Управление ФЧ без автоматики.

[Роман 68]

Возьми десятку х 1, будет 1 мм/с.

Т.е, ты предлагаешь взять левую трубку достаточно большого диаметра, чтобы в ней могли разминуться нисходящий поток отбора, и восходящий поток спирта горячей конвекции. И таким образом левая трубка могла наполняться более тёплым, менее плотным спиртом (без закипания), и U образный баланс смещался влево прекращая отбор (только сейчас понял), насколько это работоспособно сложно предугадать, это совсем другой принцип. Закипание будет давать более кардинальную реакцию, т.к пар несоизмеримо менее плотный чем жидкость.   

[us_ov]

Уважаемые, если Вы правильно выберете место расположения, для ВАШЕЙ колонны, трубки, что является чувствительным элементом  (есть такой термин в метрологии), то непременно работать будет - при любом (разумном) диаметре, поскольку в ВАШЕЙ колонне есть место, в  котором температура при подходе хвостов меняется на НУЖНУЮ величину. По моему мнению, в этом случае не стоит принимать во внимание ни конвективное перемешивание, ни диффузию.  Не зря автор предусмотрел некоторый слив из этой системы вниз, но я считаю это только для того, чтобы на результат работы устройства не сказывалось заполнение трубки при запуске колонны. А нам достоверно известно, что при запуске любой колонны (в отсутствии достаточного количества флегмы) первый конденсат далёк от азеотропа (и соответственно плотность, состав, температура кипения и т.д.). Кстати о кипении, поскольку в трубке азеатроп (колонна в режиме), то "перегретая" внизу жидкость не повлияет на работу устройства и фонтана над воронкой сбора флегмы не появится - флегма переохлаждена, но даже если допустить, что дефлегматор не димрот, а некое гипотетическое устройство с возвратом флегмы при температуре конденсации, то ничего фатального для работоспособности устройства не произойдёт...  Поскольку точность уровня отбора выставленного над уровнем перелива  флегмы напрямую (пропорционально) зависит от изменения плотности в чувствительном элементе. Ну а уж это то мы сможем (не обязательно поворотом, изменять изменение уровня отбора над уровнем возврата флегмы, но так проще ) без проблем настроить... И ещё один аргумент - процессы в этом устройстве аналоговые и никаких дискретных "а если..." тут и не предвидится. При изменении температуры изменяется плотность - изменяется плотность изменяется отбор - изменяется отбор изменяется флегмовое число. В наших силах поместить чувствительный элемент в зону с нужным изменением температуры и получить пропорциональное изменение флегмовог числа (читай отбора) при соответствующем изменении режима колонны (читай подхода хвостов).

[Сергей]

Не зря автор предусмотрел некоторый слив из этой системы вниз,

Да, правильный вопрос, он мне не даёт покоя, ЗАЧЕМ и КАКИЕ ЦЕЛИ выполняет данный конструктив? Может, есть иные версии по мимо озвученной?

Дьявол кроется в деталях...

[Игорь]

Рябята, вы все твердите о старт-стопе, а это уже атавизм.
Блин, мне постоянно приходится бороться с собственными , уже устаревшими, технологиями.
Суть в том, что отбор по мере ретификации, должен уменьшаться, а не чаще и надольше останавливаться. На первый взгляд это одно и то-же, но это только на первый взгляд Иерция систем измерения температуры приводит к тому, что датчик нагревается до установленного порога тогда, когда температура среды уже давно этот порог превысила, то есть когда зона насыщения флегмы примесями уже давно проскочила уровень измерения температуры и поднялась выше, чем хотелось бы.

бразный баланс смещался влево прекращая отбор

Почему "прекращая"? Регулируя!
Уровень в правой ветви зависит от  "средней температуры по колонне", а отбор зависит от перепада высот между уровнем в правой трубке и уровнем жиклера или иглы на линии отбора. Поэтому, по мере роста температуры, уровень в правой ветке и отбор будут плавно уменьшаться до тех пор, пока уровень в правой трубке ну опустится ниже отверстия ответвления отбора.
Но - повторяю - такая конструкция (с внешним кольцевым измерителем) на мой взгляд не имеет перспектив, так как для корректной его работы нужно термостабилизировать спирт на входе в измерительную трубку и во все правой трубке,Точность этой термостабилизации должен быть как минимум на порядок больше измеряемого перепада температур. Это на мой взгляд сложнее, чем сделать систему с клапаном. 
Тему считаю полезной только потому, что не дает застояться мозгам. Как утренняя гимнастика.  На первый взгляд бессмысленные телодвижения, но полезно.

