Zalewanie kolumny - testy

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5060
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2012-02-24, 09:48

Pablo Maximus pisze:Może chodzi też o ciepło właściwe wody i etanolu. W przypadku etanolu jest ono dużo mniejsze więc potrzeba mniej energii. Żeby podnieść temperaturę 1kg etanolu o 1°K trzeba dostarczyć 2380 J a dla takiej samej ilości wody to jest już 4189,9 J.
więc żeby odparować 1ml mieszaniny na początku procesu (gdy zawartość etanolu jest duża) trzeba dostarczyć mniej ciepła niż pod koniec (gdy w kotle zostaje prawie sama woda).
Gdyby udało się opracować jakiś logarytm jak zwiększać grzanie wraz ze zmniejszeniem ilości etanolu w kotle to można by uzyskać stałą objętość skraplanej cieczy podczas całego procesu, od początku do końca.
Ostatnio zmieniony 2012-02-25, 12:01 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 2 razy.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 09:48

Próbowałem to robić, ale pojawiały sie problemy z zalewaniem, przypuszczam, że wpływ na to miała większa lepkość wody. Dodatkową trudnością jest oszacowanie powstałej ilości pary, dlatego nie można posługiwać się ciepłem parowania wyrażonym w gramach, tylko w molach, a tutaj sprawa wygląda zupełnie inaczej
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2012-02-24, 09:49

Przy okazji testów z zalewaniem wypełnień, zrobiłem ponowny pomiar wysokości półki teoretycznej (HETP) dla średnich sprężynek. Po prostu pod koniec ostatniego doświadczenia ustawiłem odbiór na 5ml/min. Moc grzania ustawiłem poniżej progu zalewania. Wyniosła ona około 1750W. Następnie odebrałem 300ml próbki.
Filmik w linku poniżej pokazuje zakończenie pomiaru.

http://akas.tuba.com.pl/zalewanie/99/95pro.wmv

sprężynek nie ruszałem i jak poprzednio miałem ich w kolumnie 30cm.
Proces wyglądał następująco:
Po ustabilizowaniu kolumny temperatura w kegu wzrosła z 98,1na 98,4°C.
Po odebraniu 100ml podskoczyła na 98,8°C.
Po odebraniu 300ml osiągnęła 99,5°C.
Jak widać praktycznie osuszyłem keg z etanolu.
Zamknąłem zawór i wykonałem w tym momencie jeszcze jedną próbę zalania, stało się to przy mocy 1700W.

Pomiar wykonałem atestowanym alkoholomierzem ustawionym pod 15°C, w specjalnie wykonanej dla niego menzurce.

Obrazek

Obrazek

Pomiar wykazał 95%

Obrazek

Za nim policzymy wysokość HETP, chciałbym przy pomnieć poprzedni test znajduj?cy się pod poniższym linkiem
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... ght=#70800
Wówczas dla tych sprężynek półka osiągnęła wysokość 3,6cm.
Jaka wyszła teraz?
Na starcie liczenia trzeba oszacować jaka była średnia procentowość etanolu w kegu podczas odbioru.
Proces przebiegał w widłach 98,4-99,4C, więc średnia tempr wynioła w przybliżeniu 99C.
Czyli, mieliśmy około 1% etanolu w kegu
Można więc liczyć już półki posiłkując się kalkulatorem z http://homedistiller.org/ Który znajduje się w dziale Theory\ Reflux Still Design Theory\ Multiple Distillations

1. 9,1 % (realizuje ją kocioł)
2. 50,8%
3. 79,8%
4. 87,1%
5. 90,0%
6. 91,6%
7. 92,6%
8. 93,3%
9. 93,8%
10. 94,1%
11. 94,4%
12. 94,6%
13. 94,8%
14. 95,0%

Jedną półkę musimy odjąć (ponieważ realizuje ją kocioł , zostaje nam więc 13
30cm:13= 2,3cm
wysokość średniej półki teoretycznej z powyższego badania wyszła 2,3cm!

