1 (2023-11-16 14:28:29 отредактировано )

Тема: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

В данной теме обсуждаем такое понятие как переохлаждение флегмы.
Причины возникновения этого эффекта, связь с конструкцией дефлегматора и прочие тонкости и нюансы.
Сама тема вынесена в отдельную, после конструктивной беседы на первых двух страницах, поэтому стартовый пост не совсем привычный.

Quis custodiet ipsos custodes?

2

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

Всё зависит от мощности дефлегматора и его нагруженности. Если он не справляется, и не все пары конденсирует, то будет выброс. Если слишком сильно охлаждает, то флегма будет слишком холодной, и сама начнет конденсировать проходящий через нее пар

Maxus, давай подумаем вместе над тезисом, что слишком холодная флегма конденсирует проходящий через неё пар. Получается очень интересная картина. Пар долетел до дефлегматора, сконденсировался, флегма переохладилась, вернулась в колонну и сконденсировала некоторую часть следующей порции пара. Мощность мы не меняли, режим работы колонны тоже, соответственно в слёдующий момент до дефа дойдёт уже меньше пара, ведь часть сконденсировала холодная флегма. Он в свою очередь так же сконденсируется, флегма переохладится и всё повторится. Вот здесь у меня вопрос. До какой степени всё это будет происходить?

Quis custodiet ipsos custodes?

3

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

До какой степени всё это будет происходить

Давай пойдем от противного.
Допустим, у нас всё настроено в идеальном режиме. Всё работает на предельных уровнях при данных условиях. Максимальная мощность, максимальный уровень флегмы, минимальная скорость теплоносителя... А теперь резко повышаем подачу теплоносителя. Что получится? Дождика сперва станет больше, потом наоборот меньше, т.к. часть пара не дойдет до димрота, а сконденсируется в верхней части колонны. Вот и всё. Изменится ФЧ и колонна будет работать в таком режиме.

Если такой режим (велика подача ОЖ в деф-е) установлен изначально, то колонна при стабилизации так и настроится, и будет в ней верхняя часть флегмы конденсировать часть пара. Это паразитный слой, уменьшающий эффективность колонны.

Как-то так

4

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

А теперь резко повышаем подачу теплоносителя. Что получится?

Да ничего не изменится. Просто, будет работать меньшая часть димрота, на первых витках все будет конденсироваться.

Homo est mundi pars

5

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Danil ©:

Да ничего не изменится. Просто, будет работать меньшая часть димрота, на первых витках все будет коденсироваться.

+ переохладение флегмы, и то, что я описал выше. Колонна перестроится, изменится ФЧ и эффективность насадки в верхней части пропадет.

6

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

Дождика сперва станет больше, потом наоборот меньше, т.к. часть пара не дойдет до димрота, а сконденсируется в верхней части колонны.

А то, что всё таки дойдёт до дефа, уже не будет переохлаждаться? Если нет, то почему? Если да, то как будет влиять на поступающий пар?

Maxus ©:

Колонна перестроится, изменится ФЧ

Найди мне формулу для расчёта ФЧ где фигурирует температура возвращаемой флегмы.

Maxus ©:

эффективность насадки в верхней части пропадет

Какая именно высота насадки пропадёт? Maxus, в целом мне твоя мысль понятна. Именно верхняя часть насадки выступает в роли некоторого буфера, если в колонну возвращается переохлаждённая флегма, но и тут есть момент. По моему мы с тобой это уже обсуждали, но если что повторюсь. Сравни количество энергии которое требуется для нагрева и для испарения. Не обязательно точные значения, просто обрати внимание на порядки.

Quis custodiet ipsos custodes?

7 (2023-11-15 19:20:30 отредактировано )

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

всё таки дойдёт до дефа, уже не будет переохлаждаться?

Нет, энергии же не добавляется, и не отводится больше, чем испарилось. А вот то, что

st ©:

верхняя часть насадки выступает в роли некоторого буфера

ты правильно меня понял. Согласись, что он будет тоже конденсировать часть пара, а деф будет работать в холостую частично

st ©:

Найди мне формулу для расчёта ФЧ где фигурирует температура возвращаемой флегмы

А температуры теплоносителя там разве нет? :) Думаю, никто не будет сознательно создавать режим переохлаждения флегмы, потому и в формулах этот параметр не участвует.