оскольку в ВАШЕЙ колонне есть место, в  котором температура при подходе хвостов меняется на НУЖНУЮ величину.

Наш процесс периодической (кубовой) ректификации имеет некоторую особенность, которая отличает его от стабильных термостабилизируемых процессов.

Это то, что нормальная, правильная температуру в кубе в процессе ректификации изменяется от 80 до 100 градусов.
Но уже после 15-25 сантиметров высоты насадки температура должна стоять как вкопанная, отклоняясь от правильного значения (чуть больше 78 градусов) не больше чем на пару десятых.


Значит в зоне всего 20 сантиметров.
Если ловить точку, при которой спирт под давлением 10кПа закипает (это 81 градус), то с ачале ректификации она будет ближе к кубу, в конце - на высоте 20 сантиметров. Такая неопределенность делает успешность управления по такому большому перепаду температур сомнительной.

Спирт внизу высокой трубки имеет температуру кипения 81 градус
В колонне есть точка, в которой в конце ректификации можно допустить подъем температуры - скажем - до 81 градуса.
Это место находится, н, верное, в 10 санитметрах от низа насадки.
Но в первыхтрех чеивериях процесса температура в этой зоне не имеет права доходить до этой величиныимеет неко

получить пропорциональное изменение флегмовог числа (читай отбора) при соответствующем изменении режима колонны (читай подхода хвостов).

И в этом случае в стройность рассуждений вмешиваются особенности периодической ректификации
Температура  к каком-то уровне колонны определяется концентрацией спирта в этом уровне , а не концентрацией примесей.
И уже концентрация пимесей зависит от концентрации спирта. Но по-разному, в зависимости от этапа ректификации.
Объясню кратко. По мере ректификации кубовая концентрация хвостовых и промежуточных примесей растет в десятки раз, и соответственно, в десятки раз растет ее концентрация по всей колонне при том-же разделении.

Поэтому, если в начале ректификации можно допустить пдъем зоны с температурой - скажем - 83 градуса - до какого-то определенного уровня, то ближе к концу процесса этого допускать уже нельзя.

ЗАЧЕМ и КАКИЕ ЦЕЛИ выполняет данный конструктив?

us_ov уже отвечал на этот вопрос.
В трубку попадает не совсем азеотроп, особенно в начале ректификации. Как более плотный, менее спиртовый раствор расположится в самом низу трубки, и фиг ты его "вскипятишь". А если и вскипятишь, то из него выкипит весь спирт, останется вода. Чтобы этого не было, нужно время от времени, а лучше - непрерывно, обновлять жидкость в измерителе.
У автора это капельный слив, у меня - непрерывный отбор....

Все, утренняя зарядка окончена, перехожу к водным процедурам :)

[asmel]

Иерция систем измерения температуры приводит к тому, что датчик нагревается до установленного порога тогда, когда температура среды уже давно этот порог превысила, то есть когда зона насыщения флегмы примесями уже давно проскочила уровень измерения температуры и поднялась выше, чем хотелось бы.

С этим успешно справляются, на данный момент доступные, ПИД регуляторы.

[Игорь]

asmel, ты наверное не не понял о чем идет речь в этой ветке. Тут мы обсуждаем возможные способы управления отбором по принципу обратной связи без использования электронных регуляторов, в том числе и ПИД.

С этим успешно справляются, на данный момент доступные, ПИД регуляторы.

Я тоже так считал, начитавшись теории. На практике все оказалось менее радужным. Параметры ПИД-регулирования, прекрасно работающие в начале процесса, коренным образом отличаются от параметров, которые необходимы в конце.
Я долго боролся с этим, и в результате все-же сделал аналоговый ПИД-регулятор, подобрал компромиссные параметры регулирования, и он работает, но его работа далека от идеальной.
VovanXP тоже сделал регулятор, но не аналоговый, а цифровой, на контроллере, но тоже столкнулся с той-же проблемой, которая свела на нет его энтузиазм.

Кроме изменения оптимальных параметров ПИД в процессе ректификации, проблема ПИД-регулирования этих процессов очень осложняется тем, что разрешающая способность наших датчиков является величиной одного порядка с ошибками, которые приходится компенсировать.
Кроме того, величины ошибок имеют тот-же порядок, что и температурные помехи от изменения температуры окружающей среды. Так что считать наши задачи решенными (или легко решаемыми) еще рано, есть большое поле для творчества, для новых обломов и удачных находок.

