Перейти к содержанию
Алкобрат

Расчёт бражной колонны по формулам из Стабникова

Рекомендуемые сообщения

Расчёт бражной колонны по Стабникову

 

для того что бы рассчитать бражную колонну для начала нужно определить высоту , которая будет занята тарелками. к примеру имеем высоту 2400 мм. 
50 мм откинем на всякий случай, сверху в колонне над тарелкой питания оставим свободное пространство не занятое тарелками , высотой равной 2-3 межтарелочным расстояниям. это место нужно для того чтобы в отбор не попадали брызги и пена, которая активно образуется при нагревании и дегазации (освобождения от углекислоты).
количество тарелок в бражной колонне выбирается:

post-324-0-12355000-1555301717_thumb.jpg

 

 

из написанного понятно, что для того что бы отжать спирт из браги колонне нужно всего 8.3 теоретических тарелок со 100% КПД. так как такой режим работы тарелки поддерживать трудно, то принимают кпд тарелки 50% и их количество увеличивают вдвое, такой режим работы имеет некоторый запас и позволяет менять режим работы колонны в некоторых пределах, без опасности упустить спирт с бардой.

более того , количество тарелок увеличивают ещё процентов на 30... но мы этого делать не будем. потому что придётся снижать расстояние между тарелками , скорость пара тоже снизится и производительность снизится.
итак примем к расчёту 17 тарелок.
от высоты 2350 отнимем миллиметров 250 и остаётся 2100 мм на тарельчатую часть. 
2100/17 расстояний=123 мм
расчитываем скорость пара в свободном сечении колонны при расстоянии между тарелками равном 123мм

post-324-0-25158800-1555301769_thumb.jpg

 

 

существует несколько формул расчёта скорости пара в свободном сечении колонны в зависимости от расстояния между тарелками, но эта кажись самая универсальная.

при глубине барботажа 3 мм , скорость пара равна 0.53 м/сек.
далее выбираем диаметр колонны. возьмём например внутренний диаметр колонны равным 100 мм.
по формуле 

post-324-0-36939400-1555301919_thumb.jpg

 

 

т.е. объём пара равен произведению площади сечения колонны, скорости пара в свободном сечении и что бы получить объём пара за час умножают на 3600.

при диаметре колонны 100 мм площадь сечения будет равна 0.00785 м кв.
0.00785*0.53*3600= 14.97 м куб./ч
если брага зерновая, то содержание спирта в ней будет примерно 8%.
т.е. пар образующийся при кипении бражки будет содержать примерно 40% спирта

 

post-324-0-21809600-1555302066_thumb.jpg

 

плотность 40%-ного водно-спиртового пара будет равна 0.817 кг/м куб

post-324-0-72392500-1555302256_thumb.jpg

 

 

т.е. 14.97 куб м пара будут иметь вес при конденсации 14.97*0.81=12.23 кг/ч 

при содержание спирта в 40%. плотность раствора будет равна 0.948г/см куб

post-324-0-10984500-1555302436_thumb.jpg

 

 

т.е. объём конденсата будет равен 12.23/0.948=12.9 литра 40%-ной жидкости в час. на абсолютный спирт это 5.16 л/ч

это означает, что 8%-ной браги будет переработано 64 литра.
при минимальной норме расхода 120 ватт на литр браги получается 64*120=7740 вт/ч-минимальная мощность парогенератора.

теперь посчитаем количество и площадь отверстий на тарелке.

post-324-0-27472600-1555394370_thumb.jpg

 

диаметр отверстий на тарелках для сахарной браги достаточно 5-6 мм , для "густых" , зерновых браг 10 мм. 

но! настоятельно рекомендую, если планируется приготовление и перегонка браги из дроблёного зерна, то помол должен быть как можно тоньше. чем ближе к муке, тем лучше и многих проблем связанных с брагой удастся избежать. крупные (больше 2-3 мм) зерновые включения очень мешают работе. во первых: заторы из крупной дроблёнки труднее готовить, а во вторых дробина при перегонке будет стремиться "законопатить" трубопроводы, осесть на дно бродильной ёмкости и т.д.
исходя из написанного , принимаем скорость пара в отверстиях равной 5 м/сек, для зерновой браги из зерна с помолом 0-1.5 мм , отверстия принимаем равными диаметру 8 мм.
площадь отверстия будет равна 0.0000502 м кв. по формуле: 

post-324-0-36939400-1555301919_thumb.jpg

 

находим объём пара проходящего через одно отверстие за час со скоростью 5 м/сек. 
0.0000502*5*3600=0.903 м куб/ч
всего за час в колонне поднимается 14.97 м куб пара в час. 14.97/0.903=16.56 отверстий. пусть 17 штук.
"живое" сечении тарелки равно 11%.
очевидно, что чем больше межтарелочное расстояние в колонне, тем выше скорость пара и тем больше должно быть "живое" сечение тарелки.

 

Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

 


при глубине барботажа 3 мм , скорость пара равна 0.53 м/сек.
Пожалуй это самое узкое место рассуждений. Из опыта использования стеклянной колонки с сетчатыми тарелками, с отверстиями Ф5 мм, высота барботажа значительно превосходит 3 мм. Почти на порядок. При расстоянии между тарелками 50 мм, высота барботажа составляет половину, около 25 мм. Откуда значение 3 мм? Прошу пояснить.

 

ТТХ стеклянной НБК. 

