Пароводяной нагрев куба

[zava-da]

Если к дну кега площадью порядка 100 см2 пришаманить 4-5 киловатт ТЭНов нагрев будет веьма мягким, ничего к нему не пригорит.

Наверное меня опять будут бить :(
4кВт/100см2=40Вт/см2
Сижу и думаю:
Что легче.
Прилепить к кегу (другому кубу) тэн через алюминевую или медную прослойку, получив жёсткий нагрев на пяточке дна или использовать давно опробованный метод тепловой трубки? Х.З.

Нужно определиться, что мы будем греть. Если воду, то это одно, если брагу сахарную, то это другое, если кашу, то это совсем третье.

Тепловая трубка годится для всего.

Что будем греть?

[RVV]

Я в школе учился плохо но мне кажется, что площадь дна кега 1000 см² и получается 4Вт/см2

[Игорь]

Разумеется 1000 см2 и 4-5 ватт/см2. Это я, подслеповатый, нолик потерял когда печатал.

Прилепить к кегу (другому кубу) тэн через алюминевую или медную прослойку, получив жёсткий нагрев на пяточке дна или использовать давно опробованный метод тепловой трубки?

Я клоню к тому, что не имеет значения каким способом мы равномерно передадим дну емкости одинаковое количество тепла. Если содержимое куба будет получать нагрев по 4-5 ватт с каждого квадратного сантиметра, результат и эффект будет одинаковым что от парового нагрева, что от толстого металлического греющего дна.
Разница только в управляемости, в тепловой инерции нагревателя.
9 литров воды, перегретых на 20-30 градусов (брага закипает при 90), имеют запас тепла порядка 1000 кДж.
Очень толстое (10 мм) нержавеющее дно (8 килограмм) при тех-же условиях имеет запас тепла в 10 раз меньше.
Это говорит о том что куб с очень толстым греющим дном будет кипеть при аварийной остановке в 10 раз меньше времени, чем пароводяной.

Если дно сделать с  медной прослойкой, которая проводит тепло вдоль металла в 19 раз лучше, чем нержавейка, суммарную толщину дна можно уменьшить  вдвое. Наверное.

Разумется, каждый способ нагрева имеет положительные и отрицательные стороны. Но меня очень смущает нагрев, при котором создается давление, способное выгнуть внутрь выпуклое дно куба. Поэтому я и предлагаю рассмотреть альтернативу, которая не несет такой потенциальной опасности, а по эффекту, по характеру нагрева, как мне кажется, не будет иметь никаких отличий.

Чтобы оценить равномерность или неравномерность нагрева толстым дном, можно рассмотреть дно прямоугольной формы с ТЭНом, пришлепаным по центральной линии, и сравнить тепловое сопротивление по направлениям "ТЭН- толщина металла - пристеночный слой нагреваемой жидкости" и "ТЭН - длина металла - пристеночный слой".
Я сейчас не готов считать, меня ждут 350 литров браги и экспериментальная НБК, обвешанная датчиками, какновогодняя ёлка игрушками. Но посчитаю обязательно..

[braga2]

толстое дно сложно сделать. Потм как его ремонтировать? тогда уж лучше индукционный нагрев. Нержавейка имеет высокое удельное электро-сопротивление и греется очень хорошо индукцией. Но индукция перегреет кашу и она пригорит. Сопротивление теплового контакта увеличится, это приведет к еще большему росту температуры и гореть будет дальше. С паром таких проблем  нет.

У меня есть сковорода чугунная с дном 8мм. Так вот даже через такое дно хорошо "просвечивается" катушка, неравномерность нагрева тоже очень большая. Пригорит однозначно. Возможно массивная медная пластина это дело исправила бы.
Снизу нержовая пластина 2мм, дальше медь толстая, дальше опять нержа. и все это надо хорошо склеить, особенно медь с верхней нержой. Хотя можно и медное дно оставить, если куб будет использоваться только для перегонки всяких каш.
Медь индукцией нагреть не получится тк у нее низкое сопротивление, грется будет катушка вместо дна :) Поэтому снизу нужен слой стали

А вообще можно же масляную баню сделать вместо водопаровой или сахарносиропную(это шутка конечно, но жидкостей полно с любой ткип) :) если так давление страшно..

[chelovechik]

braga2, Делаем смотровое окошко и греем магнетроном.  А лучше тремя! :D :D :D

[braga2]

Магнетроном железку? или кашу? Если первое, то веерверк, а второе можно, только это расчитывать надо, просто так тоже будет веерверк :)

[chelovechik]

braga2, Я пошутил.

[Игорь]

толстое дно сложно сделать.

