Kolumna z regulacją ciśnienia

Teoria, praktyka, sprzęt, kolumna
arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-10-16, 10:00

Główne części mojego projektu już są. Reszta gratów w szufladzie. Ciekawe co z tego wyjdzie...
IMG_20191016_084915.jpg
P.S.
Z powodu anachronicznej zasady wklejania plików do 250kB, to moje ostatnie zdjęcie. Nie wiem również czy wklejanie wykresów ma sens...

Awatar użytkownika
Citizen Kane
-#Admin
-#Admin
Posty: 4928
Rejestracja: 2005-12-19, 23:37
Lokalizacja: Polska
Kontaktowanie:

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: Citizen Kane » 2019-10-16, 10:57

arolider pisze:
2019-10-16, 10:00
Z powodu anachronicznej zasady wklejania plików do 250kB, to moje ostatnie zdjęcie
Ten anachronizm, pozwala Ci korzystać z zasobów tego forum nie ponosząc za to żadnych kosztów. Weź to łaskawie pod uwagę. Jak długoletni użytkownik chyba to widziałeś, ale jeśli nie poczytaj też ten post... https://www.bimber.info/forum/viewtopic ... 62#p168416

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-10-16, 11:14

@Citizen Kane
rozumiem dlaczego taka zasada została wprowadzona "dawno temu" i jakie są jej założenia. Większość for tak zaczynała, ale to było 10-15 lat temu, kiedy serwery plików były małe i drogie w utrzymaniu.

Jeżeli potrzebujecie wsparcia finansowego, aby rozwijać funkcjonalność to po prostu to oznajmijcie. Reklamuje się tu wielu lokalnych przedsiębiorców i wspomnę nie śmiało, że to oni właśnie korzystają bardziej na wiedzy tu publikowanej. Może powinni wspierać finansowo forum? Może umieście kilka ramek z reklamami?.

Jeżeli nie będziecie ewoluować, za kilka lat nikt nie będzie tu nic publikował.

Awatar użytkownika
Doody
90%
90%
Posty: 836
Rejestracja: 2017-01-04, 20:46
Lokalizacja: Wielkopolska

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: Doody » 2019-10-16, 14:05

@arolider, Programy (choćby taki Irfan View) pozwalają na zmniejszenie wagi zdjęcia do 250kb nie tracąc wiele na jego jakości. Po co starać się wrzucić zdjęcie o wymiarze 4000x3000 pikseli jak można wrzucić wyraźne (poprawione i wyostrzone zdjęcie) o wymiarze 1000x750 pikseli i ciężarze do 250kb.
Pozdrawiam
Darek

Awatar użytkownika
magas
101%
101%
Posty: 6307
Rejestracja: 2009-02-01, 12:05

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: magas » 2019-10-16, 16:31

Ja wolę zostać na forum gdzie nie rządzą sprzedawcy, nie chce by mi jakiś Janusz Bimbrownica kasował niewygodne tematy dla biznesu forumowego, bym nawet na chacie nie mógł swobodnie rozmawiać, bo nie daj boże ruszę temat, że alembiki z cieniutkiej blaszki i do tego nitowane, a drożdże nie startują i zamiast się ostrzegać wzajemnie, dzielić opiniami, kasuje się posty, a chat zamyka na ileś tam dni. Zawsze jest coś za coś. Wiem, że dla wielu ludzi cwaniactwo stało się zaradnością, kradzieże intelektualne bystrością, a ja właśnie na tym forum znalazłem fajnych kumpli z którymi łączy mnie bezinteresowna przyjaźń i tak mi dobrze. W mieście gdzie mieszkam wkoło cwaniactwo, zostawcie mi odskocznie na wieczór.

arcii111
40%
40%
Posty: 82
Rejestracja: 2016-09-08, 12:38
Lokalizacja: mazowsze

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arcii111 » 2019-10-16, 17:30

Dziśiaj coś z pogodą więcej optymizmu Panowie. Głęboki wdech i luz. Szkoda życia na przepychanki bo temat bardzo fajny

maria-n
100%
100%
Posty: 1265
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-10-17, 10:00

@arolider
Trzymam kciuki za powodzenie tego projektu bo, ciekaw jestem Twojego podejścia do tematu regulacji ciśnienia w kolumnie. Temat rozdzielczości zdjęć zamieszczanych na forum, to sprawa drugorzędna. Stosunek %-owy tychże, do masy opisowej zawartej tu, to może jakieś setne części promila. To niema o co się "bić". I tak sedno sprawy Będziesz przedstawiał (taką mam nadzieję) w formie opisowej więc.....................