Pytanie dlaczego tak się stało?
W poprzednim teście wyszło 3,6cm, przecież to bardzo duża rozbieżność!
Moim zdaniem należałoby się przyjrzeć różnicom z obu doświadczeń.
1. średnia półki była wyciągana z różnych wysokości zasypu czyli 20cm kontra 30cm
2. Proces być prowadzony w różnych mocach i różnych odległościach od punktu zalania.
3. Inna była średnica rur.
4. Szkło i KO ma 30-krotną różnicę przewodności cieplnej, czyli 0,8W/mK i 20W/mK
5. Nie jestem pewny czy strumień powrotu w pierwszym doświadczeniu nie lał się blisko jednej z ścianki.
6. Mogła być inna temperatura strumienia powrotu.
7. gotowanie odbywało się na bardzo różnych procentowościach wsadu.

Nie wiem, czy jeszcze czegoś nie uwzględniłem, ale już widać jak dużo zmiennych decyduje o wyniku.
Ciekawi mnie który z tych punktów miał największe znaczenie?
Co o tym sądzicie?

Wniosek jest taki, że aby badać HETP należy najpierw określić metodologię testu.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 2 razy.

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2012-02-24, 09:50

Przeprowadziłem następny test, mający odpowiedzieć na pytanie jak zmienia się HETP sprężynek w zależności od odległości od punktu zalania. Teoria mówi, że wypełnienie pracuje najefektywniej na styku zalewania kolumny. Rodzi się wiec pytanie, na ile ta efektywność jest lepsza względem niższych mocy grzania. Do pomiarów użyłem średnich sprężynek kolegi plipka1. Wysokość zasypu wyniosła 20cm , podparłem je od spodu 4cm wiórki toczonej z KO.
W kegu mia?em 95°C.
Odbiór pprowadziłem dla wszystkich prób z prędkością 8,5ml/min.
Po każdej próbie i pomiarze alkoholomierzem destylat wracał do kotła.

Obrazek

1. Pierwszy pomiar miał na celu przetestowanie zjawiska zalania. Udało mi się to osiągnąć w pobliżu 1600W , +- 20W. Nad sprężynkami starałem się utrzymać 4cm słup gotującego się destylatu.
2. drugi pomiar to zejście tuż poniżej progu zalewania, dokładnie na 1530W.
3. Trzeci odbyć się na mocy 1340W.
4. Czwarty na 1100W.

Wyniki wyszły następujące:
1. 94,6%- 11p- 1600W- 100%grzania
2. 94,8%- 12p- 1530W- 95,6%
3. 95,1%- 13p- 1340W- 83,7%
4. 94,9%- 12p- 1100W- 68,7%

Pomiary były tak zaskakujące, że na początku myślałem, iż wkradł się błąd pomiarowy.
Drugi alkoholomierz pokazał to samo. Późniejsze wyniki, tylko potwierdzały poprzednie.

Może zacznę od tego, że w pierwszej chwili zgłupiałem. Nic tu się nie zgadza, teoria idzie do kosza. HETP sprężynek zbliżył się do 1,6cm. I aż się boję robić następne testy, bo jeszcze mi wyjdzie 1cm i zaczniemy budować 25cm kolumny :D

Ale po kolei. Trudno powiedzieć dlaczego na zalaniu, wyszedł najsłabszy HETP. Ta próba była też, jakąś formą rozproszenia destylatu na wypełnieniu. Destylat miał też temperaturę wrzenia etanolu. Czyli niby same zalety, a wyszło najsłabiej.
W drugiej próbie, tuż poniżej progu zalania, wyszła jedna półka więcej.
Trzecia próba była najlepsza, zaś moc grzania była mniejsza od maksymalnej o 16%. Jest to sporo poniżej progu zalania.
Czwarta próba z mocą o 31% mniejszą, osięgnła drugi wynik.
Można wyszacować więc, że w przypadku mojego doświadczenia, najlepiej sprawdziła się moc o wartości 80% tej, którą zalewamy kolumnę. Nie wiem, czy można to przekładać na inne kolumny, inne wypełnienia i ich inne wysokości. Napisałem co wyszło i to wszystko.

