Основное оборудование в ВД

[Dekabrist 59]

1 час назад, SedoY сказал:

что за устройство такое "КД" ?

 

    Это конденсатор, мы ж о нём рассуждаем.

2 часа назад, Олег6 сказал:

Более высокая Т воды охлаждения на выходе покажет, что вода охлаждения, проходя конденсатор, смогла забрать больше тепла у пара = т.е. конденсатор стал более эффективен

 

   Можно и проще выяснить мощность конденсатора (КД). Есть такая формула

   

Q=mc(T2-T1)   где

  Q-мощность

  m- масса

  c- удельная теплоёмкость

  T1 и T2- разность температур на выходе и входе в КД.

Например, на входе 10С, на выходе 20, разность 10. Расход 100 л/ч. Теплоёмкость 4.19.

 Считаем :   100 х 4.19 х 10 =4190 Кдж. Это в час. Переводим в мощность, т.е делим на 3600. Получаем  4190: 3600 =1.1638 Квт.

    

[Олег6 98]

@Dekabrist поскольку всё величины, кроме Т2, на обоих итерациях остаются неизменными, то есть смысл наблюдать только за дельта Т2, установив для конденсатора заведомо рабочий режим. А вот как определить максимальную рабочую мощность конденсатора на вакууме ... - не представляю как просто определить, вышел ли конденсатор на предел своей конденсирующей способности. На атмосфере всё просто - из ТСА начинает идти пар (начинает пахнуть спиртом и визуально видно запотелость, подставив зеркало), и на продуктовом выходе конденсатор начинает плеваться (дистиллят идет с паром). На вакууме можно поставить водянной затвор между ТСА и вак насосом, и по увеличению интенсивности пузырьков в водянном затворе будет видно увеличение побега пара из ТСА. Однако, увеличение интенсивности пузырьков не  будет четко локализуемым, оно будет плавно нарастать при увеличении мощности нагрева. На продуктовом выходе конденсатора заметить плевки внутри трубки - не уверен что это будет хорошо просматриваться.

[Dekabrist 59]

4 часа назад, Олег6 сказал:

 А вот как определить максимальную рабочую мощность конденсатора на вакууме ... - не представляю как просто определить, вышел ли конденсатор на предел своей конденсирующей способности.

 

      Мне представляется так. Если температура и объём ОЖ постоянные,контролируется только температура на выходе, то повышая ступенчато подводимую мощность, на каком-то этапе температура на выходе из КД перестанет расти. Т.е. это будет пределом для некоего объёма конденсируемых паров, больше этого уже пролетит па́ром. Если увеличивать подачу ОЖ, то режим может измениться, мощность повысится. Ты писал о дельте 5К между конденсатом и ОЖ, но для воды. Вода-это моновещество и этот перепад можно свести к нулю. А вот для бинарных смесей картина будет другой, тут дельту надо держать ближе к 15. Вот табличка для спирто-водяной смеси, может ты её видел, напомню.

 

        

[Олег6 98]

@Dekabrist такую табличку не видел, а очень хотел. Наконец то увидел наглядно какова Т конденсации, если известна Т кипения. По табличке хорошо видно, что максимум 12,36С(+немного на неидеальность реального устройства) - надо иметь разницу с водой охлаждения (на атмосфере).  

 

 

3 часа назад, Dekabrist сказал:

Если температура и объём ОЖ постоянные,контролируется только температура на выходе, то повышая ступенчато подводимую мощность, на каком-то этапе температура на выходе из КД перестанет расти. Т.е. это будет пределом для некоего объёма конденсируемых паров, больше этого уже пролетит па́ром. Если увеличивать подачу ОЖ, то режим может измениться, мощность повысится.

Значит, технология замера максимальной рабочей мощности конденсатора такая:

Повышаю мощность нагрева, смотрю за Т воды охлаждения на выходе из конденсатора. Так итеративно до тех пор, пока Т воды не перестанет расти. При этом через ТСА в вак насос полетит пар, и продуктовый выход конденсатора начнет плеваться дистиллятом вперемежку с паром. 

После нахождения этой границы, можно провести перепроверку: увеличить подачу воды охлаждения, при этом Т воды охлаждения на выходе из конденсатора сначала не изменится, а потом (после очередного увеличения подачи) пойдет вниз. В этот момент пар из конденсатора перестанет прорываться в ТСА и на продуктовый выход.

 

Да, и еще: при прибавлении напора воды охлаждения, дельта между Т воды охлаждения на входе и выходе из конденсатора будет понижаться. В пределе, при наисильнейшем потоке воды, дельта будет стремиться к 0.  Мощность конденсатора при этом не меняется 

Изменено 10 января 2023 пользователем Олег6

[Dekabrist 59]

Да, Олег, всё вроде так. Если не заниматься ловлей блох. Я имею в виду вот это

 

    

2 часа назад, Олег6 сказал:

В пределе, при наисильнейшем потоке воды, дельта будет стремиться к 0.  Мощность конденсатора при этом не меняется

 

   Немножко уточню: и мощность конденсатора будет стремиться к максимальной, ну это уже занудство.

