Метод определения режима эксплуатации насадки.

[Алкобрат 921]

в данной теме выложу метод определения оптимальной скорости пара для той или иной насадки.

 

цель : определить при какой скорости пара, или если конкретно для данной колонны - при какой мощности нагрева насадка работает наилучшим образом и колонна имеет наименьшую высоту теоретической тарелки ( ТТ )

с подвигло к этому ... графики из Кафарова захотелось понять как такие получаются и как вообще определить оптимальную  скорость пара ?

 

 

 метод определения: по температуре внизу колонны. где происходит укрепление паров, конкретно- на высоте равной  3  диаметра колонны   считая от куба. естественно  с корректировкой температуры в зависимости от давления в кубе (Виктрыч привет )  ).

 

в колонне должен быть установлен датчик температуры в 3 D насадочной части считая от куба. как установлен датчик- не важно, можно в гильзе, а можно примотать через термопасту к телу колонны. но место установки датчика должно быть  тщательно тепло изолированно. 

в кубе должен быть манометр. от тонометра вполне подойдёт.

 напряжение на ТЭНе  должно регулироваться с помощью регулятора мощности с индикацией напряжения.

 

 

имеем ректификационную колонну:

внутренним  диаметров  48 мм и  высотой  насадочной части 2850 мм,  заполненную  насадкой СПН 3.5*3.5.

куб объёмом 30 литров

определены тепло потери куба- 200 ватт

итак: в куб заливаем водно -спиртовую смесь, не важно сырец или 1-ый сорт спирта там будет.

нагреваем содержимое куба  до кипения и тут есть два путя:

1 -если хотим увидеть на графике  как работает сухая насадка при дефиците флегмы, то не допускаем прогрева колонны и убавляем мощность нагрева до тепло потери (ТП) + 50 ВАТТ . даём колонне поработать 15 минут и записываем в таблицу напряжение , температуру  и давление это будет первая точка для графика.

2-если не интересует работа сухой насадки, то прогреваем колонну на рабочей мощности , скидываем напряжение на ТЭНе  до мощности ТП+50 ватт, ждём 60 минут и снимаем показания напряжения (мощности) температуры и давления. это будет первая точка для графика.

 

далее прибавляя по 50-100 ватт и давая колонне поработать 15 минут снова записываем  в таблицу напряжение , температуру, давление. 

и так продолжаем вплоть до захлёба.

 

после того как у нас появилась таблица с данными рисуем график зависимости  температуры от нагрева и график зависимости давления  от мощности нагрева.

затем рисуем график с пересчитанной с учётом давления температурой.

пересчёт давления делал так: от имеющейся температуры отнимал произведение  давления и 0.033 град (на каждый 1 мм ртутного столба). при давлении выше 10 мм ртути принимал 0.034 градуса на 1 мм ртути.

 

далее считаем скорость пара в свободном сечении колонны в зависимости от мощности нагрева. 

на оси абсцисс, на против мощности нагрева  подписываем соответствующие скорости пара.

впадина на графике с  поправкой на давление свидетельствует о том что в этом месте насадка в колонне работает наилучшим образом и высота тарелки при этой скорости пара будет минимальной.

 

 

всё.

Изменено 31 декабря 2016 пользователем Алкобрат

[Алкобрат 921]

сюда выложу все графики.

Изменено 25 декабря 2016 пользователем Алкобрат

[Алкобрат 921]

здесь был проведён эксперимент с разным  способом установки датчика температуры на одной высоте (2.7 D) насадочной части. 

в одном случае датчик примотан к колонне, в другом случае датчик вставлен в запаянную медную гильзу  с термопастой и всунут до средины диаметра колонны. 

на первом графике , когда датчик был под теплоизоляцией видно , что с повышением нагрева свыше 1300 ватт температура на датчике (график с поправкой на давление) не растёт, а это означает, что скорее всего по стенке колонны стекает уже 96%-ный  спирт. это указывает на т.н. пристеночный эффект   

 

на втором графике видно , что с повышением нагрева температура в  точке измерения (в центре колонны ) с повышением нагрева снижается и это указывает на то что смесь с повышением нагрева становится всё более спиртуозная и это означает то что высота тарелки снижается. 

но т.к. мы не имеем возможности судить о составе смеси в точке измерения, то  снижение ВЭТТ касается только случая ректификации бинарной или двухкомпонентной смеси. если бы нашей задачей было получение спирта с большой спиртуозностью, то ректификация на предзахлёбе была бы самым эффективным методом.

 

 

третий график строился исходя из температур полученных с датчика установленного в 1.7 D, в гильзе и в центре насадки... в принципе он получился таким же как и предыдущий.

Изменено 29 марта 2017 пользователем Алкобрат

[Алкобрат 921]

снял данные для выяснения рабочей скорости пара "гальки" №8-10.

рабочая скорость пара вышла 0.13 м/с

 

на  графике  приведённом ниже данные по работе "гальки" №15-17.

рабочая скорость пара для этой насадки 0.2 м/сек.

конечно же данная насадка скорее всего плохо будет работать в колоннах небольшого диаметра, даже для колонны 66 мм эта насадка крупная.

если же будет задача сделать колонну диаметром 100-200 мм , то вполне можно применить эту насадку.

 

 

 

анализируя все графики прихожу к выводу, что наилучшим образом насадка работает когда создаёт давление в кубе 4-9 мм ртутного столба.

посему графики и рабочая скорость пара для СПН3.5*3.5 выбиваются из общей картины. 

определённая для СПН3.5*3.5 рабочая скорость пара в 0.35 м/сек скорее всего является ошибочной. вероятно что работать эта насадка должна на 0.2 м/сек.

попросил коллег провести дополнительно эксперименты с СПН3.5*3.5 , а там видно будет.

Изменено 6 апреля 2017 пользователем Алкобрат

[Алкобрат 921]

Изменено 27 мая 2017 пользователем Алкобрат