Naspępna sprawa, jeszcze bardziej mnie nurtuj?ca, to wysokość półki teoretycznej.
Mój pierwszy test z lata, wykazał 3,6cm, drugi 2,3cm, a ostatni zbliżyły się 1,6cm.
Między dwoma ostatnimi różnice były następujące:
1. wysokość wypełnienia 30cm i 20cm
2. Procentowość wsadu 1% i 5%
3. prędkość 5ml i 8,5ml

Patrząc na prędkość odbioru i bazując na tabeli zamieszczonej w przednim moim poście, ostatnia próba była prowadzona na lepszym RR. Wynika z niej, że wynosi względem tego co produkuje kocioł w pierwszym przypadku 1:1,3, zaś w ostatnim 1:3,3. Mam jednak spore zastrzeżenia do tej mojej tabeli sporządzonej przy pomocy kalkulatora z homedistiller.org
Ale to jest sprawa na inny temat.
więc, tłumaczę sobie to w ten sposób: lepsze wyniki wyszły mi na krótszym wypełnieniu, ponieważ prowadziłem proces na mocniejszym wsadzie z lepszym refluksem.
Niby wszytko już jasne, tylko dlaczego mój test na stalowej kolumnie dał "fatalną" wysokość 3,6cm półki.
Parametry wówczas były następujące:
Zalew 14%.
Moc grzania elektrycznego 2,3KW.
wysokość zasypowa sprężynek 20cm + jeden zmywak 5cm (jako podpora).
Po odebraniu przedgonów (0,5l) i półgodzinnej stabilizacji powoli 10ml/min odebrałem wówczas 0,7l próbki testowej.

wysokość więc ta sama, wsad mocniejszy, średnica rury większa (57mm).
Moc grzania w przeliczeniu na cm2 taka sama jak w czwartej próbie, czyli 88W/cm2.
RR lepszy , a wynik dwa razy gorszy?
Zaszkodziła większa średnica? A może nieocieplone ścianki stali?

Mam rurę z KO fi 40mm i chyba domyślacie się co zrobię w następnym teście.
Chyba, że ktoś wpadnie na lepszy pomysł i coś mi zasugeruje.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 2 razy.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 09:51

Akas pisze: W kegu mia?em 95%.
:shock:
to chyba jakiś błąd?

Akas, czy nie uwazasz, że w takim przypadku należy zagęścić punkty pomiarowe pomiędzy 75 a 100% mocy zalania? Tym razem test przeprowadzić z mocą wzrastającą. Odnośnie spadku mocy destylatu w trakcie zalania, to wyjaśnienie jest proste, zalana część kolumny nie bierze udziału w wymianie i pogarsza sprawność kolumny.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 3 razy.
pozdrawiam - inżynier

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2012-02-24, 09:52

Faktycznie wkradł? się błąd.
Powinno być 95°C co daje co? w okolicach 5-8% .
już poprawiam.

[ Dodano: 2010-12-14, 11:48 ]
Inżynierze, mogę zrobić takie testy, tym bardziej, że w tej chwili chcę to powtórzyć dla kolumny z KO 57mm i 40mm. Z tym zalaniem kolumny to dziwna sprawa, ponieważ zalewa ostanie 1-2cm od góry i nad tym się gotuje. Może z tego wynikać spadek rozdzielczości, to jest fakt. Ale też mogą być inne czynniki, jak rozproszony powrót, który generuje samo zalanie, lub być może temperatura powrotu?. Faktem jest, że różnice osiągnęły zaledwie dwóch półek na 13 uzyskanych. Więc jakieś 15% różnicy. Czyli nic takiego strasznego. Najbardziej frapuje mnie te różnice w HETP. Różnica pomiędzy 3,6cm a 1,6cm jest wręcz kolosalna. Na razie najbardziej winnym wydaje mi się inne przewodnictwo cieplne kwasówki i szkła (jest to różnica 25-krotna). Ale, jeżeli inna wysokość półki wynika z średnicy kolumny, to będzie bardzo duże dla nas odkrycie. Jakby nowe spojrzenie na wymiary sprężynek względem średnicy rury.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5060
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2012-02-24, 09:55

