Сравнительные характеристики СПН разных типов

[Сергей]

В пленке флегмы, стекающей по насадке происходит два процесса:1. Кипение

Кипения не происходит.
Испарение.

[vadiv]

Кипения не происходит.
 Испарение.

У нас в колонне насыщенный пар - а это кипение.

[Игорь]

для определенного потока "охлажденной" флегмы должен существовать определенный оптимальный вес и соответственно получается теплоемкость насадки.

Насадка не может долго отбирать тепло от чего-то. Она отбирает тепло только до тех пор, пока не нагреется. Как только температура насадки сравняется с температурой пара, который прохолит мимо нее, отбор прекращается и прекращается влияние массы металла на процесс.
В колонне есть только один источник тепла - куб, и только один его получатель (отбиратель) - дефлегматор. Все, что находится между кубом и дефлегматором не поставляет тепло и не потребляет, а только предает. Если не брать во внимание теплопотери, разумеется.
В насадке передачей тепла занимаются два потока - поток постояно нагревающейся флегмы, идущей сверху вниз, и поток постоянно охлаждаемого пара , поднимающегося снизу вверх, а температура в каждом конкретном уровне не меняется.
Весь перенос тепла снизу вверх определяется тепловым обменом между перемещающимся веществом, а насадка, которая не перемещаетмся, в этих обменных процессах не участвует. Каждый джоуль тепла, отданный паром, передается только флегме, насадка не получает от этого джоуля ничего, так как ее температура равна температуре этого пара. И ничего не отдает по той-же причине. Если бы насадка непрерывно получала или отдавала тепло, ее температура в любой точке колонны изменялась бы, а этого не происходит.

[Magister]

Игорь, поясни мысль о соотношении пара и флегмы в насадке.  Ведь в каждый момент времени отношение масс пара и флегмы равно единице и не зависит от плотность насадки.

[Игорь]

...в каждый момент времени отношение масс пара и флегмы равно единице и не зависит от плотности насадки.

Это если нет отбора. С отбором флегмы меньше.

Давай уточним. Если за единицу времени в колонну вошло 100 грамм вещества в виде пара, то ровно 100 грамм из него вышло в виде флегмы и продукта.

Оптимальная скорость пара, с корой нужно двигать пар через колонну, величина постоянная. Отступление от этой скорости снижает эффективность разделения.
Скорость пара умноженная на свободное сечение колонны есть поток пара, который определяет рабочую производительность колонны.
Колонна с более тяжелой насадкой имеет меньше свободного объема, поэтому пропускная способность  у нее всегда будет меньше, чем у колонны с более легкой насадкой.

Если бОльшая плотность насадки достигнута за счет применения более толстой проволоки, площадь поверхности, по которой течет флегма, становится меньше. На меньшей поверхности интенсивность контакта пара с флегмой снижается, что при одинаковой скорости пара снижает разделительную способность.

[Игорь]

Попались на глаза фотографии насадки, которая красивее любой другой, которую мне приходилось держать в руках. Это двойка из проволоки 0,2. Весит 1 кг/литр.
Не могу отказать себе в удовольствии выложить эти фото.

[Borbos]

Попались на глаза фотографии насадки, которая красивее любой другой, которую мне приходилось держать в руках.

Слишком большой угол сдвига.ИМХО

[Гонитва]

эти фото

ну уж повторюсь-это "ВОЗДУХ" :D. Красивая, не значит эффективная...
/ой, ну не все же блондинки как насадка!?... :D :D :o :D

[Сергей]

vadiv,

КИПЕНИЕ
Кипение Кипение - явление, обнаруживаемое жидкостями, когда во всей массе ихпроисходит образование пузырьков пара. Если же пар образуется только наповерхности жидкости, то происходит испарение; жидкий пар, находясь поддавлением окружающей жидкости, может появиться только тогда, когдадавление в этой точке жидкости не превышает упругости насыщенного парапри темп. жидкости.

[Magister]

Я тут немного посчитал, получается следующее. Если насыпная плотность насадки 800 г/л, то изготовленная из стали 12Х18Н10Т (плотность 7,9 г/см3), она будет занимать объем 101 мл/л или примерно 10%. Значит, 10% проходного сечения трубы будет занято металлом и недоступно для прохождения пара. Если насыпная плотность 3000 г/л, то насадка будет занимать уже 37,9% сечения трубы. Что-то многовато.

