Zalewanie kolumny - testy
: 2012-02-24, 09:32
W tym temacie chciałbym opisać doświadczenie mające na celu sprawdzenie przy jakiej mocy grzania dochodzi do zalania kolumny przy różnych wypełnieniach. Testy zostały przeprowadzone na szklanej kolumnie, aby można było wzrokowo ocenić te ciekawe zjawisko.
Na wstępie opiszę kolumnę, oraz poszczególne wypełnienia.
Kolumna:
Rura szklana, średnica wew. 40mm, wys. 500mm
keg 50l , dwie grzałki 900W i 1300W
Głowica puszkowa, skraplacz 2m rurki karbowanej o średnicy 16mm.
Regulator mocy + watomierz (konstrukcja prowizoryczna na potrzeby doświadczeń).
Wypełnienia:
Zmywaki - Morana
Siatka miedziana Amphora
Różne sprężynki kolegi @plipek1
Poniżej widzimy razem poszczególne wypełnienia:
Na poniższym porównanie najnowszych sprężynek @plipka1 z starszą generacją (z lewej nowe, z prawej starsze):
Na poniższych zdjęciach widzimy siatkę miedzianą Amphora:
Testy rozpocząłem od zalanie kega 20 litrami cukrówki 18%
Na pierwszy ogień poszły sprężynki najnowsze.
Kolumnę zaczęło zalewać przy grzaniu 1500W
Pod poniższym linkiem można ściągnąć 4 minutowy film, ukazujący pełny przebieg zalewania:
http://akas.tuba.com.pl/zalewanie/full_zalanie.wmv
Zalewanie następowało od góry, jego intensywność była tak duża, że sprężynki wyrzucało bardzo wysoko do góry.
Następnie przetestowałem sprężynki średniej wielkości.
Ich parametry to: średnica 4mm, wysokość 2,5mm, drut 0,24mm, masa zasypowa 1kg/l, PV około 2000.
Dokładniejszy ich opis znajdziemy tutaj
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... mp;start=0
Zalewanie ich zaczęło następować przy 1600W.
W trzeciej próbie użyłem najmniejszych sprężynek.
Sprężynki te mają następujące wymiary:
średnica 2,2mm, długość 3,2 mm, drut 0,2mm, masa zasypowa 1,4kg/l, PV około 3500
Więcej o nich dowiemy się pod tym linkiem:
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... p;start=30
zalewanie zaczęło się przy 750W
W czwartej kolejności sprawdziłem sprężynki miedziane.
Zalanie ich rozpoczęło się przy 1050W
Próba na zmywakach była przeprowadzona na dwóch rodzajach upakowania 320g/l i 240g/l
Przy upakowaniu 320g/l zalewanie pojawiło się przy 1200W
Zaś przy upakowaniu 240g/l nawet moja maksymalna moc 2200W nie spowodowała zalania.
Następnie do testów poszła siatka Amphora
Jej parametry:
szerokość wstążki 0,4mm, grubość 0,08mm, P/V 1100 (przy upakowaniu 320g/l)
Miałem jej 120g , upakowałem ją na wys. 30cm.
Podobnie jak luźno upakowanych zmywaków, nie mogłem jej zalać. Moc 2200W była za mała.
Poniżej przedstawiam film, który jest składanką pokazującą zalewanie poszczególnych
wypełnień.
http://akas.tuba.com.pl/zalewanie/skladanka_zalanie.wmv
Na koniec przeliczyłem współczynniki progów zalewania liczone w watach na cm²
Wygląda to tak:
1. sprężynki małe-60W/cm²
2. sprężynki średnie - 128W/cm²
3. sprężynki duże (najnowsze)-120W/cm²
4. sprężynki miedziane-84W/cm
5. zmywaki o gęstości 320g/l - 96W/cm²
6. zmywaki o gęstości 240g/l - powyżej 180W/cm²
7. siatka Amphora o gęstości 320g/l - powyżej 180W/cm²
Proszę jednak pamiętać, że test był przeprowadzony na cukrówce 18%
Gdybym testy przeprowadzał np. na roztworze 50% , można byłoby się spodziewać dużo większej ilości etanolu na powrocie. Co pewnie spowodowałoby dość duże zmniejszenie współczynników, nawet o 1/3. Czyli szacuję do poziomu mniej więcej takiego:
1. 40W/cm²
2. 85W/cm²
3. 80W/cm²
4. 55W/cm²
5. 64W/cm²
Zaś w przeliczeniu na kolumnę 2" (60,3x1,5mm) mogłoby wyglądać tak:
1. 1000W
2. 2150W
3. 2000W
4. 1375W
5. 1600W
Widać więc, że duże znaczenie ma procentowość wsadu jaki gotujemy.
