Управляемое охлаждение при ректификации

[Victor]

а в мене міняється і струм і напруга

Ну само собою, що коли на одну й ту ж саму нагрузку подавати різну напругу то й струм буде мінятись по закону Ома.
добавлено: 07-08-2018, 15:34:45

До речі, при охолодженні дімрота водою з мережі, при незмінному положенні регулюючого крана витрата води на протязі всієї ректифікації залишається не змінною.

В мене теж так було, але зараз в селищі почали викопувати всі совкові залізні труби і міняти на пластикові і тому часто води взагалі нема. Тому змайстрував автономку щоб зберегти свої нерви. Тепер швидкість потоку через дімрот автоматично міняється в залежності від температури воздуха на дворі
  і

[Игорь]

Вот я о чем.

Я ориентировался на универсальный вариант. В случае поломки насоса или схемы его управления, достаточно перекинуть шланги и дефлегматор снова работает по последовательной схеме. А так как подача в него уже не управляется, вода идет с избытком, она направляется навстречу пару, попутно с водой, чтобы уменьшить переохлаждение.

При работе насоса и системы управления, избытка воды нет и направление подачи воды перестает быть актуальным.
Я напомню, кстати, о владельцах сотен колонн с двухслойными дефлегматорами, от одному из которых вода идет вниз а по второму - вверх. И ничего, хроматоргаммы нормальные.


Кроме того, Стабников писал о том, что направление воды в вертикальных дефлегматорах попутно с паром более предпочтительно. По крайней мере, при температуре воды на выходе 70 градусов.
добавлено: 08-08-2018, 20:41:40
В  книге Стабникова "перегонка и ректификация этилового спирта" (1969)на стр.210-211 есть информация об исследовании вертикальных дефлегматоров, о влиянии направления потоков на результат дефлегмации.
Выводы таковы. При направлении потока воды снизу вверх, теплоотдача увеличивается почти вдвое. поэтому автор рекомендует в вертикальном дефлегматоре направлять воду не навстречу пара, а попутно с ним.

[ГОГа]

Правильно ли я понял: РОСА для управления дифлегматором с дополнительным контуром  водопробега и дополнительным насосиком кроме прошивки имеет и дополнительный разъем? Или просто к обновленному дифлегматору нужен доп.модуль?

[Игорь]

Пока решения нет. Скорее всего будут варианты - либо абсолютно отдельный модуль, либо 12 вольтовый разъем в новой Росе вместо разъема водяного 220-вольтового клапана.
Дополнительный контур - полумера. Об этом надо много написать, я никак не соберусь с силами и мыслями.
Дискуссии с коллегой wow (спасибо ему), продумывание ответов на его вопросы и аргументы, дали возможность детально все продумать и вроде как расставить все точки над i.
Если кратко...
1. Дополнительный контур с насосом может быть весьма полезен в любой системе - хоть водопроводной, хоть автономной. Он дает возможность поднять среднюю температуру воды в дефлегматоре и оптимизировать его работу. Но правильная система охлаждения, автономная или нет, должна иметь управление не только на дополнительном контуре, но в первую очередь на основном.
2. Если система охлаждения работает избыточно (подается много воды или она чрезмерно охлаждается в радиаторе),  дополнительный контур может использоваться только для того, чтобы минимизировать, уменьшить переохлажение дефлегматора. Уменьшить но не устранить.