[Олег6 98]

 

Даже обидно за собственную несообразительность, что сам не догадался составить такую табличку или график: а всего-то надо для концентрации спирта в парах посмотреть Т кипения. И для любого разряжения легко составить такую же табличку. Например, при 8кпа остаточного, по строчке максимальной дельты, когда в кубе 4,45%, в паре будет 35.07% (36.83% по кальк руди), Т кипения = 38.68С, а Т конденсации = 30.18С. Итого, макс дельта на атмосфере 12.36С, а на 8кпа макс дельта где-то 7.5С 

1 час назад, Dekabrist сказал:

4 часа назад, Олег6 сказал:

В пределе, при наисильнейшем потоке воды, дельта будет стремиться к 0.  Мощность конденсатора при этом не меняется

 

   Немножко уточню: и мощность конденсатора будет стремиться к максимальной, ну это уже занудство.

 

Да, верно. Хотел сказать, что в рабочем диапазоне работы конденсатора, выведя его на максимал (убавляя напор воды охлаждения или прибавляя мощность нагрева куба), можно пропорционально играть:

- прибавляя воду охлаждения (уменьшая дельту воды охлаждения на входе и выходе) можно в столько же раз увеличивать нагрев куба,

и наоборот,

- убавляя воду охлаждения (увеличивая дельту воды охлаждения на входе и выходе) нужно в столько же раз уменьшать нагрев куба .

Но в какой то момент, проявятся нелинейные эффекты газодинамики: сколько ни прибавляй воды, при мощности в кубе, превышающей рабочий диапазон работы конденсатора, конденсатор не сможет сдержать проскок паров. При бесконечно мощном потоке воды, конденсатор выйдет на свою максимальную мощность, а не будет иметь бесконечную мощность. 

Изменено 10 января 2023 пользователем Олег6
попытался донести мысль, не владея правильной терминологией

[Dekabrist 59]

11 часов назад, Олег6 сказал:

Но в какой то момент, проявятся нелинейные эффекты газодинамики: сколько ни прибавляй воды, при мощности в кубе, превышающей рабочий диапазон работы конденсатора, конденсатор не сможет сдержать проскок паров. При бесконечно мощном потоке воды, конденсатор выйдет на свою максимальную мощность, а не будет иметь бесконечную мощность. 

 

Немножко добавлю. Для теплообмена, а соответственно и для мощности теплообменника определяющее значение имеют два фактора: температурный напор (разность температур или дельта) и площадь теплообменной поверхности. Формула Ньютона-Рихмана выглядит так:

  Q=kF(T2-T1)   где

  Q-мощность

  к- коэффициент теплопередачи (можно принять=1)

  F- площадь теплообменной поверхности

  T1 и T2- разность температур

Это применимо для всех теплообменников. Например батареи отопления можно увеличить в два раза, уменьшив дельту теплоносителя тоже в 2 раза, пропорционально и получим ту же мощность. Так же и с нашими конденсаторами, увеличивая температурный напор (понижая температуру ОЖ) или теплообменную поверхность тем самым увеличиваем мощность. Это я о том,как ты правильно заметил, что расходом ОЖ мы многого не добъёмся.

Изменено 11 января 2023 пользователем Dekabrist
исправление

[Rudy 332]

Когда баловался с вакуумом, после дефлегматора и перед вакуумным насосом у меня стоял отделитель паров спирта, чтобы масло спиртом не загаживалось. Этот отделитель представлял собой что-то вроде отдельного дефлегматора с прозрачным сборником конденсата на пельтье. Температура охлаждающей поверхности была от -15 до -5 в зависимости от концентрации паров спирта.

 

Когда начинался прорыв паров спирта через дефлегматор (или интенсивное испарение в основном сборнике) в нем сразу начиналась интенсивная конденсация. Т.е. доп. дефлегматор с прозрачным сборником можно использовать как детектор проскока паров спирта.

 

Конструкция проста до тупости, пельтье охлаждает входную и выходную трубки сборника, а другая сторона пельтье охлаждается водой.

 

Изменено 11 января 2023 пользователем Rudy

[Олег6 98]

@Rudy , как считаешь, что лучше захватит убежавшие из конденсатора пары: 1) пролетание паров мимо -5С пластины, или 2) пробулькивание паров через 15С воду мелкими пузырьками? Насколько больше должна быть площадь\объем пробулькивания, чтобы 2 стало выгоднее 1? Насколько более эффективен станет пробулькиватель, если Т воды в пробулькивателе будет близка к 0С?  