Если дно сделать плоским, проблем не вижу.
Плоское дно из нержи 1,5 мм, к нему прикручен по кругу шпильками с гайками медный блин толщиной миллиметра 3, диаметром на несколько сантиметров меньше, к которому жестким припоем припаян омега-образный ТЭН с медной оболочкой. Чтобы предотвратить коробление медяхи и обеспечить надежный тепловой контакт меди с нержой, можно под те-же гайки прикрутить плоскую шайбу диаметром чуть меньше диаметра медного блина.
Если бы я не видел внутренностей чайника, подумал бы, что ниже ТЭНа будет слишком жарко. Но пластмассовые детальки под днищем чайника наглядно показывают, что тепло идет в сторону воды, а не вниз.
Есть еще один аспект работы рубашки, работающей под знакопеременным давлением.
Внутренняя часть тонкостенной  оболочки ТЭНа связана с атмосферой, и если оболочка сделана не из цельнотянутой трубы, могут быть проблемы. Цельнотянутые трубки для ТЭНов используют только для парогенераторных ТЭНов, на остальных, в том числе и на наших блок-ТЭНах, трубки шовные.
Когда-то были в продаже парогенераторные Саналовские блок-ТЭНы, короткие, 2х2,25 кВт, но сейчас я их не нахожу.

[braga2]

Плоское дно из нержи 1,5 мм, к нему прикручен по кругу шпильками с гайками медный блин толщиной миллиметра 3, диаметром на несколько сантиметров меньше,

Его и нержу покоробит, это приведет к точечным контактам, на которых будет пригорать каша. Медный блин надо плотно спаять с нержой, тоесть залить на нержу медь или алюминий. Я разбирал дно дорогой сковородки, там алюминиевый блин толщиной 2мм на столько хорошо прилеплен к нерже, что отордрать его не порвав не получилось. Наверное заливали его туда в жидком виде. И то на индукционке эта сковорода хорошо просвечивалась.

к которому жестким припоем припаян омега-образный ТЭН с медной оболочкой

А если тэн сгорит или просто начнет не по детски шить на корпус, потом как это дело ремонтировать?

Есть еще один аспект работы рубашки, работающей под знакопеременным давлением.
Внутренняя часть тонкостенной  оболочки ТЭНа связана с атмосферой, и если оболочка сделана не из цельнотянутой трубы, могут быть проблемы

От 1атм? Для тех трубок атмосфер 6 на сжатие  вообще не давление. Скажем трубка имеет диаметр 10мм внешний, тогда 3 кг на погонный сантиметр равномерной нагрузки - это вообще чепуха. Чтобы такую трубку медную хоть как-то деформировать надо дать килограмм 40 как минимум на 1см и то нагрузки точечной(типа зажать в тиски), а если нержовая то и того мало.

Пальцами могу создать усилие 13кг, вот пошел попробовал сжать медную трубку - ничего не получилось

[Игорь]

У меня через микротрещину внутрь ТЭНа попал самогон, при включении он закипел, и трубку ТЭНа разорвало по швам.

Его и нержу покоробит

от температуры 110-120 градусов? Если над блином будет вода, до большей температуры его не разогреешь.

на индукционке эта сковорода хорошо просвечивалась.

Индукционка греет нержавейку сквозь медь. Поэтому от медной прослойки на индукционной плите толку мало.

Для тех трубок атмосфер 6 на сжатие  вообще не давление

Я говорю о знакопеременной нагрузке. Без нагрева - 1 атм наружу, при нагреве - 1 атм внутрь. Это совсем другая история.

[zava-da]

Но меня очень смущает нагрев, при котором создается давление, способное выгнуть внутрь выпуклое дно куба.

У меня выгнуло дно потому, что неудачная конструкция. То же относится и к количеству воды. Его можно значительно уменьшить.
Сейчас нарисую правильную конструкцию и выложу.

А вообще можно же масляную баню сделать вместо водопаровой или сахарносиропную(это шутка конечно, но жидкостей полно с любой ткип) :) если так давление страшно..

Не всё так просто. Использовать в качестве энергонасителя можно органические растворители http://www.chemistry.org.ua/solvboil
но они как правило токсичные. И вонючи. Работать с ними в жилых помещениях не годится.
Теперь по поводу масла и прочих ванн.
Греть будет. Но очень неэффективно. К тому же для масла нужны ТЕНы с меньшей тепловой нагрузкой на единицу площади. Те тены которые мы применяем рассчитаны на воду.
Масло на тенах горит. Герметизировать ванну нельзя, т.е. запах будет в помещении.

На мой взгляд, давление 1-1,5 кг/см2 это ерунда. В водопроводе больше.
Нужно сделать устойчивую конструкцию с минимальным объёмом как водяной части так и паровой.
Человечек пошёл по правильному пути.

