Шпора для отбора

[Игорь]

Отобрал тело как надо, затем отбирал тело по графику для 96.8%.
Крепость отбора колебалась от 96.7 до 97.0, то есть график сработалбез сбоев во всем диапазоне кубовых температур. Но крепость - не показатель чистоты спирта. В отборе явно чувствовалось присутствие верхних промежуточных примесей - цветочный запах и резкие, пронзительные тона пропилового спирта.
Как я и ожидал, отбор по формуле оптимального укрепления дает ожидаемое укрепление достаточно точно, но не обеспечивает достаточную задержку промежуточных примесей. Думаю, "коэффициент добротности" нужно задавать в 1.5-2 раза выше, чем достаточно для укрепления спирта.
Другими словами, для каждой колонны нужно искать свой коэффициент, обеспечивающий не только достатоное укрепление, но и достаточное разделение. СМИТ для своей колонны такой коэффициент нашел.
Думаю,в качестве стартового значения для колонн с СПН с высотой насадочной части 1.5 метра можно рекомендовать коэффициент 2.5, и потом вносить некоторые правки.

[variaevg]

Нао было бы написать о своем способе вычисления  коэффициента неидеальности... Другой раз...
А может автор файлика расскажет как получил 1.4? Не хочу думать, что коэффициент взят вслепую из рекомендаций для колонн тарельчатого типа.

Но очень важно, прежде чем пользоваться подобными считалками, предарительно корректно определить "добротность" своей колонны, тот  самый коэффициент. Брать его просто так, по рекомендациям для промышленных насадочных колонн, неразумно.

Другими словами, для каждой колонны нужно искать свой коэффициент, обеспечивающий не только достатоное укрепление, но и достаточное разделение. СМИТ для своей колонны такой коэффициент нашел.
Думаю,в качестве стартового значения для колонн с СПН с высотой насадочной части 1.5 метра можно рекомендовать коэффициент 2.5, и потом вносить некоторые правки.

Игорь! Пожалуйста найди время в доступной форме рассказать как этот коэффициент посчитать, прикинуть, измерить
или как осмысленно его уточнять.

И еще. В твоей шпоре и ее проверке при попытке внести данные во многих графах пишет "#ИМЯ?" Т.е. не считает.

[mekkaod]

Вот, что получилось по факту изучения вопроса о снижении отбора.
Формула не сложная и имеет вид:
Vотб. = Vотб.мах.*(6,04 - 0,06*Ткуба)
Хочу подчеркнуть что это "инженерная" формула, так как математическая имеет коэффициенты с большей разрядностью.
Как становится понятно из формулы кривая отбора была кривой при построении её от крепости в % в баке, от температуры зависимость линейная.
Добавлю что для получения качественного спирта я рассчитываю для своей колонны:
Vотб.мах. [мл.] = Р рабочая с тп [Вт] * 0,94.
Р рабочая с тп - это рабочая мощность с учётом теплопотерь.

[variaevg]

То есть коэффициент добротности колонны и прочее учтены в коэффициентах формулы?

[mekkaod]

variaevg, Нет в коэффициентах формулы зависимость уменьшения отбора от увеличения температуры в баке (нормированная к единице), А начальное значение отбора это прерогатива оператора и зависит от способностей колонны, теплопотерь и нагрузочных характеристик. Но если ты обычно стартовал с литра, при 40% в кубе то так и стартуй, и тогда уменьшая отбор по этой формуле можно обойтись без других термометров, хотя может быть это и не самый производительный режим, зато качество не пострадает.

[Игорь]

Вот, что получилось по факту изучения вопроса о снижении отбора.

Зависимость отбора от кубовой температуры с прежней "шпоре для отбора" была нелинейной.
Сейчас твоя формула - чисто линейная,.
Это ты делал отбор по моей "шпоре", или пришел к линейной зависимости экспериментальным путем?
СМИТ давно ждет от меня "шпорную" управлялку отбором, а у меня никак до нее не дойдут руки. Но уж если линейная зависимость подтверждается, дело теперь сдвинется с мертвой точки.
В настройках я дам возможность установить отбор для двух температур - скажем, 85 и 95 градусов. Все остальные отборы контроллер посчитает сам по линейной интерполяции-экстраполяции.

