Давление или мощность?, варианты стабилизации работы РК

[Бандерівець]

Уже не отвечу я в поезде
Но я другого мнения
Кардигало друго

[Игорь]

для поддержания одинакового предзахлебного состояния необходимо поддерживать одинаковую линейную скорость пара. А она зависит только от двух величин - от объемного потока пара (от мощности) и от свободного сечения колонны.

Хочу развить эту мысль.
Сливаемая флегма занимает какую-то часть свободного сечения колонны.  поэтому чем больше отбор, чем меньше объем флегмы, тем тоньше слой флегмы на насадке и тем больше свободное сечение. Это значит, что для поддержания одинаковой линейной скорости пара необходимо увеличивать нагрев при увеличении отбора. Но возникает другой вопрос - на сколько надо изменять нагрев при изменении флегмового числа - скажем - с 4 до 5?
Ответ на этот вопрос был бы достаточно простым, если бы линейная скорость спуска флегмы была бы одинаковой при разных флегмовых числах. Но чем больше возврат, чем толще слой флегмы на насадке, тем больше гравитация разгоняет флегму, и в определении части поперечного сечения трубы, занятого флегмой, есть тркдно решаемая неопределенность.
Кроме того, надо понимать о каких изменениях потока флегмы идет речь. На сколько изменяется объем сливаемой флегмы при изменении флегмового числа с 4 до 5 ?
При киловаттном нагреве в деф приходит почти 5 литров спирта в час. Если флегмовое число равно четырем, поток возврата составляет 4 литра в час... А при ФЧ=5 возврат составляет 4,167 литра в час...  При таком изменении отбора, объем спускаемой флегмы становится на 4 процента больше...
Но это не значит, что нагрев нужно увеличит на 4 процента, так как изменение свободного объема трубы, даже без учета увеличения линейной скорости флегмы, намного меньше.
Считаем... Литр насадки удерживает порядка 150 мл флегмы. Пусть при изменении ФЧ с 4 до 5, когда флегмы становится на 4% больше, удержание тоже увеличится на 4%, то есть флегмы будет не 150, а 156 мл...
Металл насадки, которая весит 1,04 кг/литр, занимает в литре трубы 130 мл, а флегма при ФЧ=4 - 150 мл. Свободный объем в литре трубы - 1000-130-150 = 730 мл...
При ФЧ=5, объем флегмы станет 156 мл, а свободный объем уменьшится с 730 до 1000-130-156= 724 мл.
Это значит, что при таком изменении флегмового числа, свободное сечение в литре насадки, а значит и сечение насадки, свободное для прохода пара, уменьшится всего на 6 мл из 730, то есть на  0,8%. Так что, нужно увеличить нагрев на 0,8%? При точности поддержания нагрева на уровне 1%? Может быть. Но я не считаю целесообразным этим заниматься. Тем более, что чем больше флегмы,тем быстрее она спускается, а значит фактическое снижение свободного сечения трубы  - не 0,8%, а меньше... тем более, что открытая и закрыта форточка изменяют теплопотери и поток пара больше, чем на один процент...

Ребята, управлять нагревом нужно. Если нет возможности стабилизироать нагрев, можно управлять им по давлению. И при этом можно получать отличный результат, до поры - до времени.

Аргументы против такого способа у меня не закончились, но закончилось желание очередной раз расписывать очевидные выводы. Да и время тоже закончилось. Лучшее, что есть в нашем хобби, это возможность экспериментировать. Я уже со стабилизацией  давлениея наэкспериментировался, никакого желания ходить по старым граблям я не имею. Поэтому в эту ветку я больше не ходок. :)

[APTEM]

Игорь, не могу найти где, но ты это уже описывал (правда другими словами) Спасибо ещё раз

[braga2]

В РК я еще тольком этот метод не опробовал, но в НБК стабилизация давления оправдала себя на все 100.

[Бандерівець]

Игорь, почему у меня зазхкб всегда после 340

[grofer]

Я уже со стабилизацией  давлениея наэкспериментировался, никакого желания ходить по старым граблям я не имею.

тобто, визначив режим передзахлеба, і тримайся тої потужності весь процес?

[braga2]

А в НБК у меня захлеб всегда при 240-250. Держу 200 и нет проблем. даже муку в брагу подмешивал специально.
При чем мощность практически не меняется, сначала, когда пошла бражка с дна с дрожжами или мукой мощность падает, но потом плавно возвращается практически до нормальной, так себя ведет регулятор мощности по давлению

[Игорь]

Еще один аргумент по поводу ввода возврата в путанку или насадку.
Капля дождя разгоняется в воздухе до скорости 7-8 м/с. Это значит, что для того, чтобы капля зависла и не могла упасть, скорость встречного потока воздуха должна быть не меньше 7-8 м/с. В зоне, где флегма вытекает из узла отбора в насадку, у нас не воздух, а спиртовый пар с почти вдвое большей плотностью, и капли не воды, а спирта в плотностью 0,8, а не 1. Поэтому задерживающая капли скорость пара будет не 7-8, а порядка 5 м/с. Мы не разгоняем пар до таких скоростей, поэтому о проблеме задержки паром падающих капель можно и не думать.   