[Игорь]

во всей массе ... происходит образование пузырьков пара. Если же пар образуется только на поверхности жидкости, то происходит испарение;

У нас - гибридный вариант. Пар образуется только на поверхности, но поверхность при этом является и "всей массой".

Наш вариант действительно особый. Почти по всей высоте нормально работающей колонны температура пара соответствует точке конденсации, а температура флегмы соответствует точке кипения. Видимых признаков кипения нет, так как нет достаточной для видимого эффекта толщи флегмы.

Слишком большой угол сдвига.ИМХО

А ты масштаб оцени. Треуголнички как раз такие, что прекрасно образуют пленку. Из них достаточно сложно выдуть спирт. Но стоит смоченную спиральку прислонить к сухой, флегма мгновенно распределяется на обе даже если сухая сверху. Благодаря этому насадка работает отлично - пар не сдувает с нее флегму, а переход по насадке вниз происходит на "ура". Я даже не ожидал, что она сможет работать без захлеба при скорости пара 2,5 м/с в пересчете на сечение пустой трубы (510 ватт, д25х1,5мм), а давление при этом в метровой царге составит 280 мм водяного столба. И это при площади контакта 3,8 м2 в литре насадки. Это не только самая красивая, но и самая эффективная насадка. Погонял ее на себя и при отборах 200 и 400 мл/час. Полет нормальный. В трубе большего диаметра я ее пока не испытывал.

Если насыпная плотность 3000 г/л, то насадка будет занимать уже 37,9% сечения трубы. Что-то многовато.

И я о том-же. Только не сечения, а объема. По сечению чуть меньше.
Некоторые коллеги считают, что чем больше, тем лучше. Интересно, когда будет достигнут вес нержавячей насадки 8 кг на литр? Тогда Нобелевсеая премия гарантирована!

[Magister]

И сечения и объема. Есть метод стереометрической реконструкции. Но я не об этом. Интересно, кто-нибудь пробовал заливать насадку эпоксидной смолой в шлифы? Должна получиться очень интересная картина поперечного сечения колонны для различных видов и размеров насадки.

[Гонитва]

3000 г/л, то насадка будет занимать уже 37,9% сечения трубы. Что-то многовато.

:D-ну это слова больше. Ты испробуй часто используемую насадку типа "пушистую", протрахайся с ректификацией в т.ч. отбором голов, качеством спирта на выходе..., и захочется бОльшего. Возьмешь хорошую плотную насадку, и забудешь о повторных ректификациях и матах в сторону колонны, приобретенной с насадкой типа "воздух", т.е. плотностью около до 1,5кг/л. Когда такой путь будет пройден, тогда будет понимание.....
...К слову, вы (часть форумчан) определенно толкаете работу СПН легкую и тяжелую  как критерий. Я же СПН вообще считаю началом революции в насадке, потому начиная с плотности 2,070кг/л, изготавливаю и ориентирую вас не на спн, а на РАН, а эта насадка в своем техническом решении имеет некоторые иные свойства, как и свойства разделения. Поэтому сравнивать СПН малой плотности и РАН, которая уже более плотно укладывается, тем более в силу своих форм/вида, это что ездить на самокате а потом пересесть на авто бизнес-класса,-это я говорю о качестве разделения конечно, т.е. и соответствующей четкой работе колонны, и качества продукта на выходе. Но если хотите получать то что делает рядовая спн, то запретить нельзя да и не хочу, т.к. каждый раз становится все интереснее и интереснее, читая недовольства колоннами с такой насадкой, запахом продукта, огромным временем, которое нужно для получения качества, процессом химочистки и т.д., становится интересно и в силу причин, когда это недовольство определенно толкает людей на новые тех разработки для улучшения качества продукта... Это всегДА интересно...., но я предпочитаю интерес не в загромождении колонн навесными прибамбасами, дополн.технологиями и соотв.дороговизной такого, а стараюсь начать с самого простого-сделать качественно то, что можно сделать. Потому на сегодня спн изготавливается всего лишь в 3-4% случаев, а все остальное-только РАН. Коллеги с далекого зарубежья, где ценят ХОРОШИЙ продукт, после РАН спн вообще не заказывают, а об количествах судите сами: в месяц они берут от 50до 80-100л! РАН насадки плотностью около 3,0кг/л на 50-150мм колонны. Потому прошу некоторых уважаемых коллег на просторах форума, не называть изготовление нескольких кило насадки для форумчан как бизнес, поскольку это по меньшей мере смешно.
...С наступающим завтрашним праздником МИХАЙЛА!!! ;) :D

