Подача и управление подачей воды в дефлегматор

[Dimassik]

Цитата: Dimassik от 12-02-2014, 14:06:29

Если диаметр трубки (шланга) позволяет стекать конденсату в куб, то показания манометра остаются без изменений.

.Это заблуждение.

Проверил сегодня на дистилляторе, как только вышел на рабочий режим подключил манометр к кубу, через силиконовый шланг шестерку длиной 50см, показал скачки от -4 до +2 мм.рт., замерил через час - то же, на ТCА тоже скачки, но поменьше от -2 до +2 мм.рт.
Где я заблуждался, не понял. ;)

[GrOV]

перешёл к регулировке воды краном

Как сделал кран (для ВованаХР) -
Купил 4  детали в сантехлабазе (трубка своя) ;)..
[attach=1]
Букса керамическая крана с резьбой 1/2, удлинитель 1/2 НР/ВР = 25 или 30 мм, ёршик Ф8 1/2 вр,
прокладка 1/2,  + понадобился обрезок трубки Ф8х1 50 мм..
Букса, которую выбрал(важно!), имеет проходное отверстие ~ 3х4 мм, в вершине дуги ~ 4х4 мм..
На фото она со снятым силиконовым сальником..
[attach=2]
Площадь проходного отверстия близка к площади отверстия трубки Ф6х1 и регулировка получилась вполне плавной - от капли раз в 10 сек до половины (на глаз) возвратной флегмы...

Удлинитель сточил так, чтоб при завинчивании нижний сальник буксы упирался в его дно с натягом..
Сделал проточку (фаску) для верхн.резин.колечка буксы..
[attach=3]

В ершик вставил прокладку
[attach=4]

И всё свинтил - для проверки на герметичность уплотнителей (при открытом и закрытом положении буксы - сж.воздух и мыльный раствор)..
[attach=5]

После развинтил, просверлил в удлинителе отверстие и припаял серебром трубку..
Почистил, помыл, собрал в вновь - получился краник с нежной регулировкой, который (при необходимости) легко  срастить с электроприводом на угол поворота 90^о..
[attach=6]    [attach=7]

В нескольких последних ректификациях проводил отбор голов и регулировку воды в ДЕФ
в ручном режиме  - замечаний нет.. :)

[Бандерівець]

Подключил к ШИМ осмо-насос, скажу классно,  регулировка ШИМ от 0 до 255, насос начинает работать при 17 ед. ШИМ, это 6,6 %
Завтра подключу к реальной колоне. Мне нравится как насос запустился.

[ГОГа]

Как писал Игорь, управление подачей воды в дефлегматор при паровом отборе сверху дефлегматора (СМ), должно управляться по величине парового потока. Определение последнего - архисложная задача, особенно сложная при отборе голов, когда величина отбора, например, может равняться 50мл в час.  Предлагалось множество решений: от подсчета капель на выходе из холодильника, установки вертушки на выходе из дефрегматора, измерения перепада давления на заужении при выходе из дефлегматора, до замера температуры на середине медной полоски, припаянной одним концом к паропроводу дефлегматор-холодильник...
Последняя идея, предложенная Игорем, трансформировалась у меня в следующее:
Рассмотрм балланс теплоты в холодильнике, принимая для упрощения, что его КПД приближен к 100%. Все расчеты будем делать (для упрощения) применительно к спирту. Теплоемкость спирта равна 2,39кДж/(кг*К). Плотность спирта 0,79 г/см3. Теплота парообразования 905 кДж/кг. Теплоемкость воды 4,2кДж/(кг*К).Температура кипения 78,33 градуса.
Пусть отбор составляет 50мл спирта в час, что равно 39,5 граммам спирта в час.
Теплота парообразования (конденсации) составит 905дЖ/г*39,5г=35745,5дЖ=35кДж.
Охлаждение конденсата с 78,33 градусов до 30 градусов потребует 2,39дЖ/г*(78,33-30)*39,5=4562,6дЖ=4,56кДж.
Итого потребуется для конденсации и охлаждения до 30 градусов 39,56кДж.
Для нагрева воды, проходящей через холодильник, с 20 градусов до 30 градусов,  потремуется 39560Дж/(4,2Дж/г *10)=941,9мл
воды в час, или 0,261 мл/секунду, или 5,22 капли в секунду (фармакологическая капля равна 0,05 мл).
Таким образом, нужен стабильный поток воды величиной в 942 миллилитра в час. Если осмонансос, например, может нам выдать именно такой стабильный поток, то задача контроля величины парового потока решена:
Дефлегматор, колонна, паропровод, холодильник должны быть хорошо теплоизолированы. Измеряется ДЕЛЬТА температур: температура выходящей воды из холодильника и температура входящей воды в холодильник. Тем самым, нам не критичны колебания температуры входящей воды.
Теплоизоляция колонны, дефлегматора, куба, паропровода и холодильника делает систему весьма инертной к колебаниям температуры в помещении. И если Игорь получал стабильную температуру на входе дефлегматора, а vovanxp вполне справлялся импульсной подачей воды в дефлегматор, то если контроль по вышеприведенной схеме осуществим и в вычислениях и рассуждениях нет явных грабель, то получаем вполне работоспособную систему.
Дельта в 10 градусов входящей и выходящей воды в холодильнике, при точности температурных измерений в 0,16 градуса, дает нам 10/0,16=62,5 ступени регулировки-управления обратной связью по ШИМ, клапаном подачи воды в контур дефлегматор-промежуточная емкость-циркуляционный насос, который обеспечивает подачу воды в дефлегматор. Получается, что изменение дельты температур на холодильнике на 0,16 градуса покажет изменение потока на 0,8 мл/час.
Для регулирования больших величин отбора (при отборе тела) надо увеличить подачу воды (например,  осмоннасосом) в холодильник, главное - стабильность потока.
Вопрос в том, какой именно насос может обеспечить стабильную малую подачу воды в 942 мл/час.
Может, это осмонасос, может, перистальтический или дозирующий мембранный. Но последние два - охренительно дороги.... 