[braga2]

Игорь, дело не в скорости, а в поверхносном натяжении. если вводить флегму в насадку(возможно под напором), силы, действующие на нее будут другие, чем капать на поверхность

[ГОГа]

Игорь, дело не в скорости, а в поверхносном натяжении. если вводить флегму в насадку(возможно под напором), силы, действующие на нее будут другие, чем капать на поверхность

Это почему?? Капле похрену, как она порала на поверхность. Разве что скорости попадания в насадку будут ну очень различаться: высокоскоростная капля разобъется на сотни и тысячи млких капелек и при этом часть из этих капелек прникнет глубже. Но реально это сажется на первых сантиметрах. При наших скоростях попадания капель фрегмы в насадку или в путанку пофигу, каким образом они попали. Я ранее просто не просчитал скорости пара и скорости, при котором возможно зависание капли.  Очно также пофигу, попала ли капля сверху или ввели ее в насадку, пусть даже и под напором. Капиллярные силы не зависят от скорости попадания жидкости на поверхность, или от от того, в какую часть насадки- путанки они попали, они зависят от состава жидкости и твердого тела, от температуры и не более того( давлением мы можем пренебречь).
Если ты знаешь какие иные действующие силы будут - то просвети, pls.

[braga2]

Гог-Магог, висит капла на.. да на чем нибудь. берем что-нибудь другое(скажем иголку) и прикасаемся к капле, капля переходит на иголку и течет по ней. какие силы ее удерживали и какие потянули вниз?

На сколько поверхносные силы действуют сверху насадки я не знаю. Но подозреваю, что неслабо, судя, скажем, по вот этому:

Верхний захлеб (то есть затор флегмы над верхней путанкой) устранил использованием верхней путанки бОльшей плотности и высоты.

[mistral]

Ух, блин сколько копий переломали в теоретических дуэлях пока я был эанят всякой хернёй!
А проверить практически никто не пробовал? Суть эксперимента проста - давление упало, поднимаем мощность до предзахлебной, потом ещё, потом ещё, а потом останавливаем отбор. У меня через 20 минут случился захлеб. Отпишитесь кто проэспериментирует. (Речь о ректификации)

[Игорь]

Капоя не висит на сливной трубке узла отбора, а непрерывным потоком стекает вниз. Поток пара не может помешать этому стеканию, так как скорость потока пара не достаточна для этого. Тут может быть другой вариант. Если сливная трубка не имеет гидрозатворчика или заужения, по ней может шуровать пар, и он может мешать флегме затекать в сливную трубку, но флегма все равно пойдет вниз, переливаясь через кра перегородки.
Захлеб вверху колонны возможен в двух местах - на витках димрота выше перегородок, тогда захлеб быстро проявляется струёй холодного спирта из ТСA без существенного повышения кубового давления, и на верхней путанке, тогда захлеб проявляется кипящим, барботирующим звуком из ТCА и может как привести к выбросу флегмы из ТCА, так и не привести к нему, превратившись в условно-стабильное зависание над путанкой. Повышение давление против нормы при этом незначительное, обычно до 400 мм. Если это зависание флегмы не развивается и не перерастает в выброс из ТCА, им можно пренебречь, так как это зависание не только не вредин, но и повышает укрепление, оно эквивалентно одной провальной тарелке над насадкой. Но я обычно надолго оставляю колонну без присмотра, и не хочу рисковать, поэтому усттраняю подобные зависания, как правило, увеличивая размер и плотность верхней путанки.