Опасаюсь, что не внятно излагаю свои соображения.
Наверное надо плясать от печки...
В стандартной водопроводной системе мы подаем воду с бóльшим или меньшим избытком - в зависимости от степени стабильности (скорее - от степени нестабильности) напора в водопроводе. В результате на входе в дефлегматор мы имеем температуру, равную температуре воды в водопроводе, то есть достаточно низкую, а на выходе - температуру ниже оптимальных 60-70 градусов. То есть дефлематор переохлажден.
Поэтому я решил применить насос, который из избыточного потока воды возьмет ровно столько, сколько нужно подать в дефлегматор, чтобы температура воды на выходе из него была оптимальной.
Будет такая мера эффективной? Несомненно, переохлаждение дефлегматора уменьшится, но устранено не будет, ведь на входе вода останется низкой (тем более зимой, и особенно с автономкой, заправленной антифризом). Кроме того, эта мера никак не устраняет проблему избыточного расхода воды. Иногда это может быть весьма актуально
Что же делать?
Для начала забыть про дополнительный внутренний контур, рассматривать дефлегматор и прямоточник охлаждения спирта  как "черный ящик" с нагревом.
Температура на его входе равна более-менее стабильной температуре воды в водопроводе, или не стабильной температуре воды на выходе автономки.
Температура на выходе из черного ящика зависит от мощности нагрева (она стабильна), нестабильных тепловых потерь и от потока воды (то есть от давления в водопроводе или от оборотов насоса в главном контуре автономки).
Что мы можем сделать для оптимизации работы дефлегматора, который является частью черного ящика?
Поддерживать стабильную температуру воды на выходе. Как это сделать в случае с автономкой - понятно. Нужно менять обороты насоса главного контура.
С водопроводом есть варианты...
Первый мне очень нравится - это насос, берущий воду из самопополняющейся емкости (из унитазного бачка или его заменителя системы Запала). Тогда температуру воды на выходе можно легко держать на нужном уровне, управляя оборотами этого насоса.
Второй вариант не предусматривает насоса. После водопроводного крана нужно установить клапан от стиралки и небольшой бак - компенсатор от системы отопления с небольшим ( наверное 0,5 атм) давлением в газовой зоне. После клапана на линии нужна ограничительная шайба с отверстием миллиметра 2-3. Хотя, может хватит и заужения, обеспечиваемого самим клапаном.
Управляя открытием-закрытием этого клапана в ШИМ-режиме, можно достаточно точно поддерживать нужную температуру на выходе воды.
Третий вариант - механический регулятор (стабилизатор) давления на водяной линии и регулировочный кран после него тоже сойдет, однако температура может плавать из-за изменяющихся теплопотерь.
Только что пришел в голову еще один вариант. Потоком водопроводной воды в "черный ящик" может управлять сильфонный термоклапан от системы отопления или горячего водоснабжения, чувствительный элемент которого омывается потоком выходящей воды.
Продолжаю...
Итак, с температурой воды на выходе из дефлегматора мы разобрались. Поддерживаем ее на уровне 60-70 градусов, изменяя поток подаваемой в "черный ящик" воды.
Тут надо прерваться...

Spoiler

Не все дефлегматоры способны работать эффективно, не все справятся с охлаждением при правильной температуре выходящей воды. Многие дефлегматоры будут сильно "плакать" из ТСА уже при 50 градусах на выходе воды. Можно попробовать  изменить в них направление подачи воды, но не факт, что это даст результат.
Я бы попросил тех, кому вопрос интересен, при очередной ректификации оценить (хоть примерно) температуру воды на выходе, при которой начинается  чрезмерное капанье из ТСА... Но делать это надо не в самом начале отбора голов, а чуть позже.

[close]

С температурой на выходе разобрались, пора разбираться с температурой на входе. Заглядываем в черный ящик.
Вода в нем идет последовательно– сначала в прямоточник, из него – в дефлегматор.
Температура на входе в прямоточник (охладитель спирта) равна температуре воды из водопровода или на выходе из автономки. Температура воды на входе в дефлегматор почти равна тому-же значению, так как доохлаждение спирта дает очень мало тепла.
Тут мы сталкиваемся с противоречием.
На входе в прямоточник желательно иметь воду похолоднее, а на входе в дефлегматор - погорячее, как можно выше, насколько позволяет конденсирующая способность дефлегматора.
Как решить это притиворечие? ЮраБарский решил эту проблему оригинально - он установил самодельный проточный электронагреватель на входе в дефлегматор и греет им входящую воду. Мне не по душе такой вариант. На выходе из дефлегматора у нас полно горячей воды, и если ее в нужной пропорции подмешивать ее к воде на входе, можно поддерживать любую температуру входящей в дефлегматор воды. Блин, обещал кратко....Пора закругляться, но это не точка, а многоточие...
Надо обсудить как дополнительная циркуляция в дефлегматоре повлияет на его способность передавать тепло.

[ГОГа]

Нутром чую, что поставленные вопросы - очень важны. Важны именно по самому главному: чистоте продукта ( устранение переохлаждения флегмы). Сжимаю все кулаки, что б эти вопросы разрешились в ближайшее время.
..и по конструкции ДФ, и по потокам-направлению воды, и по унификации управляющих потокАми устройств.

[Dimassik]

На входе в прямоточник желательно иметь воду похолоднее, а на входе в дефлегматор - погорячее, как можно выше, насколько позволяет конденсирующая способность дефлегматора.
Как решить это притиворечие?

Я пытался делать двухконтурную автономку, но уж больно она становилась неизящная, поэтому пожертвовал горячим самогоном и теплым спиртом. Два насоса все же не вариант для мобильной автономки, для стационара можно хоть пять.