[Бандерівець]

Для нагрева воды, проходящей через холодильник, с 20 градусов до 30 градусов

Почему именно будет так в реальности?

Таким образом, нужен стабильный поток воды величиной в 942 миллилитра в час.

А как ты обеспечишь стабильную температуру воды на входе в дефлегматор даже не в пределах нескольких ректификация, а в пределе одной? Даже не то что стабильную температуру, а именно 20 градусов.

Ну ты и грабли себе выбрал.

[ГОГа]

Для нагрева воды, проходящей через холодильник, с 20 градусов до 30 градусов,  потремуется 39560Дж/(4,2Дж/г *10)=941,9мл

Почему именно будет так?

Таким образом, нужен стабильный поток воды величиной в 942 миллилитра в час.

А как ты обеспечишь стабильную температуру воды на входе в дефлегматор даже не в пределах нескольких ректификация, а в пределе одной? Даже на то что стабильную температуру, а именно 20 градусов.

Ну ты и грабли себе выбрал.

Чтобы сконденсировать пар в 50 мл конденсата и затем охладить 50мл до температуры в 30 градусов, нужно 942 мл воды температурой в 20 градусов передать теплоту конденсации и охлаждения конденсата воде  до новой температуры воды в 30 градусов.
Стабильность температуры входящей воды и не надо обеспечивать: мы управляем ДЕЛЬТОЙ температур. Например, входящая вода 20 градусов, на выходе 30 градусов: дельта в 10 градусов. На входе вода 18 градусов, на выходе 28 градусов: дельта все равно 10 градусов.
PS. Теплоемкость воды при 10 градусах составляет 4,192 КДж/(кг*К), а при 30 градусах 4,178 КДж/(кг*К).
Ошибка составляет 0,33%. На нашу точность особо не повлияет.

[Бандерівець]

Гог-Магог, Как ты обеспечишь дельту? Чем будешь измерять показания термометров до и после дефлегматора?
При одинаковых условиях колоны, холодильника, насоса ты подашь на вход воду 10С и 30С   ты на выходе не получишь дельту 10С. Каждый раз рассчитывать будешь поток? Как его будешь выставлять?
Ты уверен что насос будет стабильно работать? Ты уверен что БП насоса всегда будет выдавать одно и тоже напряжение и ток?

[ГОГа]

Гог-Магог, Как ты обеспечишь дельту? Чем будешь измерять показания термометров до и после дефлегматора?
При одинаковых условиях колоны, холодильника, насоса ты подашь на вход воду 10С и 30С   ты на выходе не получишь дельту 10С. Каждый раз рассчитывать будешь поток? Как его будешь выставлять?
Ты уверен что насос будет стабильно работать? Ты уверен что БП насоса всегда будет выдавать одно и тоже напряжение и ток?

Да все не так!!!
Дельту температур я меряю на ХОЛОДИЛЬНИКЕ, а не на дефлегматоре. На дефлегматоре, как показали опыты Игоря запросто получают стабильную температуру входящей воды с точностью в 0,16 градуса, как минимум. Это путем прогонки горячей воды циркулярником с регулируемой подачей холодной воды клапаном в контур.
Управляется клапан этот ДЕЛЬТОЙ температур на ХОЛОДИЛЬНИКЕ. А Дельта зависит от величины потока пара.
Вот я ж и написал: нужен насос, позволяющий обеспечить СТАБИЛЬНЫЙ МАЛЫЙ ПОТОК.

[Бандерівець]

Гог-Магог, А что тебе мешает сделать очень просто.
Над дефлегматором под утеплителем термометр, выставляешь температуру по нему, и регулируешь обороты помпы держа заданную температуру?
Одна помпа, один датчик температуры, один МК с простенькой прогой.
Просто как два пальца.