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-10-17, 11:09

@maria-n
90% algorytmu regulacji ciśnienia opisaliście tu i ówdzie. Ja wybrałem metodę bardziej sprzętową i zasadę projektowania zgodną z metodologią Роскосмос - u. Czyli wyjdzie w praniu. Wy wybraliście metodę inżynierów z NASA, rozgryzanie algorytmu na papierze i wdrażanie. Jednak ta metoda zajęła Wam blisko 5 lat albo więcej, śledząc wpisy. Ale jest bardziej wysublimowana.

Ja jedynie na początek muszę przystosować i skalibrować przepływomierz, bo nie jest przystosowany do zakresów 200-400ml/m. Skalibrować czujnik ciśnienia. No i najważniejsze, sprawdzić czy pompa perystaltyczna zadziała jako regulator płynnego odbioru.

Samą pompę wybrałem prawie największą, z kompaktowych rozwiązań. Samo wykonanie pompy ok. Rotor podwójnie łożyskowany, poszczególne rolki z nierdzewki i łożyskowane. Stator z poliwęglanu, czyli odporny na temp i inne. Silnik krokowy 2,3A.

Wstępne napisanie programu to kilka godzin. Mam wolny 7' tani wyświetlacz dotykowy, więc sterowanie będzie dotykowe. Nie przewiduję wi-fi. Z doświadczenia wiem, że po fazie wdrożeniowej i poznaniu samego procesu, ciągłe oglądanie czegokolwiek jest stratą czasu. Jedynie będzie logowanie danych na karcie i jakieś wykresy on-line przez USB, może RS w jakimś przemysłowym standardzie.

Odnośnie zdjęć... jedno załatwi 1000 słów. Opisywanie algorytmów, jak zrobił to @andrzejg11 dla 99,99% osób jest nie zrozumiałe. Opisywanie procedur, jest rozwlekłe, a najważniejsze czyli same wykresy, mówią prawie wszystko w postaci wykresów a nie słowotoku.

maria-n
100%
100%
Posty: 1265
Rejestracja: 2008-07-15, 14:52

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: maria-n » 2019-10-17, 12:05

@arolider
Zdjęciem nie opiszesz sposobu działania, czy wyboru drogi dojścia do rozwiązania problemu. Co najwyżej można pokazać "kawałek" aparatury czy sposób wykonania/montażu. Przykładem jest zdjęcie Twojego sprzętu do parzenia kawy. Pokazałeś - KAWAŁ (BRAWO !) - aparatury, ale konia z rzędem temu, który na podstawie tej fotki będzie w stanie opisać jak TO działa i dlaczego. Jednemu czującemu "blusa" wystarczy kilka zdań opisu, by pojął o co chodzi. Innemu choćby cały album dać do przeglądu, nie będzie w stanie nic z niego zrozumieć. Tak więc - tu się różnimy. Ale to b.dobrze! To może przynieść wiele korzyści w przyszłości.

Awatar użytkownika
robert4you
80%
80%
Posty: 410
Rejestracja: 2016-04-01, 10:24

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: robert4you » 2019-10-21, 20:28

Ja mam odbiór przy pomocy pompy perystaltycznej. Patent się sprawdza. Ale też bardzo sobie cenię odbiór przy pomocy EZ sterowanego czasowo. Moim zdaniem jest tak samo precyzyjny ale urządzenie trwalsze. Pompki stosuje różne tanie z Ali. I stwierdzam że problemem nie jest łożyskowanie napędu, się przecieranie się wężyków.

Wysłane z mojego SM-G950F przy użyciu Tapatalka

==================================================
Moja wersja sterownika forumowego - sterowanie kolumny telefonem:
http://www.bimber.info/forum/viewtopic.php?f=11&t=6419

UWAG: Potrzebujesz sterownika lub termometru , napisz PW !!!

arolider
40%
40%
Posty: 56
Rejestracja: 2011-12-06, 21:00
Lokalizacja: Ireland

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: arolider » 2019-10-21, 21:54

@robert4you
jakie masz wężyki i po jakim czasie przecierają się, czy też pękają?

Awatar użytkownika
robert4you
80%
80%
Posty: 410
Rejestracja: 2016-04-01, 10:24

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: robert4you » 2019-10-23, 21:03

Wężyki są oczywiście silikonowe zwykłe z Ali express w komplecie z pompką.
Nie przecierają się tak żeby kapał alkohol ale robią się takie płaskie i spada wydajność pompki.