Хватит об этом.
Я вернусь к процессам в насадке  при изменении кубовой спиртуозности. Более расширенный взгляд.
Давайте рассмотрим колонну, работающую на себя при одинаковом нагреве, когда кубовая спиртуозность равна 40% (начало ректификации), и когда она равна 5% (конец ректификации). Чем отличаются работа насадки в первом и втором случае?
Давайте условно разделим колону на две части - нижняя часть высотой саниметров 20-30, в которой происходит укрепление до "высоких градусов", и остальная часть колонны.
Работа верхней части колонны в первом и втором случае не отличается - количество и спиртуозность пара и флегмы там одинаково, падение давления на единицу высоты тоже одинаково.
Существенное отличие претерпевают условия работы колонны в короткой нижней части.
По-первых, там значительно падает спиртуозность пара, а значит уменьшается его плотность (а вместе с ней - и падение давления на единицу высоты насадки). Объем поднимающегося пара при этом практически не меняется.
Во вторых, там значительно падает объем опускающейся флегмы, так как ее спиртуозность понижается, а это приводит к увеличению плотности и удельной теплоты парообразовани. А раз флегмы там становится меньше, увеличивается свободное для прохода пара сечение, что тоже приводит к уменьшению падения давления в нижней зоне.
Давате еще рази без спешки...
При снижении кубовой спиртуозности, в бОльшей части колонны (выше 30 сантиметров) никаких изменений в составе и объеме поднимающегося пара и опускающейся флегмы не происходит. В нижней зоне поднимается такой-же объем менее плотного пара и опускается меньшее, чем прежде, количество флегмы.
Поэтому в бОльшей части колонны падение давления остается неизменным, а в нижней части - уменьшается.
Давление в кубе показывает сумму падений даления от куба до ТСA, и поэтому чем ближе к концу ректификации, тем при неизменном нагреве давление в кубе становится ниже. И это снижение давления определяется изменением условий прохождения пара и флегмы в нижних 30-ти сантиметрах насадки...
Допустим, мы будем стабилизировать кубовое давление. Тогда по мере  снижения кубовой спиртуозности нашрев и объем поднимающеглся пара будет увеличиваться. Условия прохождения пара и флегмы в нижних 30-ти сантиметрах насадки будут нормализоваться, а выше? Выше линейная скорость пара будет расти, а количество флегмы увеличиваться. И если в начале ректификации в верхней части насадки был предзахлебный режим, с повышением нагрева режим станет выше захлебного, а это приведет к локальным подвисанияв флегмы со всеми вытекающими последствиями.
Вывод можно сделать только один. Если и управлять нагревом по давлению, то стабилизировать нужно не кубовое давление а давление в зоне крепкого пирта, вкажем, в середине  или в верхней трети насадки. Но этот способ имеет свои недостатки, раскапывать которые сейчас я просто не готов. Хочу спать :(

У меня через 20 минут случился захлеб.

наглядное экспериментальное подтверждение тому, что только что было написано.

[braga2]

а потом останавливаем отбор. У меня через 20 минут случился захлеб

автоматика должна была снизить мощность. тк она этого не сделала случился захлеб. к стати где именно был захлеб?

Игорь, при разной кубовой спиртуозности понятно. А как быть с одной спиртуозностью и разным отбором(или его наличием/отсутствием)?

[Игорь]

автоматика должна была снизить мощность.

Каким образом должна была сработать автоматика, если захлеб произошел при том-же давлении, которое раньше было предзахдебным?

Самая неприятная особенность управления нагревом по давлению в кубе состоит в том, что сначала для поддержания давления нагрев увеличивается. Это приводит к  микроподвисаниям флегмы в основной части насадки и к повышению давления. За этим следует снижение мощности, но оно не дает результата - накопление  подвисания флегмы продолжается (я писал об этом - при снижении мощности после захлеба зависимость давления от нагрева совсем другая).
Все это приводит к тому, что основная часть колонны содержит много висящей флегмы и не работает, а нагрев при этом становится недопустимо малым. Стабилизация давления приводит к стабилизации подвисания флегмы при постоянно снижающейся мощности. Это крах ректификации.
Давайте не будем рассматривать вопрос управления нагревом по кубовому давлению, это способ получить геморрой вместо ректификации.
Если стабилизировать лавление, скажем, в середине насадки, то таких бед не будет, будут другие.

А как быть с одной спиртуозностью и разным отбором(или его наличием/отсутствием)?

Тут всё гораздо хуже, поттому что болячка не так явно видна...
Колонна работает на себя, установились потоки флегмы и пара, установилось некоторое давление в кубе (лучше - в середине насадки).
Внезапно мы начали отбор. Флегмы стало меньше, количество пара осталось прежним, поэтому давление снизилось.
По сравнению с работой на себя, для получения прежнего разделения флегмы уже недостоточно, разделение стало хуже (при работе на себя - 100 ступеней разжедения, при "крейсерском отборе - 35).
Стабилизатор давления засёк падение давления и дал больше нагрев, то есть дал дополнительную порцию  пара.
До тех пор,пока новая порция пара дойдет до дефлегматора, она не встречает адекватного количества флегмы и достаточно не очищается. Пока эта порция сконленсируется и в виде флегмы пойдет вниз, пока она насытит насадку, пройдет еще некоторое время, и все это время в узел отбора будет попадать конденсат из пара, котторый не встретил на своем пути достаточного количества флегмы. И сколь бы коротким ни был промежуток времени, когда пара было больше, чем нужно, как мало бы примесей этот пар ни донес бы до узла отбора, это все равно не улучшает качества отбора.

По этой самой причине любое увеличение нагрева при работающеи отборе недопустимо - оно приводит к подъему дополнительной порции пара, для нормальной очистки которой флегмы недостаточно. Вынужденное увеличение мощности можно проводить, прекратив отбор, но тогда управление по давлению не состоится, едь если не будет отбора, не будет и падения давления.

И после временной остановки нагрева, и после его увеличения, необходимо не только остановить отбор, но и некоторое время отработать на себя, чтобы устранить последствия отсутствия баланса между паром и флегмой.