[Rudy 332]

Пробулькивание потребует дополнительного перепада давления, вряд-ли это полезно на вакууме.

 

Я бы однозначно выбрал охлажденную пластину на которую направлен поток. Единственное ограничение - интенсивность потока спиртового пара - при его конденсации пластина будет нагреваться.

 

Кстати изменение температуры можно использовать для определения начала проскока паров. Я так стабилизировал свою вакуумную систему - ограничивал вакуум если температура превышала -5*С.

[Mr. N 22]

12.01.2023 в 19:44, Rudy сказал:

охлажденную пластину на которую направлен поток

Зачем пробулькивать? Зачем пластина?

Просто налить холодной воды в баклажку, и трубку над ней, воду охлаждать...

[Олег6 98]

@Mr. N @Rudy Конденсация флегмы прямо пропорциональна S поверхности охлаждения и перепаду Т там. А также сильно зависит от возможности молекулам пара отдать энергию охлажденной поверхности - в основном, для этого молекулы должны "подлететь вплотную" к охл поверхности. 

Допустим, Т воды в пробулькивателе 15С, а пельте -5С, парогаза 25С. Дельта Т в пробулькивателе 10С, а в камере пельте 30С. С пельте лучше в 3 раза. Чтобы пробулькиватель был лучше пельте, надо площадь пробулькивания сделать в 3+ раза выше, чем медная камера с пельте. Это кажется сделать проще, чем увеличить площадь пельте. 

Более того, в медной камере с пельте зазор несколько мм, парогаз там быстренько пролетает, возможно не весь его объем имеет возможность соприкоснуться с холодной медью. В пробулькивателе же маленькие пузырики в огромном количестве сравнительно долго всплывают в толще воды, в таком раскладе весь объем парогаза почти гарантировано соприкасается с холодной водой.

Если парогаз не пробулькивать через воду, а направить на поверхность воды, то кажется далеко не весь объем парогаза подлетит вплотную к холодной воде. Что может принципиально ухудшить эффект конденсации.

 

Перепад давления в пробулькивателе будет: 10м воды = 100кпа, в пробулькивателе 10см воды = 1кпа. Лишний 1 кпа между насосом и основной системой вряд ли что изменит в наших процессах.

 

Конечно, надо экспериментировать - ставить в одну систему попеременно разные конструкции пароуловителей. Вряд ли кто это делать будет.

К слову, как минимум у двоих наших коллег по цеху были видео с пароловушками -28С. И они говорят, что пар пролетает 

 

[Rudy 332]

14.01.2023 в 18:44, Олег6 сказал:

в пробулькивателе 10см воды = 1кпа

Намного больше, для образования пузырька нужно преодолевать силу поверхностного натяжения. А эта сила тем больше, чем меньше размер пузырька. Точные цифры не назову но можно посчитать.

 

PS. Посчитал. На самом деле не намного. Для пузырька диаметром 1 мм - порядка 40 Pa. Пардон, 400 Pa

 

14.01.2023 в 18:44, Олег6 сказал:

К слову, как минимум у двоих наших коллег по цеху были видео с пароловушками -28С. И они говорят, что пар пролетает

Не верю, особенно если это не про основной дефлегматор, а именно про ловушку проскочившего пара.

 

В моем сухопарнике входная и выходная трубки имеют длину порядка 20 см, внутренний диаметр 6 мм и максимальную рабочую температуру -5*с. Без него масло в насосе загаживалось за одну перегонку, а после установки сухопарника перестало загаживаться вообще.

 

Изменено 16 января 2023 пользователем Rudy

[Mr. N 22]

14.01.2023 в 22:44, Олег6 сказал:

, для этого молекулы должны "подлететь вплотную" к охл поверхности. 

Когда речь заходит о конденсации, все почему-то напрочь забывают о том , что как только пар оказывается в зоне с Т ниже Т конденсации, он уменьшается в объеме в тысячу раз.. и его место спешит заполнить новый пар..  И задача то просто отводить тепло из этой точки... 

9 часов назад, Rudy сказал:

Не верю

Тоже не верю!)). 

[Олег6 98]

@Mr. N @Rudy насчет неверия что пары пролетают и ловушку -25С и пробулкиватель: я бы тоже не верил, но нет повода не доверять отзывам грамотных мастеров-инженеров.

Вот спросите человека под этим его видео (старое про ловушку он удалил) https://youtu.be/Rudopro0fWU. Его на форумах не было никогда

 

[Rudy 332]

Железо он делает хорошо. Но, судя по всему, с вакуумом он не разобрался , поэтому полностью доверять его словам не стоит.

 

В моем сухопарнике после перегонки набирается 50-100 мл спирта, но в насос не попадает ничего от слова вообще. Проблема с маслом решилась полностью.