Сейчас, например, столкнувшись с влиянием температуры воздуха на показания датчиков, я подумываю о возврате к недавно отброшенному варианту управления отбором не по изменению абсолютной температуры датчика, а по изменению дельты... Но это уже тема совсем другого обсуждения.

[Петрович]

Не зря автор предусмотрел некоторый слив из этой системы вниз,

Да, правильный вопрос, он мне не даёт покоя, ЗАЧЕМ и КАКИЕ ЦЕЛИ выполняет данный конструктив? Может, есть иные версии по мимо озвученной?

Дьявол кроется в деталях...

Думаю, для отсечения хвостов. В конце ректификации когда спирта в кубе остается мало, количество флегмы сконденсированной димротом постепенно уменьшается.Наступает момент когда флегмы становится недостаточно для отбора и она вся поступает обратно в колонну. Сливаясь через калиброванное отверстие внизу трубки.

[Сергей]

  Я что думаю, может пойти дальше...
При подаче фиксированной мощности, по мере снижения спиртуозности в кубе у нас снижается давление в колонне и кубе... Может этот эффект нам и задействовать, ведь колонна это- практически та же трубка, работу которой мы рассматриваем..

[Петрович]

Перевод.

ARC-Автоматический контроль ф/ч
...
Есливы хотите посмотреть внутри колонны в этот момент вы увидите, что на самом верху вы получили 96%,
только ниже  крепкость меньше,  и тепература выше....

Хи хи, у кого ещё так?
В моей колонне под дефлегматором чуть ниже узла отбора температура 76.09*С
В 2\3 колонны  температура 73.62*С
В 20 см от куба температура 69.28*С
Даже если датчики показывают не истину , то всё  равно, самая высокая температура в колонне (не в кубе), под дефлегматором  и чем ниже по колонне тем ниже градусы Цельсия.
И только в самом низу в 5-7см возле куба, температура в колонне начинает расти.
Это понятно почему, рядом горячий  куб с СС.

Может эту трубку с капиляром сразу в куб засунуть?

[Игорь]

  Я что думаю, может пойти дальше...
При подаче фиксированной мощности, по мере снижения спиртуозности в кубе у нас снижается давление в колонне и кубе... Может этот эффект нам и задействовать, ведь колонна это- практически та же трубка, работу которой мы рассматриваем..

Да, это отличный вариант, и коллега СМІТ давно его использует, не допуская снижения давления больше, чем на 100 Па (10 мм.в.ст, или чуть меньше миллиметра ртути).
http://labspirt.com/forum/index.php?topic=978.msg19523#msg19523
Но мы уходим от темы - управления отбором автоматически, без электроники и клапанов.
Не далее как вчера я думал о том, как задействовать изменение кубового давления напрямую, без электронных и электромеханических посредников. Ничего путного не надумал.

[Роман 68]

точность уровня отбора выставленного над уровнем перелива  флегмы напрямую (пропорционально) зависит от изменения плотности в чувствительном элементе.

Если речь идёт о первом варианте конструкции с трубкой внутри насадки, то изменения плотности в чувствительном элементе никоим образом ни на что не повлияет, т.к. регулирующее устройство (измеряющий элемент) находится на самом верху колонны, а там температуры и плотности не знают ничего о том, что происходит внизу трубки.  Реакция (перекрытие отбора) произойдёт только тогда, когда перегретый спирт каким то образом дойдёт до верхнего измеряющего элемента (что очень сомнительно). Я думаю реакция отбора (на перегрев чувствительного элемента) возможна только после закипания спирта в чувствительном элементе, и только если пузырьки газа обязательно дойдут до верхнего измеряющего элемента, и попадут в левую ветвь U образного сравнивающего устройства. Только тогда будет реакция в виде изменения отбора. На какую то плавность регулирования, типа постепенного изменения отбора я бы не надеялся, т.к. при вскипании спирта в трубке будет  резкое (значительное) уменьшение плотности жидкостно паровой смеси слева измеряющего устройства, что приведёт к резкому прекращению отбора. А так же этому будет способствовать инертность объекта регулирования. В моей колонне, (в 20см от низа) происходит температурная реакция на изменение отбора только через три минуты. Т.е. три минуты будет продолжаться рост и остановка роста температуры после даже полного прекращения отбора, а затем столько же будет происходить обратный процесс при возобновлении отбора. Я думаю подобными устройствами невозможно организовать плавного пропорционального отбора, всё равно параметры будут раскачиваться в виде колебаний из за инерции объекта. Нужно какое то интегрирующее устройство, и исполнительный механизм способный совершать пропорциональное изменение отбора.
А в режиме типа старт стопа, должно работать, и трубку можно опустить ещё ниже, например до 12 см от низа, там где 83- 85 градусов закипания будет как доктор прописал. 

