какой должен быть доохладитель?

[imidalv]

Как я понимаю,  после трубки отбора нужно поставить доохладитель. Я сварил для этого прямоточник со спиралью в рубашке длиной 40 см трубки 8 и 14мм. Использую при ректификации автономку так, что температура воды на входе сейчас градусов 20...25,  как на улице. Прямоточник справляется отлично,  но хочется уменьшить количество соединительных трубок и просто Приварить доохладитель к дефу. Какого минимального размера он должен быть?  Или может это вообще не прямоточник нужно?
Спасибо.

[Dimassik]

Для этого нужно знать еще скорость отбора. А спираль нужна, как мне кажется,только для конденсации паров на дистилляторе. ИМХО.
У меня простой прямоточник длиной 20см, правда ввод СС идет в рубашку а ОЖ во внутреннюю трубку. При  конденсации 5л/ч охлаждает с 70 до 50*С (маловато, нужно сантиметров 50), а на ректификации при отборе до 0,8л/ч. вообще холодный (на уровне ОЖ, у меня тоже автономка).

[imidalv]

Для этого нужно знать еще скорость отбора. А спираль нужна, как мне кажется,только для конденсации паров на дистилляторе. ИМХО.
У меня простой прямоточник длиной 20см, правда ввод СС идет в рубашку а ОЖ во внутреннюю трубку. При  конденсации 5л/ч охлаждает с 70 до 50*С (маловато, нужно сантиметров 50), а на ректификации при отборе до 0,8л/ч. вообще холодный (на уровне ОЖ, у меня тоже автономка).

Спасибо, но наверное я невнятно написал. Имел ввиду доохладитель продукта после трубки отбора при ректификации. Максимальный отбор у меня по телу 1500 мл/ч. А при дистилляции, у меня 60 см прямоточника с водяными трубками (конструкция Игоря), при 2,5 квт 5л/ч охлаждают до температуры воздуха.

длиной 20см, правда ввод СС идет в рубашку а ОЖ во внутреннюю трубку.  на ректификации при отборе до 0,8л/ч. вообще холодный (на уровне ОЖ, у меня тоже автономка).

Те если прямоточник сделать см 10 и запустить тело в рубашку по спирали, то может этого будет достаточно для доохлаждения?

[Dimassik]

Спасибо, но наверное я невнятно написал. Имел ввиду доохладитель продукта после трубки отбора при ректификации.

Да нет, все внятно, я тоже писал про доохладитель после дистиллятора.(да и после ректификации, какая разница).

А при дистилляции, у меня 60 см прямоточника с водяными трубками (конструкция Игоря)

Что за конструкция - можно ссылочку?

Те если прямоточник сделать см 10 и запустить тело в рубашку по спирали, то может этого будет достаточно для доохлаждения?

Ну, это к Игорю. У меня с расчетами туго. :( 

[Игорь]

Имел ввиду доохладитель продукта после трубки отбора при ректификации.

Считаем. У тебя ректификация, в отборе  спирт с удельной теплоемкостью 2.4 Дж/г-градус, 1500 мл/час, (1200 грамм в час) , который нужно охладить с 78 до 28 (на 50 градусов).

За час нам нужно отвести 2,4*1200*50 = 144000 Дж в час, или 40 Дж в секунду, что соответствует 40 ватт.

Шестерка в десятке или восьмерка в двенадцатке, 20 см хватит за глаза... Спираль не нужна. Клапан или кран должен стоять ниже холодильника, чтобы он всегда был заполнен.

Может хватит и 10 см, но при выводе из колонны сивухи, когда пойдет вода, будет течь горячий конденсат.

[imidalv]

А при дистилляции, у меня 60 см прямоточника с водяными трубками (конструкция Игоря)
Что за конструкция - можно ссылочку?

Оказывается у меня даже 50 см рубашка.
http://labspirt.com/forum/index.php/topic,781.msg28319.html#msg28319
http://labspirt.com/forum/index.php/topic,781.msg28458.html#msg28458 в этой теме все про него.
Но Игорь сейчас советует убрать нижнюю трубку, Я пока не стал.

