хвостов и некоторым улучшением условий испарения спирта), а потом - после недолгой  стабилизации,
опять начинают прирастать - в связи с понижением кубовой спиртуозности...

Если на этот, не совсем "внятный" процесс будут накладывться и погрешности связанные с падением/ростом
давления - не совсем понятно как реагировать на изменение температуры в нижней части насадки..
Ещё - при увеличении объёма отводимых хвостов (например - при росте кубовой температуры - или по прихоти оператора) - температура нижнего датчика в конце концов (зависит от момента) изменится - а уж насколько и в какую сторону - зависит от обстоятельств..Как повлияет это на спирт - не берусь прогнозировать...

Чтоб избежать подобной неопределённости попытался, в качестве эксперимента, поискать альтернативный способ управления отбором...
Не претендую на авторство - такой способ вскользь уже обговаривался в кулуарах обеих форумов (спасибо Vova1964 за наводку)...
Просто попробовал повторить применительно к своим условиям - и результат оказался удовлетворительным...

Начну издалека, чтобы было понятно - откуда ноги растут:

Не так давно , стараниями Сергея (за что ему огороменный респект) на форуме появилась экселевская табличка под названием  "Эсперимент. xls"
Многие пользуются ей...
Чуть позже, в "букварях" от многих авторов нашлась и формулка расчёта минимального фегмового числа:
R min=( Xd - Ym)/(Ym - Xm)
Обратившись к Игорю (спасибо ему) за разъяснениями - разобрался: формула справедлива лишь до крепости продукта не выше 92% об.
Стабников:
[attach=2]

Об этом же пишет Крель на стр 107-108...Потолок - 81,6% мол., что соответствует 92 об...
Очень жаль...Но жаба душила... :)

Начал вертеться как уж на сковородке...В книжке Иоффе И.Л. "Проектирование процессов и аппаратов хим.пром." 1991г. стр 251. наткнулся на следующее объяснение - как победить подобную неопределённость:
[attach=3]
Кстати, Крель на стр 107, тоже пишет о таком способе, но не очень внятно...

Дальше мои рассуждения абсолютно умозрительны и не имеют ничего общего с  математикой..
Можно сказать - подбор значений для подходящего результата..
Однако итоге формула приобрела вид:
R min=( Xd - Ym)/(Ym - Xm)+1...
Для расчёта присовокупил к Серёгиному файлу пару листов - "расчёт ФЧ по кубовой температуре"  и "график отбора"..
В результате получились некие значения - которые предстояло проверить, что и было сделано...
Результат, на удивление, оказался весьма приемлемым...
Поделился с некоторыми из коллег соображениями и получившейся шпаргалкой для отбора...
Пока проверил только Смит (ему особая благодарность - за оперативность).. Но что характерно - на другой колонне, с другой мощностью и в иных  условиях превышение отбора по графику при любой кубовой температуре всего на 50 мл/ч  (или чуть больше) приводило к повышению температуры в нижней части колонны (+20см)... Если же мы следовали графику строго - температуры в колонне  и давление(!) в кубе не изменялись практически до конца ... :o
Таким образом, можно предположить, что отбор идёт по  "верхней планке", но без фола - залётов температур..

В итоге -  получилась шпаргалка, позволяющая определить отбор при любой кубовой температуре опираясь только на неё же и атмосферное давление...

Отдаю себе полный отчёт в том, что неплохое (на мой взгляд) качество спирта, полученного таким способом - удачное стечение обстоятельств...Но...Чем чёрт не шутит? :)
Если результат удовлетворит кого-нить ещё - почему бы и нет?

Пользоваться легко - на первом листе ввести подаваемую мощность для ТЭН и  теплопотери своей колонны, на листе расчёта ФЧ - атмосферное давление и избыточное давление в кубе - и получить расчитанный график отбора по кубовой температуре, измеряемый  в л/ч...
Вводить и менять рекомендуется только красные цифры...

Приглашаю всех желающих проверить при случае шпаргалку и, при желании, отписаться...
Ну и, табуретки тоже...ожидаются.. ;) :)

[attach=4]

Примечание: в файле по умолчанию установлены значения для моей колонны - поменяйте их на свои...








добавлено: 29-10-2013, 12:04:01
Да, забыл добавить: вычисленная величина отбора является совокупной ...
Кто ведёт отбор голов и хвостов параллельно с отбором тела - отбор тела необходимо уменьшать на величину отбора голов и/или хвостов...

[Cmit]

GrOV  большое спасибо за проделанную работу .Я поводил несколько ректификаций по этим таблицам ,все работает как часы,желающие могут попробовать и удостовериться что спирт выходит высокого качества .
Очень удобно пользоваться графиком ,все наглядно.

[Игорь]

Олег, в шпаргалке есть возможность ввода атмосферного давления, но эта ячейка не влияет ни на какие другие ячейки. Это случайно, или руки не дошли?

Руди сделал классный калькулятор для того времени, но он не смог тогда получить справочник Стабникова. поэтому некоторые данные его калькулятор дает некорректно.
Вот температура кипения самогонов разной крепости. Ошибка по калькулятору Руди доходит до пол-градуса и выше. Это много для низких концентраций.

Крепость % объемных 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 1

Температура по Руди 82,73 83,42 84,10 84,42 85,80 86,89 88,22 90,43 92,60 95,82 99,02

кипения по Стабникову 82,50 83,07 83,82 84,64 85,58 86,71 88,09 89,80 92,27 96,54 99,41