JohnJohnov ©:твой пепелац (ещё раз) с точки зрения физики ничем принципиально не отличается от куба!
А если так:
Есть два двигателя внутреннего сгорания. Живой пример из моего авто опыта: митсубисевские 4G63 и 4G63T. Один атмосферник, второй турбированный. Оба имеют одинаковый объем =2л, но первый 133лс, а второй 280. И бензин в обоих, и процесс тот же, даже звучат похоже, но разница в 2+ раза. Законы тоже действуют одни и те-же, но режимы разные. Откуда взялись полторы сотни кобыл? Из небольшой доработки, изменён режим подачи воздуха, мозги, чуть поршня, патрубки... И средний расход на 100км у моторов одинаковый, но первый разгоняет тачку за 17 сек, а второй за 10. Динамика разная. После второго садишься на первый, и чувствуешь себя пенсером, тошнящим в правой полосе.
Так же и с пепелацем, разные конструкции, по-разному работают.
Рискну рассмотреть оба процесса параллельно:
От ТЭН-а энергия передается воде в кубе, и пока она не кипит, действуют законы конвенции, по которым нагретая жидкость поднимается вверх, уступая место холодной.
На ПД объем мал, и практически моментально брага превращается в пену, которая закручивается в сильных вихревых потоках. Большая скорость омывания ТЭН-а эффективнее снимает энеогрю с его поверхности.
Когда на поверхности ТЭН-а в кубе начинают образовываться пузыри, то они сперва тут же схлопываются, конденсируясь окружающей брагой, даже не успев оторваться, передают энергию конденсации браге.
На ПД, предполагаю, их смывает вихревыми потоками. Кипение наступает быстрее. Не нужно прогревать большой объем, преодолевая многократно преобразование фаз. Да, энергия не берётся из ниоткуда, и малый объём даёт разве что выигрыш во времени.
Когда температура в кубе становится достаточной для отрыва пузырьков пара от ТЭН-а, конвенция в кубе значительно увеличивается, пузыри пара всплывают на поверхность, но там ещё мало пара, и температура недостаточна для выхода пара вверх, и подъёма до конденсора, пар снова конденсируется. В ПД, температура почти равномерно во всей области кипения (после 20-секундного разгона), что позволяет пару отделяться от жидкости не конденсируясь. К тому же в малом объёме быстро создаётся избыточное давление, выдавливающее пар вверх моментально, без многократной конденсации.
Дальше. Куб выходит на рабочий режим дистилляции, но при значительной площади поверхности, как не утепляй, потери немалые, часть энергии теряется. К тому же, над кубом торчит царга, минимум 0,5м, которая тоже создаёт потери, конденсируя пар, и возвращая жидкость в куб. ПД имеет площадь поверхности на порядок меньше. Потери есть конечно, но разница немалая. И потом, при разогреве всей конструкции ПД, паразитная конденсация на стенках прекращается, пар, отдавая часть энергии стенкам, пролетает вверх, и за счет большей энергии и скорости не успевает конденсироваться. Это не выигрыш энергии, тоже минус но, выигрыш в скорости. И к тому же ПД тоже можно утеплить, что я и делаю, снижая потери.
По истечению времени, в кубе становится мало спирта, и много воды, но спирт добирать надо. Количество энергии на испарение воды примерно в 4 раза выше, чем спирта. Температура кипения кубового остатка приближается к 100*С. Разница с окружающей средой выше, и потери увеличиваются. ПД нагревается до 89*С максимум (1 ступень, вторая да, тоже до 100, но там площадь в 50-70 раз меньше куба).
По мере опустошения куба, в нем создаётся пространство, для преодоления которого требуется дополнительное давление для пара = дополнительная энергия. Это снижает скорость отбора. На ПД объем постоянен.
Ну как-то так я представляю разность процессов. Поправьте, если видите мою неправоту в чем-то
Если ещё поиграть с рекуперацией, определить нужный её режим, то либо скорость можно будет поднять, либо энергию снизить. На кубе рекуперация невозможна ни в каком виде.