[mekkaod]

Игорь, У меня были две кривые по точкам для разной крепости продукта(отбор от % в кубе), твоя и Серёгина, я посадил математика со званием и попросил написать мне удобную формулу для того чтоб не ступенчато менять в программе а непрерывно, он долго возился а потом вдруг спросил, а что у тебя есть из честных данных, я ему говорю - температура в кубе...
Он ещё 10 минут посидел и говорит, "так от температуры эта зависимость линейная", и написал формулу аппроксимации, по тем точкам, там было полно всяких коэффициентов но по ходу мы с ним пришли к выводу что это таки прямая и для её построения достаточно двух посчитанных точек как и положено.
Для той по которой я проводил натурный эксперимент (дельта у меня не больше 0,2 градуса) я коэффициенты указал в предыдущем посте. Конечно она работает в пределах разумных температур.
В моём случае если после отбора голов меньше 84 градусов - я отбираю Vотб.мах. , а начиная с 84 по формуле.

[Игорь]

В моём случае если после отбора голов меньше 84 градусов - я отбираю Vотб.мах. , а начиная с 84 по формуле

Мой график, выложенный месяц назад, дает такие-же данные.
При кубовой температуре выше 84-85 градусов, величина оптимального отбора линейно зависит от температуры.
Сейчас попробую наложить кривую по твоей формуле на свой график.

[Игорь]

Синий график - по "шпоре", красный - по формулам Vотб.мах. [мл.] = Р рабочая с тп [Вт] * 0,94.
и Vотб. = Vотб.мах.*(6,04 - 0,06*Ткуба)..

В свою "шпору" ввел данные - нагрев 1700, теплопотери 200. Изменял "добротность" до тех пор, пока кривые не совпали. Это произошло при коэффициенте 3,7. В настройках пришлось расширить диапазон изменения коэффициента добротности.

Интересно бы посмотреть какой график для таких условий давала предыдущая "шпора" с не совсем корректной расчетной формулой.

[Игорь]

Игорь! Пожалуйста найди время в доступной форме

Давай по другому.
Все эти расчеты, графики и прочая лабуда нужна только для того, чтобы понять что и как там происходит и как попроще этим процессом управлять.
Похоже, я нащупал то, что искал.
Чтобы найти правильный отбор для своей колонны, придется понаблюдать за процессом - проследить, чтобы при отборе по формуле температура внизу насадки вела себя пристойно.

Сначала надо задать завышенные значения, и в результате экспериментов ввести необходимые корректировки

Отбор в начале ректификации (Ткуба=85) может быть численно равен мощности нагрева без учета теплопотерь.
К моменту достижения в кубе температуры 95 градусов, отбор должен постепенно уменьшиться в 2.5 раза.

Скорее всего при таких условиях в какой-то мемент температура внизу насадки зашкалит.
Если это произойдет при кубовой температуре выше 90 градусов, значит завышен начальный отбор.
Если зашкал произойдет после 90 в кубе, значит занижен коэффициент уменьшения.
По моим прикидкам, у отличной колонны снижение должно быть в 2.5 раза, у средней - в 3...

Наверное не совсем ясно изложил... Осмыслю - подрихтую.

[mekkaod]

Игорь, Я думаю для практических целей можно считать по этой формуле, она легко вводится в программу и вполне соответствует динамике процесса. Не думаю что стоит играться с коэффициентом меняющим её наклон, так как он продукт аналитики, а там нет места для двузначности. А вот стартовые условия начального отбора заслуживают большого внимания.
Необходимо разработать внятный алгоритм измерения теплопотерь и определиться наконец с флегмовым числом , (которое ты почему то называешь "добротность") таким что обеспечит достаточное разделение при отборе.
Исходя из статистических данных выходит что стартовый отбор в 1,1 - 1,6 раза меньше полной подводимой мощности (без учёта теплопотерь).
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Apr_HkIhCwbWdDNrSE9FNTd4UzZuaFlrWi1uWTBWeFE#gid=11

[Игорь]

Не думаю что стоит играться с коэффициентом меняющим её наклон, так как он продукт аналитики, а там нет места для двузначности

Для каждой колонны наклон свой, он зависит от свойств колонны, от ее "добротности".....
Оп-па... ты не понял что я называю этим словом, судя по этой цитате.

с флегмовым числом , (которое ты почему то называешь "добротность")

Исходя из статистических данных выходит что стартовый отбор в 1,1 - 1,6 раза меньше полной подводимой мощности (без учёта теплопотерь).

Это тоже зависит от свойств колонны!

Пора расставлять точки.

Минимальное флегмовое число, необходимое для получения какой-то опредеоенной крепости паров, определяется по достаточно простой и вполне понятной формуле. Суть ее в том, что спирта можно отобрать не больше, чем его выходит из куба минус количество, которое в куб возвращается.
Эта формула дает значения для идеальной колонны, у которой флегма, возвращающаяся в куб, содержить ровно столько, сколько и кубовая жидкость.

