Разделение смесей методом парциальной конденсации.

[Сергей]

Игорь,  А теперь давай уберём стенку с дырками, точнее ниппель, взаимодействие  пара и флегмы только повысятся, а число нужных ТТ регулируем временем контакта, тоесть скоростю пара, как и во всех плёночных колоннах, при этом вставки заужающей сечение трубы не будет, значит можно повышать производительность без ухудшения качества, кстати когда флегма течёт по спирали струёй путь её удлиняется но площадь контакта с паром резко снижается. Как показали эксперименты, со спиралью эффективность работы колонны падает. Чем более тонким, равномерным слоем стекает флегма и чем дольше она контактирует с паром тем эффективней происходит тепломассообмен. Вот мы и имеем условие задачки, как увеличить время контакта флегмы и пара, приблизить пар к флегме, флегму размазать тонким слоем, без образования ручейков.

  А для фруктовых дистиллятов нужна тарельчатая колонна, какую сделал МЖШторм и технология с многочасовым развариванием сырья.  http://www.homedistiller.ru/forum/index.php?topic=294.400#msg11415624

[Игорь]

давай уберём стенку с дырками..., взаимодействие  пара и флегмы только повысятся

Не факт. Пар не обязательно должен взаимодействовать с флегмой прямым контактом. Тонкая флегма, стекающая по металлической стенке, за которой поднимается пар, находится в условиях не худшего теплового обмена чем при прямом контакте На мой взгляд этот контакт лучше, так как минимизируется влияние холодной наружной стенки.

[Сергей]

 Это как???
Куда девается холодная стенка? Она продолжает контакт с флегмой при этом контакт с паром снижается.

[Игорь]

Флегма стекает по проволоке, припаянной к внутренней горячей трубе, и лишь касающейся наружной холодной. Стекает медленно, по спирали. Ее тепловой контакт с паром намного лучше, чем у капли, которая стремительно стекает в куб по холодной наружной стене и даже не успевает толком прогреться. Решением вопроса было бы припайка спирали к трубе изнутри, но технически это сложно. Конс трукция S66 решает этот вопрос комплексно. Внутренняя труба не только размещает проволоку, но и собирает и передает флегма тепло пара, а отверстия не мешают массообмену. Пар из куба и из флегмы объединяется в трубе, а обедненная флегма из дефлегматора попадает в куб.

Действительно интересное решение, которое просто грех не использовать.

Не заметил раньше еще один эффект. За счет теплообменных процессов происходит "перенос" флегмы с витков на внутреннюю часть внутренней трубы, где влияние холодной наружной стены минимизировано. "Перенос" за счет того, что флегма в "межтрубьи" греется и испаряется, отбирая тепло от пара, который превращается в флегму на внутренней части внутренней трубы.

Плохо, что эта внутренняя флегма, как и в колонне Мариса, очень быстро летит в куб. Если и ее замедлить, эффект будет круче... Замедлить... насыпать во внутреннюю трубу насадку, например :)

Еще один эффект - это саморегуляция. Похоже, что это влияние отбора по методе VM, о саморегуляции которого я видел уже много отзывов, но не уделял им серьезного внимания. Не уделял потому, что с точки зрения гидравлики (пневматики) эта авторегуляция невозможна. Но если рассотреть не только динамику потока пара, но и термодинамику фазовых переходов ниже дефлегматора, саморегуляция находит логическое, техническое объяснение и понимание. А значит, разобравшись, ее можно будет осмысленно использовать.

[Сергей]

 Я говорил не о каплях и не о струях, а про плёнку.

[Игорь]

Я говорил не о каплях и не о струях, а про плёнку.

О ней многие говорят, но никто не видел. Силы поверхностного натяжение припечатывают пленку к стенке, а поток восходящего пара тянет конденсат вверх. Плавный равномерный спуск пленки флегмы по трубе - миф. Под верхом  накапливается "критическая масса" и происходит срыв капли вниз. Из-за этого  дудка Мариса работает как парциальный конденсатор, тепломассообмен в ней минимален. Именно поэтому в нем никакими усилиями нельзя получить укрепление выше 94%, независимо от кубовой спиртуозности.

[Сергей]

О ней многие говорят, но никто не видел.

Я видел.
Что мешает  большей части пара в нутри ниппеля беспрепятственно двигаться к дефу?
К тому-же у ниппеля есть внешняя и внутренняя стенка на которой образуется плёнка и является своего рода теплоизолятором, который мешает передачи тепла от пара к флегме.

  Вот если снизить скорость флегмы стекающий вниз по трубе, не дать образовываться струям и каплям, приблизить пар к флегме, убрать перегородку между этими средами, то.....

  Это можно, на мой взляд сделать, насыпать насадки, или вставить пропеллеры.
Пропеллеры создадут потоком пара, флегма будет вращаться по стенке трубы, что удлинит её путь, без образования струй и капель, скорость пара и центробежная сила будет это предотвращать, пар приблизится к флегме омывая её, нарушится ламинарный поток пара, не сильно увеличится гидравлическое сопротивление по сравнению с насадкой, снизится сложность изготовления и материалоёмкость при этом  использовать колонну можно и как БК, и НБК.
 


 

[Сергей]

  Если кто-то захочет повторить данный опыт с стеклянной БК, НБК, то для лучшего наблюдения за флегмой надо поднести к трубе лампочку , а с обратной стороны колонны чистый лист бумаги и получите театр  теней, очень интересно и всё видно. Просто наблюдение практически ни чего не даёт , потому как флегма распределяется тонкой плёнкой, а качество поверхности трубы оставляет желать лучшего, то ничего вроде и не происходит, и флегмы будто бы нет.