8

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

Нет, энергии же не добавляется, и не отводится больше, чем испарилось

Как это нет? Энергии пришло меньше, так как часть пара уже сконденсировалась ещё не добравшись до дефлегматора, при этом сам деф фигачит на все деньги. воду-то ты в нём не убавил. Почему много пара = переохлаждение, а меньше пара - не ровно?

Maxus ©:

Согласись, что он будет тоже конденсировать часть пара

Соглашусь, если ты мне скажешь сколько там сконденсируется.

Maxus ©:

а деф будет работать в холостую частично

Деф у тебя как работал, так и работает, сколько прилетело, всё его. В холостую он работает, когда идёт ненужный перерасход воды, которая просто на мимо улетает в канализацию.

Maxus ©:

А температуры теплоносителя там разве нет?

https://alcodistillers.ru/refluxratio.html

Maxus ©:

Думаю, никто не будет сознательно создавать режим переохлаждения флегмы, потому и в формулах этот параметр не участвует

А есть ли он, этот режим? Давай посмотри на цифры и на верхнюю тарелку, поскольку у нас там максимальная концентрация спирта. Удельная теплота парообразования - 837000 Дж/кг, удельная теплоёмкость - 2500 Дж/кг °С. То есть разница почти в 335 раз. Это примерно так же рядом как 2,5 кг и 837 кг.
Сюда конечно правильней добавить температуру на которую мы переохладились. Пуст будет градусов 10, тогда разница получится в 33 раза, что тоже не мало.
Ну и самое главное. Я не отрицаю, что такой эффект, как переохлаждение флегмы возможен, но ни в одной книге я такого упоминания не встречал и глядя вот на эти цифры понимаю, что не так страшен чёрт, как его малюют. Опять же, если будет эксперимент доказывающий, что переохлаждение флегмы на столько-то градусов
снижает эффективность разделения колонны вот на столько-то теоретических тарелок, тогда приму как данность. Да и ещё, по поводу того, что ни кто не будет сознательно переохлаждаться, поэтому и формулах не учитывается. В формулах не учитываются только те значения, которыми можно пренебречь в силу их ничтожно малого влияния на расчёт.

Quis custodiet ipsos custodes?

9

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

Энергии пришло меньше

На димрот, да, пришло меньше, но она же не исчезла никуда, она осела в "буферном слое". Дождик с деф-а капает холоднее, и нагреваясь от восходящего пара, забирает энергию у него, и конденсирует этот пар, логично?

st ©:

Соглашусь, если ты мне скажешь сколько там сконденсируется.

Давай так: Деф забрал у конденсата энергии больше? Значит эта энергия и пойдет на конденсацию восходящего пара переохлажденным конденсатом. Сколько? А сколько сконденсировалось, на сколько градусов меньше? Я же не утверждаю, что это прямо десятки сантиметров. Даже предположить не могу точно, правильно ты заметил, опыта с конкретными данными нет. Отталкиваться неоткуда - нет точки опоры - мир не перевернется.

10

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

Дождик с деф-а капает холоднее, и нагреваясь от восходящего пара, забирает энергию у него, и конденсирует этот пар, логично?

Смотри как получается. Цифры будут условные. Прилетело 5 кг пара, сконденсировались, переохладились и полетели назад в колонну. Попутно забрав 1 кг пара с собой. В следующий момент в объятья дефа летит уже 4 кг пара. Сконденсировались, переохладились, полетели назад в колонну и...? Почему эти 4 кг не тащат за собой ещё один? А если тащат, то в следующий цикл сколько пара пообнимается с дефом?

Maxus ©:

Деф забрал у конденсата энергии больше? Значит эта энергия и пойдет на конденсацию восходящего пара переохлажденным конденсатом.

Скорее энергия пара пойдёт на подогрев флегмы. А разницу между потраченной энергией нагрева и высвобожденной при конденсации уже обсудили.

Quis custodiet ipsos custodes?

11

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

следующий цикл сколько пара пообнимается с дефом?