[Олег6 98]

Вот загадка: Идет вак дистилляция, в баке кипит 200л браги 10%. -92кпа. Вак насос за 5 секунд (мощный!) доводит разряжение до -94кпа. Что произойдет с системой, с брагой? 

[Rudy 332]

При резком снижении давления брага закипит со страшной силой и не даст быстро понизить давление.

Изменено 18 января 2023 пользователем Rudy

[serv 24]

Неоднозначно..При недостатке центров парообразования будет взрывное кипение.

[Олег6 98]

@Rudy @serv я даже на эту загадку сделал такую быструю прикидку по калькулятору Руди: При -92кпа Т кипения 38.5С. А при -94кпа - 34.1С. Перегрев на 4.4С. Это аналог если на атмосфере, то гдето на 12С перегрев. Чтобы при перепаде разряжения с -92кпа до -94кпа, температура осталась прежней 38.5С, брага в кубе должна потерять спирта с 10% до 0.25%. За несколько секунд должен испариться весь спирт из 200л браги. Это взрыв.

На моей практике, когда я случайно "перегревал" брагу резким увеличением разряжения, у меня брагу закидывало в отбор через метр царги и конденсатора. Но вот на 200л кубе, у того же самогонщика, на которого я ранее ссылался, ничего не происходит. Насос включается на -92кпа, за несколько секунд доводит до -94кпа (датчик на ресивере) и дистилляция продолжается визуально и по приборам как обычно. Даже отбор не увеличивается, т.к. он отбирает перистальтикой. Как так - мне непонятно.

Жаль его здесь нет. Жаль вас нет в телеге на канале, куда @moroz-85 всех звал (там сейчас вся движуха по вакууму)

 

[Rudy 332]

Ты не учитываешь того, что давление в баке и в ресивере (где, вероятно, ты измеряешь вакуум) - это две большие разницы. Давление в ресивере может снизится быстро, но в баке оно будет снижаться гораздо дольше - это обусловлено перепадом давления в тракте от бака к ресиверу. Этот перепад пропорционален паросопротивлению тракта помноженному на поток пара.

 

В обычных условиях он практически незаметен, но, при взрывном кипении, становится определяющим.

[Олег6 98]

Замечено, что вакуумный СС из подтухшей браги воняет меньше, чем атмосферный. Не понятно, это потому, что при кипении на вакууме из жидкости вылетает больше сероводорода, или просто потому, что на атмосфере во время перегона наваривается доп сероводород.
Ставил много экспериментов с брагой с пердушком, результат показал, что на вак дистилляции избавится от сероводорода полностью не получается. Сероводород вылетает из кипящей браги, а в конденсаторе мгновенно растворяется в более холодной и более крепкой ссж. Даже если Т охлаждающей воды в конденсаторе держать на максимуме, из вак насоса сероводородом не пахнет - значит практически весь выделившийся из браги газ растворяется снова во флегме.
Не понятно, это особенность именно сероводорода, который химически растворяется в браге, или всех газов, даже которые растворяются в воде\спирте чисто физически (например, азот).   
 

Хотя сероводород постепенно улетает из дистиллята при выдержке, хотелось бы иметь эффективный прием почистить дистиллят от сероводорода быстро. Термореформинг помогает, но 1) не полностью, 2) жалко применять к вак дистилляту, т.к. добавляются кислоты и альдегиды. Предельный термореформинг - вак дистилляция "само на себя", когда флегма вся сливается из конденсатора обратно в куб, а сероводород улетает в ТСА, - вроде тоже не очень эффективна...

Вообщем, буду благодарен любым идеям как почистить вак дистиллят от сероводорода, кроме приемов с марганцовкой и др хим очистки, и "перегнать на атмосфере с медью"

Изменено 29 января 2023 пользователем Олег6

[Олег6 98]

Для истории: почистил. Но метод не рекомендую

 

 

 

[Олег6 98]

Известно, что трубка со стенкой 1.5мм не может использоваться на перистальтическом насосе при отборе из "серьезного" вакуума - она сплющивается и не распрямляется. Из-за этого нельзя использовать широкораспространённые головки перист насосов аля YZ15.
Появилась мысль использовать такие побочные обстоятельства:

Между конденсатором и полом 2м.  2м спиртового столба - это почти 20кпа. Когда трубка перед насосом заполнена на 2м ССЖ, насосу надо бороться всего лишь с -95кпа+20кпа=-75кпа. Справится ли трубка стенкой 1.5мм уверенно с -75кпа?
Возможно, у кого то есть такая головка, сможет померить..

[POLE 728]

@Олег6

1 час назад, Олег6 сказал:

Но метод не рекомендую

Поясни свои противоречивые публикации. В чем суть почему метод не рекомендуешь, но здесь показываешь?