Spiryt pisze:Gdy mi zalało kolumnę to temperatura wzrosła do 82 stopni, znaczy to że większość wypełnienia nie pracowało a co za tym idzie, drastycznie spadła liczba półek. średnica kolumny 48mm.
Podejrzewam że pomimo że nad wypełnieniem zebrała się ciecz (test akasa) to jednak nie było całkowite zalanie.
Choć nigdy nie zaglądałem do środka kolumny to według mnie zalanie może przebiegać na dwa sposoby
1) Pary wypychają? całą ciecz z kolumny do góry, nie pozwalając flegmie spływać w dół. To dotyczyło by mniejszych średnic kolumn
2) Pary spychają ciecz i tworzą sobie korytarz, ciecz natomiast spływa drugim korytarzem. Nie dochodzi do wymiany. To natomiast dotyczyło by większych średnic.
JKuba pisze:@spiryt ten drugi wariant o którym mówisz to typowe zjawisko kanalikowania. Tak jak mówisz występuje ono jedynie w dużych średnicach. W dużych znaczy nie naszych. W przemyśle aby temu zapobiec stosuje się rozwiązania konstrukcyjne w postaci lejów które ściągają ciecz ze ścianek i kierują strumień na wypełnienie.
Ostatnio zmieniony 2012-02-25, 12:12 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 2 razy.

alvid
80%
80%
Posty: 485
Rejestracja: 2011-01-31, 08:33

Post autor: alvid » 2012-02-24, 09:55

aaa

cemik1

Post autor: cemik1 » 2012-02-24, 09:55

Akas pisze:...Teoria mówi, że wypełnienie pracuje najefektywniej na styku zalewania kolumny. Rodzi się wiec pytanie, na ile ta efektywność jest lepsza względem niższych mocy grzania. Do pomiarów użyłem średnich sprężynek kolegi plipka1.
wysokość zasypu wyniosła 20cm , podparłem je od spodu 4cm wiórki toczonej z KO.
W kegu mia?em 95°C.
Odbiór pprowadziłem dla wszystkich prób z prędkości? 8,5ml/min.
Po każdej próbie i pomiarze alkoholomierzem destylat wracał do kotła.
....
Wyniki wyszły następujące:
1. 94,6%- 11p- 1600W- 100%grzania
2. 94,8%- 12p- 1530W- 95,6%
3. 95,1%- 13p- 1340W- 83,7%
4. 94,9%- 12p- 1100W- 68,7%

Pomiary były tak zaskakujące, że na początku myślałem, iż wkradł się błąd pomiarowy.
Drugi alkoholomierz pokazał to samo. Późniejsze wyniki, tylko potwierdza?y poprzednie.
Ja swego czasu przeprowadziłem podobne doświadczenie. Opisałem je zresztą na forum ale przypomnę. Kolumna 60mm/1,5m i klasyczny Aabratek z zaworem na odbiorze. Wypełnienie siatka miedziana. Proces prowadzony z mocą 3kW, temperatura w głowicy 77,94°C. W w końcówce procesu (temperatura w kotle bliska 100°C) zwiększyłem, zgodnie z zaleceniami, moc do 4kW. Temperatura ustabilizowała się na poziomie 78,17°C. Przy odbiorze 50ml/min zawartość alkoholu 94,5%. Założyłem zacisk aby zatrzymać odbiór i nie zmieniałem ustawień zaworu regulacyjnego. Stabilizowałem kolumnę dla niższych mocy i odbierałem 150ml w ciągu 3 minut. Temperatura produktu 20°C. Wyniki poniżej:

______Moc______Temperatura___Procenty
4kW(140W/cm2)____78,17°C______94,5%
3kW(105W/cm2)____78,01°C______95,5%
2kW( 70W/cm2)_____77,96°C______96,0%
1kW( 35W/cm2)_____77,94°C______próba przerwana, wyczerpanie alkoholu.

O ile obniżenie temperatury w głowicy można było tłumaczyć mniejszą ilością ochłodzonego refluksu, który może w jakiś sposób wpływał na pomiar, to trudno zaprzeczyć powiązanym z nimi wskazaniom alkoholomierza. Jak widać czystszy (mocniejszy) produkt uzyskany być przy mniejszej mocy grzania i to pomimo mniejszego refluksu, gdyż odbiór był stały.
Do czasu tego eksperymentu byłem przekonywany, że kolumna powinna pracować tuż poniżej granicy zalewania, przy dużym refluksie. Powyższe wyniki, spójne z doświadczeniem Akasa, każą zrewidować pogląd, że im większa moc tym większy refluks więc przy stałym odbiorze czystszy produkt. Jak widać istnieje jednak optimum mocy grzania dla każdej kolumny, wcale nie takie wielkie, przy którym możemy odbierać tyle samo produktu, co przy większej mocy grzania i w dodatku jest on czystszy. Dodatkowym jest ty pytanie czy wobec tego zwiększanie mocy grzania w końcówce ma sens? Ja już nie zwiększam.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez cemik1, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5060
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2012-02-24, 09:56