[ГОГа]

?? Пусть у нас две колонны с очень разной производительностью, соответственно очень разные кубовые объемы. Температура пара над дефлегматором будет при отборе, например, тела - 78,33 градуса. И все равно, какой поток пара: что 50 мл в час, что 5 литров ы минуту. И пофигу, какая величина отбора.
Регулируя поток воды в дефлегматор, мы только меняем величину парового потока в холодильник. Температура вверху дефлегматора будет одна и та же (при отборе тела). Да, при отборе голов, когда фракционный состав постепенно меняется (ну очень постепенно))), температура будет малость меняться. Но по температуре вверху дефлегматора КАК ИМЕННО управлять отбором??? 

добавлено: 24-03-2014, 13:31:21
Игорь писал : (цитата)
"Конструкция была "на коленке" - дефлегматор на короткой царге д.50 L 500,в кубе - 20% голов и вода, дефлегматор - однослойный высокий (400 мм) из 4-х метров шестерки, без узла жидкостного отбора, отбор - через прямоточник, который я применяю со скороваркой для малых дистилляций -д.12  в рубашке д.16, в рубашке спираль, высота 500 мм. Контуры охлаждения разделены  - прямоточник подключен к водопроводу, дефлегматор - к замкнутому контуру с насосом для басейна, с трехлитровой емкостью и переливной трубкой. Подача холодной воды - клапаном НХ3 прямо в банку, в ШИМ-режиме с ПИД-управлением. Управление - по иемпратуре воды во входящей трубке дефлегматора.
Удалось поддерживать температуру с точностью +-1/16 градуса. Резкие изменения условий работы (пережим трубки или изменение мощности нагрева) незатухающих колебаний не вызывали.
снаала был доволен. Установил отбор 30 мл/час и он держался... но даже небольшие колебания температуры вызывали значительное изменение... нет, не температуры воды, а потока пара при той-же температуре и потоке воды..."
добавлено: 24-03-2014, 13:42:44
...и простите за не точность: Игорь поддерживал точность воды в 1/16 градуса, что составляет 0,0625 градуса.
добавлено: 24-03-2014, 13:47:00
...и еще цитата от Игоря: "Температура пара постоянна, поэтому по температуре пара обратную связь устраивать невозможно. Однако способность потока пара что-то нагреть зависит от величины этого потока. Это можно использовать... нет, это нужно использовать."

[Бандерівець]

Гог-Магог, У меня поменялась концепция
В колоне нужно 3-и узла отбора, узел отбора хвостов, тела и паровой для отбора голов, между узлом отбора тела и дефлегматором 20 см. насадки для пастеризации спирта.
По пару отбираем головы, а при отборе тела капля в несколько сек. чтоб отводить головы которые еще там по разным причинам  присутствуют.

Для этого полностью хватает насоса и термометра над дефом.

[ГОГа]

Гог-Магог, У меня поменялась концепция
В колоне нужно 3-и узла отбора, узел отбора хвостов, тела и паровой для отбора голов, между узлом отбора тела и дефлегматором 20 см. насадки для пастеризации спирта.
По пару отбираем головы, а при отборе тела капля в несколько сек. чтоб отводить головы которые еще там по разным причинам  присутствуют.

Для этого полностью хватает насоса и термометра над дефом.

Я согласен, что концепция хорошая и даже очень. Есть вопрос: за счет чего меняется температура над дефлегматором и как именно меняется по натурным испытаниям?
Возможно, что я присоединюсь к такой конструкции, но хочу выяснить некоторые моменты.

[Бандерівець]

Есть вопрос: за счет чего меняется температура над дефлегматором и как именно меняется по натурным испытаниям?

Вверх дефлегматора остывает, а пар подогревает, чем больше потов пара тем больше разогрев, если пара нету тогда температура 20-30С, при максимальном потоке температура около 76,8С.
Отбор голов капля в секунде 74,5С. Это для моей колоны.

[ГОГа]

Есть вопрос: за счет чего меняется температура над дефлегматором и как именно меняется по натурным испытаниям?

Вверх дефлегматора остывает, а пар подогревает, чем больше потов пара тем больше разогрев, если пара нету тогда температура 20-30С, при максимальном потоке температура около 76,8С.
Отбор голов капля в секунде 74,5С. Это для моей колоны.

Вот теперь мне стало все ясно, как работает у тебя управление. Все абсолютно верно, но есть зависимость от температуры в помещении. Хотя эффект изменения температуры в помещении может быть малым...

[Олежище]

Хотя эффект изменения температуры в помещении может быть малым...

Я тебе больше скажу, он и есть малый. Для моей колонны головы при 73,5С. 0,5-0,7 градуса плавает, не смог точно регулятор отстроить, но это и не надо, за ночь пол бутылки голов накапало и хорошо, а будет их чуть больше или чуть меньше, мне все равно.