[Dimassik]

Игорь, сходу вопрос:
СС с удельной теплоемкостью 4,1Дж/г-градус, 5000мл/ч (4700г/ч), нужно охладить на 50*С.
За час нам нужно отвести 4,1*4700*50 = 963 500 Дж в час, или 268 Дж в секунду, что соответствует 268 ватт.
Далее твои расчеты теряются в тумане, поэтому обращаюсь к тебе - какой длины мне нужен прямоточник при восьмерке в двенадцатке?
Спасибо! :)

[Игорь]

Дима, непонятно что у тебя за спирт - сырец, если у него теплоемкость 4.1... По моим прикидкам это 7-8% об... Брага. разбавленная пополам водой :)

Но дело не в этом. Холодильник в чистом виде, охлаждающий охлаждающий жидкий спирт-сырец на 50 градусов и конденсатор-холодильник, который сначала должен конденсировать пар, а потом охлаждать его. это совсем разные вещи. Холодильник в чистом виде желательно использовать в заполненном виде - и по горячей стороне, и по холодной. Я не разбирался как считать такой прямоточник, но знаю по опыту. что для 1.5-2 литра спирта в час достаточно 20 см шестерки в десятке, или восьмерки в двенадцатке, когда спирт в рубашке, а вода в восьмерке. Причем холодильник стоит вертикально, он полностью заполнен спиртом, спирт медленно опускается и хорошо остывает.
Это порядка 50 ватт на 20 сантиметров.
Если у тебя не 50 ватт. а 250, понадобится длина в 5 раз больше. Но ты разберись с теплоемкостью. Не может сырец иметь теплоемкость 4.1.

С прямоточником. работающим как конденсатор и холодильник, я разобрался хорошо.
Киловатт нагрева - это 750 см3 пара в секунду. Сечение паровой трубы должно быть таким. чтобы скорость пара на входе была в вилке от 15 до 20 м/с. Посчитаешь?
Толщина водяной рубашки - 1 мм, максимум 1.5. Спираль в рубашке должна иметь шаг 1-1.5 диаметра паровой трубки.
Длина такого холодильника достаточна 50 см независимо от мощности(по крайней мере для диапазона мощностей от 2 до 5 кВт), для запаса делаю 70.

[Dimassik]

Дима, непонятно что у тебя за спирт - сырец, если у него теплоемкость 4.1...

Да вот отсюда: http://chemanalytica.com/book/novyy_spravochnik_khimika_i_tekhnologa/06_syre_i_produkty_promyshlennosti_organicheskikh_i_neorganicheskikh_veshchestv_chast_II/5399
Я перегоняю брагу, соответственно у меня уже сконденсировавшийся (жидкий) СС, начиная с 70% и заканчивая 5-8%. Я брал среднюю цифру в 40%.
Да, и делал неправильно, т.к. при уменьшении градусности будет и падать отбор. :(
Но даже при 70% теплоемкость будет 3,4Дж/г-градус, 5000мл/ч (4400г/ч), нужно охладить на 50*С.
За час нам нужно отвести 3,4*4400*50 = 748 000 Дж в час, или 268 Дж в секунду, что соответствует 207 ватт. :)
Все равно в 4раза больше надо т.е. 80см. Хотя бы 50см.

Киловатт нагрева - это 750 см3 пара в секунду. Сечение паровой трубы должно быть таким. чтобы скорость пара на входе была в вилке от 15 до 20 м/с. Посчитаешь?