Кривой (или прямой), упирающейся в ноль не получится. Деф в любом случае заберет столько энергии, сколько отправит ТЭН. А вот как заберет, либо сам, либо через посредника - переохлажденный конденсат, о том мы сейчас и спорим. Просто колонна перейдет в чуть другой режим (с чего все и началось, собственно).

12

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

о том мы сейчас и спорим

Да мы не спорим, мы рассуждаем и ход твоих мыслей мне понятен. Но на вопрос ты мне так и не ответил, как бы я его не задавал...

st ©:

Почему много пара = переохлаждение, а меньше пара - не ровно?

Не стыкуется.

Quis custodiet ipsos custodes?

13 (2023-11-08 17:20:54 отредактировано )

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

на вопрос ты мне так и не ответил

Я просто не понимаю вопроса. Дискуссия вроде о флегме, и её количестве, которая "буфером" встаёт вверху колонны. Пар, как шёл снизу, так и идёт. А конденсируется он исключительно на деф-е, или частично конденсация смещается в "буферную зону", не меняет закон сохранения энергии.

П. С. "Спор" это же не обязательно ругань или противоборство. А как же "в спорах рождается истина"?

st, Давай так, при очередном перегоне сделаем эксперимент:
На самый верх насадочной части поставим термодатчик, и в тот момент, когда колонна стабилизировалась на себя, поиграем скоростью подачи воды. По-твоему, что должен показать датчик? Должен реагировать по-моему. Больше подача (только существенно больше, в 2-3 раза) ниже температура. А что это значит? Что температура флегмы упала, и пар будет отдавать ей тепло, и будет конденсироваться в ней, верно?

14

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

На самый верх насадочной части поставим термодатчик

Лучше в стакан отбора поставь. Будет видно, меняется ли температура флегмы, при изменении расхода теплоносителя

Homo est mundi pars

15

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Чё будет, чё не будет, устроили ромашка :) Да ничё не будет, уровень пара по димроту или поднимется, или опустится, а температура в стакане не изменится. Система автостабилизируемая. Ее можно конечно и вырубить, но это уже будет далеко не рабочий режим колонны.

16

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

А конденсируется он исключительно на деф-е, или частично конденсация смещается в "буферную зону"

У тебя здесь логическая ошибка. Конденсируется исключительно на дефе. Ладно, что бы не уходить на второй круг, давай так сказать на посошок...

Maxus ©:

Дождик с деф-а капает холоднее, и нагреваясь от восходящего пара, забирает энергию у него, и конденсирует этот пар

Напиши мне в условных цифрах как изменится режим после того как мы переохладили флегму...

st ©:

Прилетело 5 кг пара, сконденсировались, переохладились и полетели назад в колонну. Попутно забрав 1 кг пара с собой. В следующий момент в объятья дефа летит уже 4 кг пара. Сконденсировались, переохладились, полетели назад в колонну и...?

Сколько будет долетать до дефа и сколько будет конденсироваться в "буферной зоне" в этом новом режиме? Просто примерно, без точных расчётов, а как ты это видишь, но именно в цифрах.

Андрей6319 ©:

Да ничё не будет, уровень пара по димроту или поднимется, или опустится, а температура в стакане не изменится. Система автостабилизируемая.

Давно известный факт, поэтому обсуждаемый вопрос чисто теоретический, переходящий в риторический.

Maxus ©:

Давай так, при очередном перегоне сделаем эксперимент:

Он  уже давно сделан и ссылку на него я давал уже не один раз. При вертикальном димроте зависимости температуры флегмы от температуры воды нет. Андрей6319,  ответил почему. При наклонном есть и исходя из эксперимента составляет 2,3 градуса при снижении температуры воды на 28 градусов. Что бы хоть как-то значимо переохладить флегму, надо ставить КЖТ, воду в рубашку подавать снизу-вверх, а пар из колонны сверху-вниз и через низ возвращать в колонну, тогда там будет и конденсация и охлаждение.

Quis custodiet ipsos custodes?