Inne spostrzeżenia są następujące:
1. Zauważyłem, że można tak wyregulować moc, aby zaczątek zalewania utrzymywał się dość długo na podobnym poziomie. Warunek to dokładność regulacji co najmniej 50W.
2. W przypadku moich testów, zalewanie zaczynało się zawsze od góry. Chociaż przy teście zmywaków można było zauważyć malutkie ogniska w dolnej partii wypełnienia.
3. Zmywaki charakteryzują się dużą rozpiętością wrażliwości na zalewanie względem gęstości upakowania. Proszę zauważyć, że różnica w upakowaniu 240g -320g na litr
spowodowała bardzo dużą rozpiętość tej wrażliwości. Być może jest ona nawet dwukrotna (zabrakło mi mocy, aby to dokładnie określić). Teraz już wiadomo dlaczego u jednych, dwu calową kolumnę zalewa przy grzaniu 2,5kW, a u innych nie zalewa jej przy 4kW.
4. W kwestii rozproszenia destylatu, sprężynki szybciej i równomierniej go rozpraszają niż zmywaki. Na mojej kolumnie na odcinku 25 cm strumień centralny zamieniał się w spływ obwodowo - przyściankowy. Na zmywakach wyglądało to bardziej chaotycznie. Na podobnej wysokości strumień potrafił wyraźnie lawirować. Przy sprężynkach pomimo lania się powrotu nawet ściankę, flegma po przebyciu 30cm była już mocno rozproszona.
5. Przy zalaniu sprężynek jest duże prawdopodobieństwo wydmuchania ich aż do głowicy i możliwość zapchania otworów przelewowych. Należałoby więc zabezpieczać je od góry zmywakiem lub jakimś kłębkiem drutu.
6. Miałem do dyspozycji dwie głowice i przy okazji zauważyłem, że język powrotu zbudowany w postaci "dzióbka",czy korytka ze spadkiem, nie jest najlepszym rozwiązaniem. Powrót w zależności od ilości skroplonej pary posikuje podobnie jak chłopczyk na płot lub nogawkę. Przy powrocie "dzióbkowatym" i większej mocy posikiwał mi na ściankę na przeciwko, przy średniej rzucało go w prawo lub w lewo, zaś przy małej, lał się po ściance bliżej. Dobrze, że w głowicy puszkowej miałem górny język skierowany prostopadle do dołu, co załatwiło sprawę. Wniosek, z tego jest więc taki , że rurki powrotu najlepiej prowadzić prostopadle do dołu. Przy wypełnieniu zmywakowym i niekorzystnym pochyleniu, podejrzewam, że powrót może płynąć jedną stroną rury przez bardzo dużą część kolumny.
7. Jest jeszcze sprawa nieco gorszych parametrów na zalanie najnowszej generacji sprężynek plipka. Wiem, że zrobił je w odpowiedzi na zapotrzebowanie sprężynek o właściwościach jak najbardziej odpornych na zalanie. Nie do końca się to udało, ponieważ moje testy pokazały, że zalewa je troszkę szybciej. Co prawda różnica 7% może wynikać z błędu pomiarowego. A z drugiej strony może jest to sprawa, bardzo wysokiej regularności ich wykonania, co owocuje niemal brakiem losowego rozmieszczenia wierzchołków jak to było w starszej generacji. Być może super dokładna geometria nie koniecznie jest lepsza od mniejszej. Jest to bardzo ciekawe zagadnienie.
