Давление или мощность?, варианты стабилизации работы РК

[Гонитва]

Мы знаем, что в кубе по мере испарения, спирта становится меньше а примесей соотв. меньше. Следствием этого есть уменьшение кол-ва паров спирта.  Стабилизируя НА ОДНОМ уровне мощность нагрева, мы в процессе процесса обедняем насадку от нужных нам паров спирта и больше нагружаем "водой". В таком случае или уменьшать отбор, или увеличивать мощность нагрева.
   Вариант с поддержанием давления в колонне как можно выше, определяет стабильность в насадке кол-ва паров ИМЕННО СПИРТА, что достигается обратной связью давления и мощности тэнов, в данном случае - увеличение нагрева. Я склоняюсь к последнему варианту.
...?....

[chelovechik]

Скажу своё замечание...
На своей автоматике есть возможность отслеживать динамику температур, давлений, мощностей.
По поводу мощности скажу: напруга в сети стабильная, после разогрева и стабилизации шим стоит на 40-44 единицах, к концу ректификации шим 54-56 единиц,
по мощности: разогрев 2400 ват, стабилизация и начало отбора 1470 ват, конец отбора 1650 ват.
Сами решайте что кому надо и что правильно что нет!!!
Кстати, неделю назад была ситуювина, начал ректификацию при давлении 760мм, ректификация шла 60 часов, и к концу ректификации давление изменилось 773мм., так вот температурные режимы заметно изменились, (например была температура дефа 77,1 стала 78,4).




Вывод: Осмелюсь не согласиться с РМ-2, но при этом считаю что как вариан, (в некоторых случаях), можно рассматривать.

[Игорь]

Не согласен ни с одним словом.
Увеличением нагрева невозможно ни обеднить насадку, ни обогатить, так как увеличение нагрева не измняет состав пара, а только увеличивает скорость его пробега по насадке. Да, спирта из куба испаряется в N раз больше. Но и в N  раз растет выход воды. Это приводит только к одному - к росту скорости пара.

Я хотел бы привлечь внимание к другой стороне медали.
Работа колонны в предзахлебном режиме позволяет наиболее эффективно использовать насадку. Предзахлебный режим определяется критической скоростью пара в насадке, увеличивать которую нельзя. Если мы имеем возможность увеличить скорость пара и не получить захлеба, значит до увеличения скорости насадка работала не в предзахлебе, а несколько ниже предзахлеба а значит неэффективно. Если же насадка работает в предзахлебном режиме, увеличить нагрев невозможно - увеличение нагрева вызовет пропорциональное увеличение скорости и приведет к захлебу.

Такие рассуждения основываются на том, что объем (и скорость) пара, испаряющегося из куба, при неизменной мощности остаются постоянными во время всего процесса ректификации. 1 киловатт полезного нагрева испаряет одинаковый (с точностью до единиц процента) объем паров спирта, воды и любых их смесей.

Поэтому для поддержания неизменной скорости пара во время всего процесса ректификации нужно 1) стабилизировать нагрев и 2) утеплить куб.
При стабилизации мощности давление в кубе в конце будет меньше, чем в начале, но скорость паров будет оставаться неизменной.
При стабилизации кубового давления скорость паров в конце будет больше,чем в начале, что либо приведет к предфинишному захлебу, либо к недостаточной скорости пара, и заниженному разделению и производительности в начале процесса.

стабилизация и начало отбора 1470 ват, конец отбора 1650 ват.

Отличные данные для конкретного примера. Сейчас выложу цифры, только укажи какой диаметр колонны.

[chelovechik]

Отличные данные для конкретного примера. Сейчас выложу цифры, только укажи какой диаметр колонны.

Померял, по наружке 43мм. стенка тонкая (вроде).

[Игорь]

Будем считать Двн 40.
1 киловатт нагрева отправляет в куб 1000 джоулей тепла в секунду.

1) Допустим, в кубе чистая вода. Этот нагрев испаряет 0,443 грамма воды в секунду.
При нормальных условиях 18 грамм воды занимают объем 22400 см3, а 0,443 грамма -  551 см3. Но это при нуле градусов. При 100 градусах этот пар занимает объем 752.8 см3.  Значит на киловатте нагрева по трубе с Двн40 мм (12,6 см2) водяной пар шурует со скоростью 59,7 см/с.

2. Теперь тем-же киловаттом греем чистый 100%-ный спирт. Киловаттный нагрев испаряет 1,19 грамма спирта в секунду.
При нормальных условиях 46 грамм воды занимают объем 22400 см3, а 1,19 грама - 0,579 см3. Но это при нуле. При 78 градусах этот пар займет 744.4 см3. Значит на киловатте нагрева по трубе с Двн40 мм (12,6 см2) спиртовый пар идет со скоростью 59,1 см/с.

Разница составляет 1%. При одинаковом нагреве скорость тощего пара на 1% выше, чем скорость "высокооктанового".

Но мы блох не ловим, и запоминаем, что в трубе д.40 киловатт нагрева дает скорость 60 см/с любому пару - что водяному, что спиртовому, то любой их смеси.

Ближе к человеческим данным.

Если в начале мощность составляет 1470 ват, то скорость пара в начале составляет 88 см/с, а в конце (при 1650 ваттах)  - 99 см/с.