Чтобы получать на идеальной колонне азеотроп из 40%-ного раствора, достаточно поддерживать Фч не меньше 1,12. Это больше 2,3 литра в час с киловатта полезного нагрева.
При кубовой крепости 20% ФЧ идеальной колонны должно быть не менее 1,674 (1.8 литра в час с киловатта полезного нагрева), и даже при кубовой крепости всего 10% необходимое для идеальной колонны ФЧ равно 2,81 ( почти 1.3 л/ч на киловатт).

Но увы - наши колонны не идеальны. Они сливают в куб флегму с содержанием спирта заметно выше кубовой спитуозности (в навалке), поэтому до верха колонны доходит гораздо меньше спирта, и поэтому для получения азеотропа нужны значительно бОльшие значения флегмовых чисел. Во сколько раз? Для каждой колонны это число своё. Это количество раз я и назвал не совсем корректно добротностью колонны. Скорее это "антидобротность". Чем это число больше, тем хуже работает колонна по сравнению с идеальной. Другими словами, если я говорю, что у колонны добротность 3.5, надо понимать, что речь идет о колонне, для которой флегмовое число, в которой минимальное флегмовое число в 3,5 раза больше, чем у идеальной колонны.

На что влияет добротность?
На оба параметра - и на уровень расположения кривой (условно говоря - прямой, и на ее наклон.
Чтобы это увидеть, я сейчас прикреплю графики зависимости отбора от температуры для идеальной колонны, для колонн с "добротностями" 2 и 4.
Временно сохраню сообщение чтобы не слетело пока считаю.

[Игорь]

Итак, три графика. Зависимость отбора от кубовых температур в диапазоне от 85 до 99 градусов.

Красная кривая - график для идеальной колонны.
Синяя кривая - график для колонны, для которое необходимое ФЧ вдвое больше, чем для идеальной.
Зеленая - вчетверо, то есть "добротность" равна четырем.

Возле каждой кривой - белый пунктир, которым можно заменить кривую для упрощения расчета.

В сухом остатке...
Для получения азеотропа достаточно установить при температуре 85 градусов такой отбор:
для идеальной колонны - 2,2 литра в час / киловатт полезного нагрева;
для колонны с "добротностью" 2 - 1,4 литра в час / киловатт полезного нагрева;
для колонны с "добротностью" 4 - 0,8 литра в час / киловатт полезного нагрева.


Ты говоришь, что наклон стабилен, но это не так!
Наклон кривой тоже зависит от свойств колонны, от ее "добротности".

Для идеальной колонны достаточно снижать отбор на 140мл/час при росте температуры на 1 градус.
Для колонны с "добротнойстью 2  снижать нужно на 85 мл/час на каждый градус роста температуры.
Для "четверки" - всего на 50.

Эти графики подсказывают безошибочный поиск своего варианта, своего значения "добротности", или своих параметров оптимального отбора.

[Игорь]

Необходимо разработать внятный алгоритм измерения теплопотерь

Странно это читать... вот уже месяц внятный метод выложен в моей "шпоре". Многократные проверки не разу не дали ни одного серьезного расходения расчетных данных и фактически измеренных.
В моей "шпоре" теплопотери учитываются в динамике, с учетом температуры куба.

Все очень просто. Я измеряю отвод тепла из колонны водой при "ректификации" воды при кубовой температуре 100 горадусов, и по разнице подводимого и отводимого тепла определяю теплопотери именно при сотне. Теплопотери при других температурах я определяю из условия, что теплопотери прямо пропорциональны разности температур между кубом и окружающим его воздухом. В своих расчетах я принимаю температуру воздуха 30 градусов. Если у тебя другие данные, можешь заменить 30 на свою цифру. Если сложно, я могу вынести эту цифру в настройки.

[mekkaod]

Они сливают в куб флегму с содержанием спирта заметно выше кубовой спитуозности

Как я понимаю содержание спирта в сливаемой в куб флегме можно померить термометром в какой то нижней точке?
В каком режиме надо это мерить?
Выяснив этот параметр(или даже мониторя его по ходу процесса ректификации) - мы получим данные о идеальности колонны.
Исходя из графиков угол наклона "прямой" отбора, зависящий от "идеальности" можно будет корректировать непосредственно по ходу процесса.
Остаётся добавить в формулу множитель для коэффициента наклона связанный формулой с температурой в самом низу колонны.
Как может выглядеть такая формула?
добавлено: 10-01-2014, 13:04:01

Я измеряю отвод тепла из колонны водой

Что тогда измеряю я , когда узнаю за сколько времени набирается литр дистиллированной воды при полностью открытом отборе?
https://docs.google.com/spreadsheet/ccc?key=0Apr_HkIhCwbWdDNrSE9FNTd4UzZuaFlrWi1uWTBWeFE#gid=2
выделено желтым цветом