[Сергей]

Рассмотрим колонну  диаметром 40 мм. Площадь ее поперечного сечения равна 12,56 см2. Запомним эту цифру.
Посмотрим, на каких мощностях мы сможем работать, используя различные насадки, если оптимальная скорость пара равна 1,5 м/с, а на 1 киловатт мощности нагревателя приходится 45 литров паров в минуту или 750 см3/с.
Если бы колонна была пуста, то мы при скорости 150 см/с за 1 секунду пропустили бы через поперечное сечение колонны 1884 см3 паров, что соответствует мощности 2,51 кВт.
На этом этапе становятся видны преимущества правильно сделанной спирально – призматической насадки. Она, в среднем, оставляет свободным 86% поперечного сечения колонны, то есть позволит нам работать при мощности 2,51х0,86=2,15 кВт.
Если в ту же самую колонну загрузить стеклянные шарики диаметром 4 мм, часто использующиеся любителями ректификации, то они займут 74% сечения колонны. Это значит, что предельная мощность составит в случае применения шариков всего 2,51х0,26=0,65 кВт, что прекрасно согласуется с опытными данными.
Итак, первый вывод в пользу спирально – призматической насадки: она позволяет при равной мощности использовать более тонкую трубу, значит – сэкономить на материале.
Становится понятно, почему недопустимо использование керамзита, битого стекла, гальки, мраморной крошки и тому подобных материалов. Они почти полностью перекрывают поперечное сечение трубы, либо наоборот, оставляют его слишком свободным, зачастую трескаются от перепадов температуры и рассыпаются.
Использование мочалок из нержавеющей стали выглядит предпочтительнее, но при этом слишком велик риск каналообразования и просто покупки некачественных изделий из неизвестного металла. Кроме того, достоверно площадь поверхности мочалок неизвестна, что делает невозможным корректный расчет параметров работы колонны.
Пару слов необходимо сказать и о площади поверхности насадки. Практически такой же будет поверхность раздела двух сред – газа и жидкости. В самом первом приближении можно сказать, что от площади поверхности насадки, заключенной в единице объема, зависит разделительная способность колонны. А это именно то, ради чего мы и делаем колонны.
На один литр объема спирально – призматическая насадка в зависимости от конструкции и толщины проволоки обладает площадью поверхности от 1,6 до 3,5 м2 на литр.
В то же самое время, шарики диаметром 4 мм, о которых мы упоминали ранее, имеют площадь поверхности в одном литре 0,900 м2.
Очень дорогие стеклянные кольца Рашига в одном литре имеют поверхность разделения равную 1,1 м2.
Второй вывод в пользу спирально – призматической насадки: она обеспечивает разделение в 1,5-3,5 раза лучше, чем ее ближайшие конкуренты.

Г. Удерживающая способность насадки.
При корректно поставленном опыте выясняется, что спирально-призматическая насадка способна удержать 94-96 граммов воды в литре насадки. Это если насадку тщательно продувать, имитируя проход пара. Если не продувать, то удерживающая способность литра насадки доходит до 200 граммов.
Кроме статической удерживающей способности, спирально-призматическая насадка характеризуется динамической удерживающей способностью. Для одной теоретической тарелки эта величина доходит до 3,5 граммов (Крель).
Статическая удерживающая способность спирально-призматической насадки, протравленной должным образом, лишь немного уступает  статической удерживающей способности матированного стекла и выше удерживающей способности фарфора.

http://www.homedistiller.ru/forum/index.php?topic=20224.40#msg11372366

[Borbos]

Благодаря этому насадка работает отлично - пар не сдувает с нее флегму

Не нравится мне это место.
[attachimg=1]