[Сергей]

Только тогда будет реакция в виде изменения отбора. На какую то плавность регулирования, типа постепенного изменения отбора я бы не надеялся, т.к. при вскипании спирта в трубке будет  резкое (значительное) уменьшение плотности жидкостно паровой смеси слева измеряющего устройства, что приведёт к резкому прекращению отбора.

Надо проверять эксперементально....

[Игорь]

В моей колонне, (в 20см от низа) происходит температурная реакция на изменение отбора только через три минуты.

Что-то меня смутила эта фраза.... в смысле - вызвала смущение мысли...
Давай разберем этот момент.
Ты изменил отбор (скажем - увеличил). Флегмы вверху стало меньше, чем было. Это недостаток флегмы постепенно опускается вниз (стекает накопленная в колонне флегма, и через 2.5 минуты зона недостатка флегмы достигает зоны укрепления.. Только после этого зона укрепления начинает смещаться вверх и температура в зоне твоего термодатчика растет. Еще через секунд 32-30 он прогревается и меняет показания.

А теперь - другой вариант.
Отбор не менялся, но со временем стал избыточным. Зона укрепления в колонне поползла вверх, и когда она достигла твоего датчика, тот 20 секунд провтыкал и потом показал рост.
Я к тому, что в твоих 2.5 минутах минуты две - это высота колонны, реальная реакция на "шухер" намного быстрее.

[Роман 68]

Я не совсем понял что тебя смутило. Какая есть задержка такая есть, я хотел сказать о раскачивании режима, в результате которого не будет плавной, пропорциональной работы подобных устройств. А сейчас пришёл в голову аналогичный процесс, происходящий в аквариумах, который тем более исключит возможность промежуточных величин отбора. Есть такой вариант водного насоса, в вертикальную трубку снизу подаются пузырьки воздуха, которые поднимаясь вверх увлекают за собой воду, и тяга получается такая, что протягивает воду даже через фильтр. Так вот, если в трубке вскипит спирт, и если время жизни пузырьков пара будет достаточным, чтобы они могли долетать до верхнего измеряющего U образного  устройства, то тяга в левой трубке образуется такая, что из правой трубки с носиком высосет, увлечёт за собой спирт, и ни о каком плавном регулировании речи быть не может. Когда пузырьки прекратятся, проход спирта на отбор возобновится, (обычный старт стоп).

Я разрешаю взлет температуры внизу не более 1/10 градуса. Если разрешаю две десятых, спирт идет совсем другого качества. Если вместо 77.8 разрешить внизу 83 градуса, представляю что это будет за спирт.

По-видимому, в гонке за скоростью ты устанавливаешь с самого начала сильно завышенный отбор, (и мой датчик стоит около 13-15 см. от низа насадки).
     Я прикинул, что если у нас есть элемент, реагирующий на температуру 83 гр., то его работа по регулированию отбора может начаться не ранее того момента, когда в кубе концентрация спирта упадёт до 7,5%. При более высоких концентрациях спирта в кубе, никакой реакции быть не может, т.к. в колонну заходит пар однократно укреплённый, и в колонне температура кипения первой тарелки будет меньше 83гр. (там просто не будет таких температур). Значит, величина отбора изначально должна быть выставлена такой, чтобы обеднения низа колонны не происходило до крепости в кубе 7,5% (это граничная величина, но на самом деле концентрация при которой будет ещё не требоваться регулирование должна быть ещё меньшей). Поэтому изначально большие скорости отбора (которые например ты имеешь сейчас) при таком датчике (реагирующем на 83 гр.) будут недостижимы. Думаю, и при реализации регулирования отбора по давлению в кубе так же  величины отбора нужно будет занижать, так как такой точности контроля режима колонны, которую ты имеешь сейчас, получить (используя давление в кубе) будет невозможно. 
    В связи с этим первую схемку, с закипающей при 83 гр трубкой со спиртом, бело бы не плохо применить не для регулировки отбора, а для бесклапанного переключения отбора последних трёх-пяти процентов кубового спирта в отдельную ёмкость для повторной ректификации, и без уменьшения скорости отбора. Додаивание последних процентов спирта при полностью заполненной колонне, и заниженном отборе, по времени и электричеству обходится дороже, чем он сам. И последний спирт по любому будет хвостастый, лучше его быстро отобрать в сторону и стоп. Осталось только придумать, как закипание сможет перекинуть поток без клапана.

[Aleksej]

дельта между чем?