Spiryt pisze:podobnie jak Cemik1, zwiększyłem moc grzania pod koniec procesu i od razu zalało kolumnę, od tamtej pory nie zwiększam mocy, jedynie zmniejszam odbiór aż do momentu kiedy leci tak wolno że zmniejszenie odbioru powoduje zatrzymanie odbioru.
Trzeba pamiętać że przy zwiększeniu mocy, zwiększamy ilość wody która odparowuje przy np. 98 stopni w kegu.
Ostatnio zmieniony 2012-02-25, 12:15 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 1 raz.

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2012-02-24, 09:56

Panowie moim zdaniem trzeba jeszcze dużo doświadczeń, aby opracować na forum pewne schematy i zasady optymalizacji naszych kolumn. Są duże różnice pomiędzy wypełnieniami typu zmywakowego i sprężynkowego. Sam fakt innego sposobu zalewnia zmywaków, oraz nie liniowej czułości na zalewanie względem gęstości i jednorodności upakowania, jest tego istotnym dowodem. Miałem np. pewne spostrzeżenie którego nie publikowałem. W jednym z moich poprzednich doświadczeń kiedy zajmowałem się siatką Amphora, pokazałem filmik jak ją zalewa przy 1400W.

http://akas.tuba.com.pl/amphora/miedz22.wmv

Później zmniejszyłem gęstość upakowania i już nawet na mocy 2200W, nie dało się zapoczątkować zalania, a HETP wyszedł kiepski. Jednak w fazie zalewania widocznej na filmiku temperatura na głowicy spadła na taką wartość, że HETP powinien być dwu-trzykrotnie lepszy. Dlaczego nie zrobiłem pomiaru destylatu w fazie zalewania? Po prostu nie mogłem tak utrafić z mocą grzania, aby proces wstępnego zalania ustabilizował się, a potrzebowałem 300ml próbki i czas bliski godziny. Na razie przypuszczam, że:
Przy wypełnieniu typu zmywakowego prawdopodobnie częściowe zalanie wpływa bardzo pozytywnie na HETP. Jednak jest tak trudne do ustabilizowania, że utrzymanie jego przez cały proces, jest nieosiągalne techniczne przy sterowaniu r?cznym. Po prostu zbyt łatwo przechodzi w pełne zalanie.
Może dałoby radę zrobić to automatyczne przy pomocy specjalnie napisanego algorytmu?

Inną kwestią jest rozpraszanie destylatu. Sprężynki nawet przy słupie o wymiarach 6cm x 4cm potrafią strumień centralny rozproszyć na obwodowy.
Przy zmywakach nieregularność rozproszenia jest widoczna nawet na odcinku 20cm. Wygląda to tak, że np. część płynie z jakiejś strony ścianki inna część środkiem. Przy zmywakach wydaje się więc, że lejki centrujące rozmieszczone np. co 40cm, mogą pomóc. Przy sprężykach rozmieszczanie lejków np. co 10cm Może być zbyt skomplikowane technicznie. I w ogólnej długości kolumny raczej niekorzystne, ponieważ potencjalna poprawa działania zaowocuje zbyt dużym zwiększeniem wysokości całości. Może, więc przy sprężynkach trzeba pogodzić się z obwodowym spływem, a szczególną uwagę poświęcić izolacji kolumny?

Następna sprawa to zależność temperatury powrotu od wysokości wypełnienia.
Tutaj przeczuwam, że powrót o temp. zbliżonej do 78,3C wcale nie musi być dobry dla długich kolumn.