Длина стеклянной части от клампа до клампа - 1300 мм.
Диаметр тарелки=внутренняя часть стеклянной трубы - 50 мм. 
В тарелке 23 отверстия диаметром 5 мм. 18 отверстий вдоль внешнего края и 5 отверстий по внутреннему диаметру вдоль шпильки.
На шпильке установлено 24 тарелки.
Расстояние между тарелками 50 мм. Между предпоследней и верхней тарелками расстояние увеличено до 90 мм.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

[member=Glog],  в общем-то это только пример расчёта. в формулу можно подставить свои значения.

по опыту использования БК с провальными тарелками с отверстиями диам 10 мм, для переработки зерновых браг, через смотровое окно я так и не увидел барботажа и пены на тарелках, хотя и эксплуатировал на расчётном режиме. правда в моей колонне "живое" сечение больше чем нужно, когда конструировал колонну не знал как считать это живое сечение.

[attachment=52846:распределение зон на тарелке.jpg]

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

и вот ещё очень  полезная информация. т.н. режим "подвижной пены" или режим эмульгирования. сразу стоит заметить , что этот режим подразумевает большое (больше 400 мм) межтарелочное расстояние, при чём  пена, возникшая на нижней тарелке не должна дотягиваться до верхней, т.е. зона брызг должна быть по любому. в этих условиях КПД тарелки может достигать 100 и более процентов.

post-324-0-37432100-1555389785_thumb.jpg

Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

в этих условиях КПД тарелки может достигать 100 и более процентов.

это вообще Нобелевская премия.

Надо сжечь все книги по физике, там везде КПД менее 1.

Изменено пользователем Garik80

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

Мне лучше про КПД 120%. вот тут интересно. Там три дядьки собрались, написали формулы, выкинув некоторые вещи и построили график с кпд 120%, что противоречит вообще всем законам физики и определению этих трех букв. И что оно вообще по твоему мнению обозначает? Залили 100 мл ас, на выходе 120 мл получили?

Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

про кпд в 120 % -это вопрос собственно к автору. но я понимаю это так:

допустим, что вы копаете землю когтями и вырабатываете за 12 часов 0.2 м куб грунта. нормировщики посмотрели и определили, что вы работаете с кпд 100%. и когда вы ленитесь и копаете за смену всего 0.1 куба  грунта, то мастер в учётном листе пишет, что чувак работал с кпд 50%. и вам снижают пайку.

а ваш друг копает грунт не ногтями, а палкой-копалкой и за смену выковыривает 0.3 куба грунта, но мастер не знает, что ваш друг пользуется средствами малой механизации и пишет, что он выполнил норму на 150%.

так и с тарелками... имеем межтарелочное расстояние в 400 мм. при каких то условиях это межтарелочное расстояние, заполненное парожидкостной хернёй, работает как пол тарелки и в этом случае говорят-кпд 50%, при других условиях это межтарелочное расстояние работает как одна тарелка и в этом случае говорят,что кпд 100% , но есть и такие условия, когда это межтарелочное расстояние работает как 1.2 тарелки и в этом случае говорят, что кпд тарелки 120%.

речь тут совершенно не идёт о производстве какой то работы с точки зрения энергетики, так что никакого противоречия у понимающих эти вещи людей, возникать не должно. 

повторюсь-это не я автор тех графиков.

Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

 

 


кпд 120%, что противоречит вообще всем законам физики и определению этих трех букв.

Не противоречит.

В данном случае за единицу КПД принят стандарт физической барботажной тарелки, работающей в нормальных, типичных условиях, при каком то значении пара.

Это значение может быть больше 1 при других, особых значениях, условиях работы колонны.

 

 

 


этот режим подразумевает большое (больше 400 мм) межтарелочное расстояние
Этот режим, и это расстояние рассмотрены и описаны применительно к пенным колоннам.

Барботаж задается не встречным паром, который конденсируется по мере движения вверх, а нейтральным, в отношении процесса, нагретым газом, который  и создает столь высокое значение высоты пены. Нет куба с кипящей навалкой, питание осуществляется на верхних тарелках, нагретый газ подается снизу - вверх, навстречу стекающей флегме. 

 

Применять это значение для колонн, у которых питание происходит снизу, паром, принципиально не верно. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

да вот как раз и возникают вопросы у понимающих. Нельзя взять и назвать КПД морковку. Есть определение этому. Отношение полученного к приложенному.

 

конечно есть.

post-324-0-70749100-1555748488_thumb.jpg

 

 

открой учебник. КПД не может быть даже 1. Это уже не КПД. Они просто назвали, не подумав. 

это из вики...

post-324-0-95165500-1555748993_thumb.jpg

а вы бы какой величиной заменили это отношение?

 

 

Этот режим, и это расстояние рассмотрены и описаны применительно к пенным колоннам. Барботаж задается не встречным паром, который конденсируется по мере движения вверх, а нейтральным, в отношении процесса, нагретым газом, который  и создает столь высокое значение высоты пены. Нет куба с кипящей навалкой, питание осуществляется на верхних тарелках, нагретый газ подается снизу - вверх, навстречу стекающей флегме.    Применять это значение для колонн, у которых питание происходит снизу, паром, принципиально не верно. 

Олег, так мы ведь и говорим о бражных колоннах, где водяной пар подаётся снизу, а сверху подаётся брага. или я чего то не понял из того что ты хотел сказать... Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

раз по существу вопросов нет, то тему неохотно почищу и закрою. читать было очень интересно , но тут не об этом. 

если что то будет,то добавлю.

Изменено пользователем Алкобрат

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Гость
Эта тема закрыта для публикации ответов.

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

×
×
  • Создать...