17 (2023-11-09 11:33:52 отредактировано Maxus)

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

st ©:

При вертикальном димроте зависимости температуры флегмы от температуры воды нет

В любом случае? Как раз из опыта исхожу конкретного. Вот такая история была:
Купил я игольчатый кран с БРС для ПУ трубок, пластмассовый такой... Знаешь наверно. Поставил его на регулировку подачи воды. Вроде все сперва настроил, нормально пошло, а потом просто начал отбор останавливаться. Колонна была собрана с УО по пару. Я понять не мог, датчика на выходе ОЖ тогда не было, и сливной шланг был заткнут так, чтоб не журчал. Спустя час только вычислил, что этот чертов краник сам по себе меняет поток. Не знаю почему и как, но то по настроенному пропускает, то открывается почти на максимум. Так вот, в момент максимальной подачи воды отбор прекращался. Отсюда и вывод, что влияет, и сильно.

st ©:

Напиши мне в условных цифрах

Ок. Допустим, 2кВт ТЭН работает на полную мощность. Получается, что димрот должен отводить мощность 2 кВт минус теплопотери. Допустим, что потери тепла 20%. Значит до димрота доходит 1,8 кВт энергии. Это с учетом, что димрот конденсирует пар и охлаждает его, скажем, на 5°С ниже температуры кипения спирта (например 72°С). Конденсат падает в колонну, и там снова нагревается паром до 77°С (условная температура кипения на данный момент). Все правильно? Куда тогда девается энергия, отданная паром конденсату? Если грубо прикинуть, что объем конденсата при этом составляет 3мл/сек (посчитал от испаряемого спирта). 3мл спирта на 5°С=30Дж/сек. Конечно мизер, и колонна сжирает эту энергию незаметно.

А теперь, представим, что подачу воды увеличили значительно, и конденсат остужается на 20°С вместо 5, тогда это уже 120 Дж/сек. Откуда они возьмутся? Правильно, от восходящего пара. А это между прочим, 120Вт. Получается, что вверху колонны начнется другой теплообмен, с конденсацией спирта 0,18мл/сек. Получается, что 9мл/сек паров спирта не дойдет до димрота (тоже посчитал). Немного, но факт. Это будет какое-то время накапливаться, пока не наступит новый баланс при новых условиях.

Вроде всё условно считал, но на основании табличных величин объемов, плотностей, теплоемкостей...

Ваш ход, мсье :)

18

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Ну так да. С ОЖ стало уходить некоторое количество калорий дополнительно. Колонне приходиться перестроиться на новый баланс. Так она это делает при любом изменении - при изменении отбора, при изменении нагрева. Форточку если открыть, сделать сквозняк - и он подействует на колонну.
И еще. Изменение температуры ОЖ не означает такого же изменения температуры флегмы.

19

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

Maxus ©:

А теперь, представим, что подачу воды увеличили значительно, и конденсат остужается на 20°С вместо 5, тогда это уже 120 Дж/сек.

Твоя ошибка вот в этом допущении. Конденсат не остужается ни на 5°С, ни на 25°С. Пар превращается в жидкость и максимально быстро стекает с димрота, по пути нагреваясь от пара, поднимающегося навстречу и конденсируя его. Если холодильник наклонный (типа "клюшка"), то стекающий конденсат может образовать довольно приличный поток, омывающий димрот в нижней его части. Вот тогда флегма может остыть на градус-другой ниже температуры кипения/конденсации.

С уважением, <дата, подпись>, отвечайте нам, а то...
РК 28/1500
Простой стабилизированный регулятор

20 (2023-11-09 12:25:12 отредактировано Maxus)

Re: Про переохлаждение флегмы и дефлегматор

JohnJohnov ©:

Конденсат не остужается ни на 5°С, ни на 25°С.

Не согласен. Конденсат течет по виткам димрота, в котором на входе (у меня) 9°С, на выходе 50-55°С, и не охлаждается? Я специально ставил диоптр на димрот, видно, как конденсат по виткам стекает, минимум, от середины. Даже если предположить, что трубка имеет температуру не 9° входного конца, пусть 30°С, и конденсат не отдает ей тепло?  Обоснуй.

П.С.
Время падения капель с димрота недостаточно, чтобы забрать энергию восходящего пара, доли секунды же.