Są jeszcze inne kwestie, np. jaki wpływ na półkę ma średnica kolumny i jako się to ma do wielkości sprężynek? Albo, na ile istotne jest trawienie powierzchni wypełnień?
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 09:57

Ponieważ miałem problemy ze wstawieniem wykresów w odpowiednich miejscach, to przesyłam cały opis w postaci 2 plików Worda. Może admini coś poradzą jak to sensownie wkleić.

Zainspirowany badaniami kol. Cemika1, postanowiłem przeprowadzić badania uzupełniające. Schemat aparatury wygląda tak:
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 5060
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Post autor: Citizen Kane » 2012-02-24, 09:57

Pozwoliłem sobie zredagować post inżyniera i wstawić go w pełnej wersji. Wszystko poniżej jest tekstem kolegi inżyniera:

Badaniu poddane zostały sprężynki kol. Zbyszka 1281, wykonane z drutu 0,4 o wymiarach ~3x3. Masa zasypowa 174g/100ml. Kolumna 60, wysokość wypełnienia 10cm. Odbiór zwracany do kega poprzez syfon, aby nie zmieniał warunków pomiaru w trakcie procesu.
Wsad 5% (T. wrzenia 95,11)
Moc zalania określiłem na podstawie wzrostu ciśnienia w kegu i zwiększonego skoku temperatury, wyszło 2240W co przy fi60 daje 79W/cm2.
(Niestety nie potwierdziła się zasada moc zalania~przepływu wody, dla fi 40 i wys. wsypu 20cm, wody przelatywało 4286 ml/min, a moc zalania dla fi40 to: 992W.)

Wyniki przy pełnym powrocie:
Obrazek
Jak widać koluna zachowuje się silnie nieliniowo, najwyższa rozdzielczość nastąpiła przy mocy 1600W czyli ~70% mocy zalania. Zmiany temperatury na głowicy odpowiadały zmianom mocy destylatu od 93% do 90,5% tuż przed zalaniem. Co w przeliczeniu na pólki daje róznicę 8 do 5. Ponieważ nigdy nie wiadomo ile dokładnie półek realizuje kocioł z deflegmatorem, dosypałem 10cm sprężynek i ponowiłem próbę. Wynik przy pełnym powrocie i wys. zasypu 20cm.
Obrazek

Wykres uległ spłaszczeniu, ale w dalszym ciągu minimum występuje przy mocy 1600W, a otrzymany destylat miał 94,5%, czyli dodatkowe 10 cm dało nam ~3-4półki.
Wnioski:
Wysokość półki teoretycznej dla tych sprężynek wynosi ok. 2,5cm, 3 półki realizowane są przez kocioł i deflegmator. Warunkiem jest właściwa dla danego wypełnienia moc grzania.

Ponieważ wykres sprawności kolumny wygląda dość zaskakująco, ponowiłem próby dla 10 cm wypełnienia i R/R 5/1Wyniki:

Obrazek

Punkt optymalnego grzania przesunął się w stronę mocy zalania!!! Moc destylatu dla pkt. Optymalnego 90%. Powtórzyłem próbę dla 20cm i wynik być taki:

Obrazek

Wykres znów bardziej spłaszczony, ale optimum (92%) w tym samym miejscu 1920W, czyli 85% mocy zalania. Wysokość półki wyszła w tym przypadku ok. 5cm.
Zrobiłem jeszcze serie pomiarów dla R/R 4/1 co potwierdziło dalsze przesunięcie optimum grzania w stronę mocy zalania i wynosi 93%. Wytłumaczenie tego zjawiska jest dość proste, musimy dostarczyć odpowiednią ilość flegmy na wypełnienie, żeby wymiana energii była optymalna, czyli im więcej odbieramy, tym więcej musimy grzać. Naspępne próby będą na wsadzie 15% i 30%, zobaczymy jaki wpływ ma moc wsadu na punkt zalania i kształt wykresu.

Jak widać dobór optymalnych parametrów pracy kolumny nie jest prosty, wartości mocy optymalnych mogą być różne dla różnych wypełnień, jak znajdę czas, to powtórzĘ dla zmywaków.

Jako uzupełnienie podaję wykres mocy w zależności od temperatury na głowicy przy ciśnieniu w 989hPa

Obrazek
Ostatnio zmieniony 2012-02-25, 12:19 przez Citizen Kane, łącznie zmieniany 1 raz.