Меня сейчас интересует не пароводяной котёл, а возможность использовать метод тепловой трубки для получения пара. Как водяного так и спиртового.
Я хочу установить в паровую зону змеевик (предположительно) и пропуская через него спирт, получить спиртовой пар.
Зачем?
1. Простота управления.
Нагрев управляется терморегулятором 125грдС его мы не трогаем, включили и всё. Поток пара определяется потоком подачи спирта. Дроссель плюс клапан подачи.
При отключении клапана подачи,  спирт, который находится в испарители выкипит за секунды.
Получаем плавную остановку подачи пара. Включили клапан, и пар плавно пошёл.
2. Нет необходимости заливать значительный объём спирта в пароген при старте.
3. Надёжность. ИМХО.

Другой вопрос, как этот же рарогенератор использовать для получения водяного пара?
Тут дело осложняют соли жёсткости в воде. Нужно чтоб выкипала не вся вода, а 80-90%, остальная выносила с собой соли. Потом нужен сепаратор пара. Или забить на соли и после каждой работы гонять на воде с лимонкой? Или использовать осмос перед подачей? Вопросов больше чем ответов.
Я пока в раздумьях.

[braga2]

У меня через микротрещину внутрь ТЭНа попал самогон, при включении он закипел, и трубку ТЭНа разорвало по швам.

скорее всего просто был бракованный

от температуры 110-120 градусов? Если над блином будет вода, до большей температуры его не разогреешь.

та даже без температуры врядли удастся их плотно прижать на такой площади. если 2 полированные плиты толщиной 10мм, тогда да

Индукционка греет нержавейку сквозь медь. Поэтому от медной прослойки на индукционной плите толку мало.

Ну почти так, наиболее горячий металл внутри, если он однородный. Если внутри медь(тоесть металл с высокой проводимостью), то картина меняется. Медь снижает КПД индукционки, катушка начинает сильнее грется.

Я говорю о знакопеременной нагрузке. Без нагрева - 1 атм наружу, при нагреве - 1 атм внутрь. Это совсем другая история.

Это мелочи для такой трубки, она выдерживает давления чуть ли не на 2 порядка больше на распор да и на сжате амосфер 10 легко. Знакопеременная нагрузка встречается нередко, тем более условия куда хуже. Хотя тут она не знакопеременная, а от 0 до -1

[RVV]

Если дно сделать плоским, проблем не вижу.
Плоское дно из нержи 1,5 мм, к нему прикручен по кругу шпильками с гайками медный блин толщиной миллиметра 3, диаметром на несколько сантиметров меньше, к которому жестким припоем припаян омега-образный ТЭН с медной оболочкой. Чтобы предотвратить коробление медяхи и обеспечить надежный тепловой контакт меди с нержой, можно под те-же гайки прикрутить плоскую шайбу диаметром чуть меньше диаметра медного блина.

Воздушный тен выставляется с зазором над дном куба и заливается сплавом.
Как вариант баббит Тплав 300 С воздушный тен  не выплавится, теплопроводность 30 Вт/м_*К блин будет прогреваться равномерней .

[zava-da]

Воздушный тен выставляется с зазором над дном куба и заливается сплавом.
Как вариант баббит

та даже без температуры врядли удастся их плотно прижать на такой площади. если 2 полированные плиты толщиной 10мм, тогда да

Господа, это всё не научные фантазии.
Никакие клея, ни какая заливка работать не будет.
Для меня это ясно как божий день.
Хотите - попробуйте. Я это всё давно прошёл.
У этих материалов разная теплопроводность, разный к-т линейного расширения.
Очень жаль, что вместо поиска возможности применения тепловой трубки вы тратите силы на поиск альтернативных решений. Может хоть попытаемся воспользоваться преимуществами способа и минимизировать недостатки?
Заранее хочу вам сказать, что в своё время потратил не мало средств и времени на поиск альтернативного нагрева. Вопрос стоял о нагреве смеси до 140грдС.
Единственный альтернативный вариант, который был выполнен в железе выглядит так:
Мощная чугунная литая плита, на которой снизу прилеплены нагреватели для пром. плиты 3шт. Такие нагреватели стоят в плитах столовых. Керамика и нихром. Так вот. Оборудование работает, но спирали в плитах летят часто. Эксплуатационщики ругаются, плюются. Зато дёшево и "безопасно".
Рядом стоит машина с нагревом паром этиленгликоля. Все довольны. Не запаха, не проблем.

[braga2]

Никакие клея, ни какая заливка работать не будет.

Пожалуй соглашусь. Кто-то пробовал сварить в чайнике кашу(тобышь зерновую брагу)? на пониженной мощности