To nie jest koniec testów na szklanej kolumnie. Mam nadzieję zrobić do świąt przynajmniej jeszcze jedno badanie. Tematów na doświadczenia jest co najmniej kilka i będzie trzeba coś wybrać
Pozdrawiam Akas
Na wstępie opiszę kolumnę, oraz poszczególne wypełnienia.
Kolumna:
Rura szklana, średnica wew. 40mm, wys. 500mm
keg 50l , dwie grzałki 900W i 1300W
Głowica puszkowa, skraplacz 2m rurki karbowanej o średnicy 16mm.
Regulator mocy + watomierz (konstrukcja prowizoryczna na potrzeby doświadczeń).
Wypełnienia:
Zmywaki - Morana
Siatka miedziana Amphora
Różne sprężynki kolegi @plipek1
Poniżej widzimy razem poszczególne wypełnienia:
Na poniższym porównanie najnowszych sprężynek @plipka1 z starszą generacją (z lewej nowe, z prawej starsze):
Na poniższych zdjęciach widzimy siatkę miedzianą Amphora:
Testy rozpocząłem od zalanie kega 20 litrami cukrówki 18%
Na pierwszy ogień poszły sprężynki najnowsze.
Kolumnę zaczęło zalewać przy grzaniu 1500W
Pod poniższym linkiem można ściągnąć 4 minutowy film, ukazujący pełny przebieg zalewania:
http://akas.tuba.com.pl/zalewanie/full_zalanie.wmv
Zalewanie następowało od góry, jego intensywność była tak duża, że sprężynki wyrzucało bardzo wysoko do góry.
Następnie przetestowałem sprężynki średniej wielkości.
Ich parametry to: średnica 4mm, wysokość 2,5mm, drut 0,24mm, masa zasypowa 1kg/l, PV około 2000.
Dokładniejszy ich opis znajdziemy tutaj
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... mp;start=0
Zalewanie ich zaczęło następować przy 1600W.
W trzeciej próbie użyłem najmniejszych sprężynek.
Sprężynki te mają następujące wymiary:
średnica 2,2mm, długość 3,2 mm, drut 0,2mm, masa zasypowa 1,4kg/l, PV około 3500
Więcej o nich dowiemy się pod tym linkiem:
http://www.bimber.info/forum/viewtopic. ... p;start=30
zalewanie zaczęło się przy 750W
W czwartej kolejności sprawdziłem sprężynki miedziane.
Zalanie ich rozpoczęło się przy 1050W
Próba na zmywakach była przeprowadzona na dwóch rodzajach upakowania 320g/l i 240g/l
Przy upakowaniu 320g/l zalewanie pojawiło się przy 1200W
Zaś przy upakowaniu 240g/l nawet moja maksymalna moc 2200W nie spowodowała zalania.
Następnie do testów poszła siatka Amphora
Jej parametry:
szerokość wstążki 0,4mm, grubość 0,08mm, P/V 1100 (przy upakowaniu 320g/l)
Miałem jej 120g , upakowałem ją na wys. 30cm.
Podobnie jak luźno upakowanych zmywaków, nie mogłem jej zalać. Moc 2200W była za mała.
Poniżej przedstawiam film, który jest składanką pokazującą zalewanie poszczególnych
wypełnień.
http://akas.tuba.com.pl/zalewanie/skladanka_zalanie.wmv
Na koniec przeliczyłem współczynniki progów zalewania liczone w watach na cm²
Wygląda to tak:
1. sprężynki małe-60W/cm²
2. sprężynki średnie - 128W/cm²
3. sprężynki duże (najnowsze)-120W/cm²
4. sprężynki miedziane-84W/cm
5. zmywaki o gęstości 320g/l - 96W/cm²
6. zmywaki o gęstości 240g/l - powyżej 180W/cm²
7. siatka Amphora o gęstości 320g/l - powyżej 180W/cm²
Proszę jednak pamiętać, że test był przeprowadzony na cukrówce 18%
Gdybym testy przeprowadzał np. na roztworze 50% , można byłoby się spodziewać dużo większej ilości etanolu na powrocie. Co pewnie spowodowałoby dość duże zmniejszenie współczynników, nawet o 1/3. Czyli szacuję do poziomu mniej więcej takiego:
1. 40W/cm²
2. 85W/cm²
3. 80W/cm²
4. 55W/cm²
5. 64W/cm²
Zaś w przeliczeniu na kolumnę 2" (60,3x1,5mm) mogłoby wyglądać tak:
1. 1000W
2. 2150W
3. 2000W
4. 1375W
5. 1600W
Widać więc, że duże znaczenie ma procentowość wsadu jaki gotujemy.