Akas
101%
101%
Posty: 667
Rejestracja: 2008-05-30, 01:05
Lokalizacja: Podlasie

Post autor: Akas » 2012-02-24, 09:59

Moje wnioski z doświadczeń Inżyniera są następujące.

1. Test wodny (przelewowy) nie pokrywa się z moim. Najwidoczniej każdy rodzaj sprężynek ma inne parametry zatrzymywania wody. Więc, aby tym sposobem określać moc zalania trzeba i tak wcześniej wyznaczyć ją doświadczalnie.

2. Punkt zalania dla różnych średnic kolumn zmienia się wprost proporcjonalnie do wzrostu ich powierzchni przekroju. Doświadczenie pokazało, że kolumnę o fi 40mm (12,6cm2) zalało mocą 992W, co daje wspó?czynnik 79W/cm2. Przy średnicy 60mm (28,3cm2) zalało ją mocą 2240W, co daje identyczny współczynnik 79W/cm2. Więc wniosek jest taki:
Każdy rodzaj sprężynek ma swój stały współczynnik zalewania. Określamy go doświadczalnie. Znając jego wartość możemy łatwo wyliczać moc zalania dla różnych średnic kolumny.

Poniżej podaję współczynniki zalewania dla różnych sprężynek.

sprężynki małe kolegi Plipka -60W/cm2
sprężynki średnie - 128W/cm2
sprężynki duże (najnowsze)-120W/cm2
sprężynki kol. Zbyszka - 79W/cm2
Dla pełnego przeglądu brakuje jedynie sprężynek Leona.

3. Doświadczenia Inżyniera pokazują też, jak bardzo trudno wyliczać HETP dla wypełnienia zasypowego. Moim zdaniem najważniejszym wnioskiem jest to, że optymalne działanie sprężynek jest wyraźnie oddalone od mocy zalania. Zmienia się ono, w zależności od refluksu. Przy pełnym powrocie znajduje się w okolicy 70% mocy zalania, zaś przy odbiorze RR 1:5 przesuwa się na około 85% mocy zalania. Być może dla wysokich kolumn jest to mniej istotne.

4. Rozmawia?em z Inżynierem i wiem też, że potwierdziły się moje próby mówiące, że moc zalania jest mało zależna od mocy wsadu w kotle. Np. dla cukrówek 5% i 15% moc zalania była zbliżona.

Cieszę się, że ktoś podjął się zrobienia podobnych doświadczeń jak moje. Ciesze się też, że wyniki w dużej mierze pokrywają się ze sobą, pomimo, że mierzone były odmiennymi metodami. Myślę, że temat nie został wyczerpany i jeszcze zrobimy kolejne badania.
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez Akas, łącznie zmieniany 1 raz.

Awatar użytkownika
inżynier
101%
101%
Posty: 1823
Rejestracja: 2006-11-14, 12:00

Post autor: inżynier » 2012-02-24, 09:59

@CK
Dzięki za pomoc, teraz wygląda znacznie lepiej.

@All
Wczoraj robiłem testy dla wsadu 15% i wys. zasypu 20cm. Wykresy uległy znacznemu spłaszczeniu, z wyraźnym punktem optymalnym, zwłaszcza dla R/R=5/1, punkty te pokrywały się z punktami optimum dla wsadu 5%. W dalszej kolejności testy dla wsadu 30% i wys. wypełnienia 10cm (dużo wyraźniej widać zmiany), a później sprawdzimy zmywaki.
Najważniejszym wnioskiem z dotychczas przeprowadzonych badań jest ścisły związek pomiędzy punktem optymalnym mocy grzania, a ciśnieniem w kegu. Jako manometru należy użyć U rurki i moc grzania ustawić tuż poniżej mocy od której ciśnienie w kegu zaczyna w wyraźny sposób przyrastać
Wielkości prawidłowych wskazań podam po zebraniu wszystkich danych.
Schematyczny rysunek ukł. pomiarowego wygląda tak:

Obrazek
Shot at 2010-12-21[/size][/quote]
Ostatnio zmieniony 1970-01-01, 01:00 przez inżynier, łącznie zmieniany 1 raz.
pozdrawiam - inżynier

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 14 gości