Теперь представим, что в данной колонне с данной насадкой захлеб происходит при 1 метре в секунду. Тогда захлеба нет ни в начале ни в конце, но насадка в начале процесса далека от захлеба, недогружена, и если сразу дать и поддерживать 1,65 кВт, она бы не захлебнулась, но отбор мог бы быть на десяток процентов процентов выше. Это мелочи по сравнению с тем, что ближе к захлебу насадка работала бы на десяток тарелок эффективней. Общепринятый запас давления в 15% позволяет предотвратить концевой захлеб, но портит эффективность и производительность во время всего процесса.

Особенно это проявляется при стабилизации кубового давления. Уж если по давлению, то только в верхней части колонны.

Причина предконечного падения дваления при стабильной мощности (или роста мощности при стабильном давлении) связано с разницей в удельном весе паров спирта и воды (водяной пар легче в 2.5 раза), а сопротивление потоку пара прямо пропорционально его плотности. Поэтому чем больше в парах воды, тем меньшее нужно давление для обеспечения то-же скорости. Или тем большая скорость пара будет вызвана стабильным давлением.

Предчувствую возражения, связанные с тем, что при "тощем" кубовом содержимом температура куба на 15 грудусов выше, чем при 40%-ном самогоне, а значит и больше теплопотери.

Поэтому, споря сам с собой, привожу такие аргументы.
Перепад температур воздух-куб в начале ректификации 85-25 = 60, а в конце 100-25=75 градусов.
Так как теплопотери прямо пропорциональны перепуду температур, к концу ректификации теплопотери увеличиваются на 20% и их надо компенсировать.

Отвечу так. теплопотери растут, иэто бесспорнрю. Но какой величины нужна компенсация надо разобраться.
Я утепляю куб и колонну двумя сантиметрами вспененного полимерного утеплителя, который ораничивает  потери тепла на уровне 0,04 ватт/метр-градус.

Теплопотери колонны не рассматриваем, ведь при ректификации температура колонны практически не изменяется, в отличие от куба.

Площадь поверхности куба - 1 м2, значит при толшине слоя 2 сантиметра куб теряет в начале ректификации 120 ватт, а в конце - 150. Изменение теплопотерь на 30 ватт при нагреве в 1500 ватт (колонна д.40) приводит к изменению скорости пара всего на 2%, Можно, конечно, в процессе ректификации плавно наращивать мощность на 2%, но смысла в этом нет, ибо точность того-же РМ-2 (+-1 вольт) дает колебания нагрева больше, чем эти два процента.

[Сергей]

а несколько ниже предзахлеба а значит неэффективно.

Смотря , что считать эффективностью...Если выход/время да, если выход/кВт в час, то 1/3 от предзахлёба, да и разделение лучше так как ТТ больше и фактор интенсивности выше.
Guests are not allowed to view images in posts, please Register or Login

[chelovechik]

Выходит в начале мы колонну грузим по максимуму а к концу она недогружена???

[Игорь]

Сергей, скорость потока пара у нас на 1-2 порядка выше, чем в приведенной тобой таблице. Все эти скорости бесконечно далеки от предзахлеба. Смотри, наилучший вариант по фактору интенсивности в таблице - 0,4575 см/с... Ты представляешь что это за скорость? Для того, чтобы такую скорость поддерживать, в трубу д.40 нужно подавать пар от куба с ТЭНом  на 7,6 ватт.  отбор будет 6 мл в час. О каком факторе и о какой эффективности может вэтом случае идти речь? Это издевательство, а не эффективность. Таблица не отражает реалий нашего процесса.

Выходит в начале мы колонну грузим по максимуму а к концу она недогружена???

Если стабилизировать кубовое давление, то наоборот. К концу мощность и нагрузка доходит до предзахлебной. В начале колонна недогружена.

[chelovechik]

Если стабилизировать кубовое давление, то наоборот. К концу мощность и нагрузка доходит до предзахлебной. В начале колонна недогружена.

Тоесть, если я настрою колонну на предзахлёб то к концу перегона она захлебнётся???

[engine]

Я хотел бы привлечь внимание к другой стороне медали.Работа колонны в предзахлебном режиме позволяет наиболее эффективно использовать насадку. Предзахлебный режим определяется критической скоростью пара в насадке, увеличивать которую нельзя. Если мы имеем возможность увеличить скорость пара и не получить захлеба, значит до увеличения скорости насадка работала не в предзахлебе, а несколько ниже предзахлеба а значит неэффективно. Если же насадка работает в предзахлебном режиме, увеличить нагрев невозможно - увеличение нагрева вызовет пропорциональное увеличение скорости и приведет к захлебу.

Категорически согласен,!!!  Проверено личным опытом!!!

[engine]

Тоесть, если я настрою колонну на предзахлёб то к концу перегона она захлебнётся???

как бы наоборот))))

[Borbos]

Сергей, Откуда дровишки табличка.

[Сергей]

Игорь, Ты очень сильно заблуждаешься.
В пустой трубе Ф-37 мм скорость пара при мощности 1кВт составит 0,71м/с
Насадка занимает 26% объёма трубы ну и флегма + 11% -20%.
Считай...

[Сергей]

 Из Креля вестимо... :D

[Borbos]

Из Креля вестимо... :D

Кинь № странички,для какой тип насадки/колоны исследовался?