Inne spostrzeżenia są następujące:
1. Zauważyłem, że można tak wyregulować moc, aby zaczątek zalewania utrzymywał się dość długo na podobnym poziomie. Warunek to dokładność regulacji co najmniej 50W.
2. W przypadku moich testów, zalewanie zaczynało się zawsze od góry. Chociaż przy teście zmywaków można było zauważyć malutkie ogniska w dolnej partii wypełnienia.
3. Zmywaki charakteryzują się dużą rozpiętością wrażliwości na zalewanie względem gęstości upakowania. Proszę zauważyć, że różnica w upakowaniu 240g -320g na litr
spowodowała bardzo dużą rozpiętość tej wrażliwości. Być może jest ona nawet dwukrotna (zabrakło mi mocy, aby to dokładnie określić). Teraz już wiadomo dlaczego u jednych, dwu calową kolumnę zalewa przy grzaniu 2,5kW, a u innych nie zalewa jej przy 4kW.
4. W kwestii rozproszenia destylatu, sprężynki szybciej i równomierniej go rozpraszają niż zmywaki. Na mojej kolumnie na odcinku 25 cm strumień centralny zamieniał się w spływ obwodowo - przyściankowy. Na zmywakach wyglądało to bardziej chaotycznie. Na podobnej wysokości strumień potrafił wyraźnie lawirować. Przy sprężynkach pomimo lania się powrotu nawet ściankę, flegma po przebyciu 30cm była już mocno rozproszona.
5. Przy zalaniu sprężynek jest duże prawdopodobieństwo wydmuchania ich aż do głowicy i możliwość zapchania otworów przelewowych. Należałoby więc zabezpieczać je od góry zmywakiem lub jakimś kłębkiem drutu.
6. Miałem do dyspozycji dwie głowice i przy okazji zauważyłem, że język powrotu zbudowany w postaci "dzióbka",czy korytka ze spadkiem, nie jest najlepszym rozwiązaniem. Powrót w zależności od ilości skroplonej pary posikuje podobnie jak chłopczyk na płot lub nogawkę. Przy powrocie "dzióbkowatym" i większej mocy posikiwał mi na ściankę na przeciwko, przy średniej rzucało go w prawo lub w lewo, zaś przy małej, lał się po ściance bliżej. Dobrze, że w głowicy puszkowej miałem górny język skierowany prostopadle do dołu, co załatwiło sprawę. Wniosek, z tego jest więc taki , że rurki powrotu najlepiej prowadzić prostopadle do dołu. Przy wypełnieniu zmywakowym i niekorzystnym pochyleniu, podejrzewam, że powrót może płynąć jedną stroną rury przez bardzo dużą część kolumny.
7. Jest jeszcze sprawa nieco gorszych parametrów na zalanie najnowszej generacji sprężynek plipka. Wiem, że zrobił je w odpowiedzi na zapotrzebowanie sprężynek o właściwościach jak najbardziej odpornych na zalanie. Nie do końca się to udało, ponieważ moje testy pokazały, że zalewa je troszkę szybciej. Co prawda różnica 7% może wynikać z błędu pomiarowego. A z drugiej strony może jest to sprawa, bardzo wysokiej regularności ich wykonania, co owocuje niemal brakiem losowego rozmieszczenia wierzchołków jak to było w starszej generacji. Być może super dokładna geometria nie koniecznie jest lepsza od mniejszej. Jest to bardzo ciekawe zagadnienie.
To nie jest koniec testów na szklanej kolumnie. Mam nadzieję zrobić do świąt przynajmniej jeszcze jedno badanie. Tematów na doświadczenia jest co najmniej kilka i będzie trzeba coś wybrać
Pozdrawiam Akas