Попробую. Труба с внутренним диаметром 0,8см и длиной 1метр будет иметь объем V=π r2 h, 3,14*0,4*0,4*100=50,24см куб.(в одном метре трубы).
Так как скорость нужна 15м/с., то 50*15==750см куб.
Аналогично для 20м/с., 0,7см.(приблизительно).
Я ж говорю - с формулами у меня туго, решаю с обратного конца. :(
Научи правильно. :)

[Игорь]

непонятно что у тебя за спирт - сырец, если у него теплоемкость 4.1... По моим прикидкам это 7-8% об... Брага. разбавленная пополам водой

Каюсь, был не прав. Век живи, век учись.
Я исходил из предположения о том, что зависимость теплоемкости растворов от концентрации спирта - красная линия. А она - вон какая!
Оказывается теплоемкость растворов с концентрацией до 30 градусов даже больше, чем у воды!
Dimassik, спасибо!

[Dimassik]

Игорь, я краснею. :angel:
Но ты не дал оценки моим расчетам, правильно или нет? А то я в сомнениях. :(
Хочу подсчитать скорость пара в моей колонне.
Спасибо. :)
добавлено: 21-07-2013, 16:23:34
Смутило вот это: ??? Крель стр 127-128.
[attach=1]
Вроде везде скорость пара в колонне м/с., а здесь см/с. Может это модель Куна такая хитрая?
и что это за цифры [3] и [170]? Может кто объяснит?
Заранее Спасибо. :)

[Игорь]

Dimassik, со скоростью все просто. Следи за размерностью.
Чтобы определить линейную скорость пара на входе в трубу, нужно объемную скорость пара(см3/с) разделить на площадь сечения трубы (см2). Результат будет в см/с.
Чтобы определить расход, объемную скорость см3/с, нужно линейную скорость см/с умножить на площадь сечения см2

Трубка Двн 0,8 см имеет площадь сечения 0,5 см2.
При скорости пара 1500 см/с, поток в трубке сечением 0,5 см2 будет равен 750 см3/с, столько пара получается при одном киловатте полезного нагрева.
При скорости пара 2000 см/с, поток в трубке сечением 0,5 см2 будет равен 1000 см3/с, столько пара получается при 1,33 кВт полезного нагрева.

Учитывая теплопотери, можно считать, что такой холодильник будет нормально работать на одной конфорке газовой плиты, или при 1-1.5 киловаттном ТЭНе в кубе.

По поводу Креля. Там, где речь идет о см/с, говорится не о насадочной колонне, а щелевой, об устройстве из двух близкорасположенных плоскопараллельных стенках

Цифры в квадратных скобках - это источник информации, номер из списка использованной литературы.
Список литературы к 4-й главе - на страницах 487-495.

[braga2]

Считал доохладитель по формулам из всяких книжек, туфта выходит...
Загнал модель в solidworks, вот что получилось.
Расход спирта 1л/час. Воды - 22л/час. Спирт в трубке 6x1, вода в рубашке 10х1.

Вобщем можно сказать, что на каждый литр в час спирта 100мм такого холодильника достаточно с запасом.

[Игорь]

Делай 25-30, не меньше. Иначе при выводе сивухи со скоростью порядка 3-х литров в час отбор будет горячим.
У тебя спиртовая трубка по центру, будет соблазн поставить клапан отбора на одной вертикальной оси с холодильником. Не делай этого. Летом воздушный конденсат с холодной поверхности трубки будет стекать на катушку клапана и рано или поздно убьет ее.

[braga2]

будет соблазн поставить клапан отбора на одной вертикальной оси с холодильником

Спасибо, так и хотел сделать, хотя ранее читал про горелую электронику от этого :)
Тулить металлический зонтик - не факт, что с него не будет капать, летом влажность иногда зашкаливает(25° 65% летом не редкость, а это роса при 18°). Полимерный можно присобачить, с прокладкой.
Гнуть/варить загогулину? Ну можно в принципе, хотя с нее тоже может капать, если спирт холодный(например, при отборе голов). Или на практике не капает?

Делай 25-30, не меньше. Иначе при выводе сивухи со скоростью порядка 3-х литров в час отбор будет горячим.

При той же длине 200мм и скорости 3л/час показывает 28°С на выходе. На счет правильности результата не уверен, но проверю, есть на чем.
Хотя, сивуха в конце - вода, там может быть все по другому..