[d_k]

оценить (хоть примерно) температуру воды на выходе, при которой начинается  чрезмерное капанье из ТСА

При Т=63-64°C две капли в минуту, интенсивно капает при Т=67-68°C. Деф двухслойный, загрязнение отложениями среднее.
Три дня назад перепроверял предзахлебную мощность РК, соответственно принудительно затопил колонну, старое значение мощности осталось прежним. Заметил что предзахлебное давление после принудительного затопления стало устанавливаться 28-29 ртути, без затопления было 23-24 ртути. Головы и жидкость стали желтовато-зелеными, раньше всегда были бесцветными. Сортировка явно стала лучше, хотя спирт стал пахнуть более резко.

[Игорь]

Дима, насос второго контура можно разместить прямо на кожухе теплоизоляции колонны, прямо возле дефлегматора

[Игорь]

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

Вот такой трехходовой клапан за 1200 грн может решить проблему подачи водопроводной воды в необходимом количестве. Его надо поставить на выходе воды из дефлегматора , подав ее в средний ввод. Левый заглушить, а из правого сливать воду в канализацию. Единственное - максимальная настраиваемая температура воды будет 60 градусов, не выше.

[ass77]

Тут мы сталкиваемся с противоречием.
На входе в прямоточник желательно иметь воду похолоднее, а на входе в дефлегматор - погорячее, как можно выше, насколько позволяет конденсирующая способность дефлегматора.
Как решить это притиворечие?

Можно попробовать Пельте. Холодной стороной доохлаждаем спирт, а горячей подогреваем воду, которая поступает на вход дефлегматора, заодно охлаждая элемент. Поскольку на доохлаждение мощность требуется небольшая (до 100Вт) можно обойтись двумя 127-ми элементами и вообще отказаться от прямоточника на доохлаждении спирта а также в случае автономки оставить один насос, управляемый давлением или температурой в дефлегматоре.
Понятно, что подогрев слабый и неэффективный, но он позволяет отвязать доохладитель от дефлегматора и держать в автономке повышенную температуру

[Слава]

Вот такой трехходовой клапан за 1200 грн может решить проблему подачи водопроводной воды

Игорь, а какой принцип работы этого клапана, как осуществляется регулировка?

[Игорь]

это клапан прямого действия. Он смешивает входящие потоки в такой пропорции, чтобы температура выходяжего потока была равна заданной. Установка этой теспературы производится вращением маховика. На нем нанемены значения температуры и есть метка, на которую надо ориентироваться.

[alexnowar]

Мне не нравится, что флегма в колонну поступает переохлажденной. Можно что-то придумать чтобы нагреть флегму? Например, установить теплообменник на участке выход с дефлегматора-вход в колонну. Флегма в теплообменнике нагреется до желаемой температуры.

[Игорь]

Мне не нравится, что флегма в колонну поступает переохлажденной

Вода движется по виткам сверху вниз, навстречу пару, и на выходе (а значит и на нижних витках) имеет температуру 65 градусов.
Флегма, конденсирующаяся на витках, стекает навстречу пару с температурой 78,3 по металлу с повышающейся до 65 градусов температурой.
Таким образом, передача тепла от пара к воде идет сквозь "бутерброд" пар-флегма-металл трубки - вода.
Температура пара 78 градусов (десятые отбросим), температура воды 65. Какую температуру может иметь флегма?
Абсолютно ясно, что ее температура не может быть ниже 65 и выше 78 градусов, и в первом приближении можно считать эту температуру как среднюю между минимумом и максимумом, а это 71-72 градуса. Даже при такой температуре флегмы говорить о серьезных последствиях переохлаждения не приходится.
Но переход тепла от пара к флегме происходит более эффективно, чем от флегмы через металл и два (внутренний и наружный) пристеночных слоя жидкости. Ведь в случае перехода тепла от пара к флегме нет границ и пристеночных слоем - отдавая тепло, пар сакм становится частью флегмы и впечатывается в нее вместе с отдаваемым теплом.
Поэтому есть основания предполагать, что температура флегмы заметно ближе к температуре пара, чем к температуре жидкости. Я оцениваю температуру флегмы при выходной температуре воды 65 и при такой организации потоков в 75 градусов.

[Beaton]

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

Вот такой трехходовой клапан за 1200 грн может решить проблему подачи водопроводной воды в необходимом количестве. Его надо поставить на выходе воды из дефлегматора , подав ее в средний ввод. Левый заглушить, а из правого сливать воду в канализацию. Единственное - максимальная настраиваемая температура воды будет 60 градусов, не выше.

https://unidim.com.ua/zapornaya-armatura/termostaticheskiy-smesitelnyy-klapan-esbe-vta322-30-70

Есть такой же ESBE VTA 322 "1" 30-70˚С с диапазоном до 70 градусов