Да, ромашки не должны касаться стенок трубы, что бы не собирать флегму в кучу в местах соприкосновения.

[Игорь]

Тфу-ты, ну-ты... Это же совсем другой процесс. В НБК по стенкам течет поток непрерывно заливаемой туда браги. А в трубе без насадки - эффект зеркала во влажной ванной комнате. Оно покрывается слоем неподвижного конденсата, который время от времени каплями срывается вниз. Разумеется, если сверху на зеркало лить брагу, можно наблюдать и "театр теней", ипрочую лабуду. Но сконденсированный пар по зеркалу никогда не движется равномерной пленкой - только струями, долго накапливаемыми и стремительно срывающимися вниз.

[Сергей]

  Упустил из виду пар который  не стоит на месте, а раздувает , придавая движение флегме и разравнивает её, для этого и нужна скорость пара приближающуюся к 5м/с.

Вот если не будет завихрителей пара всё и будет происходить как ты написал выше. Кстати поток флегмы и поток браги в объёме практически идентичны,
а после определённого момента, по высоте колонны, процессы просто одни и теже.

[sergl]

Аплодисменты.

Озвучиваю шокирующую для многих информацию.
Испарение и конденсация - абсолютно одинаковые физические процессы, но зеркально противоположные. Поэтому, если из  5%-ной браги испаряется 40%-ный пар, то и конденсат из 40%-ного пара имеет крепость 5%. Всего.

Предвижу возмущенное неприятие и поэтому пока не продолжаю. 

В каком месте хлопать-то?

Зеркальными эти процессы в озвученной Вами задаче быть не могут, поскольку температуры процессов разные по условию.

Конденсат будет иметь крепость соответствующую температуре капли( температуре поверхности конденсатора, если быть еще точнее - температуре поверхности конденсата ). Согласно графику приведенному Вами от 0% и до 95%.

Вы указывали в условиях температуру не выше "с температурой - скажем - минус 12 градусов. .  Или плюс три."

Пусть температура конденсатора плюс 3С, все равно - да хоть 50С.Ответ -
1. свыше 40%, до 95%
2. в первой однозначно( пояснение - в последней будет меньше 40%)
3. 40%

Проверить просто. При скорости равном  капельному отбору перекрыть паровую линию классического дистиллятора  и каплями, перенося пальцем на язык проверить утверждение. В конце будет вода. Теоретически.

[sergl]

Более того можно "положить" димрот горизонтально. И организовать отбор с каждого витка. Сдается мне что на витке, первым вступающем в контакт с паром, получится 95% спирт, а на последнем - вода.

Так можно сделать и разделение и укрепление. И это будет настоящий парциальный конденсатор.

[Игорь]

В каком месте хлопать-то?

Я не призывал никого хлопать, это я апполодировал уже не помню чему - с ноября много воды утекло. Если ищешь место чтобы похлопать, хлопай там, где тебе угодно.

на витке, первым вступающем в контакт с паром, получится 95% спирт, а на последнем - вода.

Наоборот.

Самый слабый спирт будет на первом витке, самый крепкий - на последнем
Крепость на первом витке будет близка к крепости кубовой жидкости. На последнем - на одну ТТ выше. Максимум на две. Это будет зависеть от того, какая часть сконденсируется на предыдущих витках.

От температуры холодной стенки зависит не состав конденсата, а интенсивность конденсации. В любом случае, на стенке любой температуры, состав конденсата является равновесным с конденсирующимся паром. То есть, из пара 40% конденсируется 5%-ный самогон. Всегда.
После этого содержание спирта в парах увеличивается, и следующая порция конденсата будет крепче первой. И так далее, пока весь пар не конденсируется.

[Nick.Mih.]

из пара 40% конденсируется 5%-ный самогон.

Если в кубе кипит брага с 5% спирта, и из нее выходит пар крепостью 40%, то полностью сконденсировав этот пар в холодильнике, получаем на выходе 5%-ный самогон?
   P.S. Вдогонку. Виноват, не прочитал название темы и представил себе прямоточник.
У самого такой парциальный конденсатор на куб устанавливается. Да и нерж.гофра на восходящем участке по такому же принципу пар укрепляет.

[Игорь]

Ключевая фраза, ломающая смысл парциальной конденсации - "полностью сконденсировав".
Она не подходит к рассматриваесой теме по определению.
Ведь парциальная конденсация - это не полная, а частичная конденсация паров. И разделение смеси путем парциальной конденсации как раз и основано на том, что разные части конденсата имеют разный состав. По причине того, что рождаются они из пара разного состава.

Первая капля 5%-ного конденсата уносит из 40%-ного пара много воды и мало спирта. Поэтому оставшийся пар содержит уже не 40% спирта, а больше. Поэтому вторая капля конденсата рождается не 40%-ным паром (иначе она была бы тоже 5%-ной), а более крепким, и она уже несколько крепче первой, но все равно очень слабая в сравнении с паром. Она тоже уносит из пара гораздо больше воды, чем спирта. Пар становится еще крепче. Процесс парциального укрепления продолжается до самого конца. Каждая новая капля конденсируется из все более крепкого пара, и самая пследняя капля конденсата будет иметь наибольшее содержание спирта.

При этом если все отобранные капли смешать в кучу, то общая концентрация спирта будет точно соответствовать концентрации спирта в кубовом паре.