Wysłane z mojego SM-G950F przy użyciu Tapatalka

==================================================
Moja wersja sterownika forumowego - sterowanie kolumny telefonem:
http://www.bimber.info/forum/viewtopic.php?f=11&t=6419

UWAG: Potrzebujesz sterownika lub termometru , napisz PW !!!

andrzejg11
90%
90%
Posty: 738
Rejestracja: 2009-03-03, 18:32

Stabilizacja procesu w pobliżu punktu zalania dla kolumny wypełnionej sprężynkami

Post autor: andrzejg11 » 2020-05-02, 13:50

No i stało się. Nie udało mi się dłużej utrzymać dotychczasowej maszyny – blisko czterometrowej kolumny wypełnionej zmywakami. Musiałem oddać rodzinie pomieszczenie i zdemontować potwora. W tej sytuacji należało zaopatrzyć się w nową elegancką maszynkę, którą wykonał dla mnie kol. @Akas (szacunek). Jest to standardowa kolumna nowej generacji z niskim zbiornikiem, rura o średnicy 76 mm, łączna wysokości 2,55 m., wypełnienie sprężynkowe Henitom, grzanie 3x2 K\kW, głowica UFO.
Szczegółowy opis kolumny znajduje się na końcu opracowania
Kolumna może pracować w wariancie z buforem lub bez bufora - jako rura począwszy od zbiornika.
Na pierwszy ogień testów poszedł wariant kolumny bez bufora. Bufor na razie leży w kącie i czeka na swoją kolej.
Sterowanie i doświadczenia prowadziłem w oparciu o sterownik konstrukcji własnej SPIR-MASTER w wersji.3,2 - z regulacją ciśnienia. Sterownik ten połączony jest przez USB (ewentualnie RS 485 lub internet) z komputerem (laptopem) PC, który pracował pod kontrolą systemu operacyjnego „Windows”.
Parametry procesu to jest temperatury, ciśnienie, przyłożona moc itp. rejestrowane były w programie graficznym „Spm32” - również mojego autorstwa.
Po zainstalowaniu kolumny rozpocząłem pomiary i próby celem których było osiągnięcie niezawodnego i powtarzalnego sterowania kolumną, pracującej możliwie blisko punktu zalania w pełnym zakresie stężenia wsadu – to jest dla temperatur boilera od 82 stopni do 99 stopni w warunkach normalnych.
Już pierwsze próby wykazały poważne różnice statyki i dynamiki nowej kolumny w porównaniu z maszyną dotychczasową – wypełnioną zmywakami. Konieczne było ponowne wykonanie pomiarów parametrów kolumny, obserwacja i zrozumienie statyki i dynamiki kolumny oraz opracowanie nowych sposobów regulacji. W efekcie ostatecznym - koniecznym było rozwinięcie oprogramowania regulatora,

Wnioski z przeprowadzonych doświadczeń oraz uzyskane efekty działania sterownika przedstawiam w poniższym opracowaniu.

Na początku należy wspomnieć o warunkach, wprowadzenia kolumny w stan pełnego zalania. Stan zalania określiłem jako taki stan kolumny, w którym pomimo zwiększania mocy grzania ciśnienie już nie przyrasta. Kolumna zalewa się dosyć trudno. Generalnie, nie należy się cieszyć z widoku we wzierniku płynu gromadzącego się ponad wypełnieniem, ponieważ ten fakt nie świadczy o pełnym zalaniu kolumny. Ważne jest ciśnienie. Wprowadzenie kolumny w stan zalania uzyskiwałem poprzez wielokrotne powtarzanie próby zalania kolumny osiągając coraz to wyższe ciśnienia, aż do chwili uzyskania zadanego ciśnienia towarzyszącemu pełnemu zalaniu kolumny. Podczas próby zalania bardzo ważna okazała się jest również temperatura wody chłodzącej, która powinna być możliwie wysoka. Niska temperatura wody chłodzącej przy wysokiej mocy grzania zalewanej kolumny świadczy o odprowadzaniu z kolumny znacznych ilości ciepła, co nie sprzyja procesowi zalania.

W dotychczasowej praktyce zakładano, że prowadzenie rektyfikacji blisko punktu zalania, jest znacznie bardziej uciążliwe i czasochłonne niż w przypadku prowadzenia rektyfikacji małą mocą, znacznie poniżej tego punktu.

Takim poglądom sprzyjało zachowanie kolumny po skokowym przyłożeniu mocy przekraczającej granice zalania, co powodowało zalanie kolumny bez możliwości jej stabilizacji.
Przebieg ciśnienia zarejestrowanego w takim przypadku, przy zamkniętym zaworze odbioru pokazuje rysunek 1.
1.jpg
Rysunek 1
W wyniku nagłego wzrostu mocy grzania od 1500W do 4200W – (kolor czerwony) następuje liniowy wzrost ciśnienia kolumny, aż do momentu pokazania się płynu we wzierniku. Uzyskane w tym momencie ciśnienie wyniosło 580 mm

Pokazanie się płynu we wzierniku nie świadczy o pełnym zalaniu, kolumny, ponieważ pełne zalanie ma miejsce przy znacznie wyższym ciśnieniu - ok. 650 mm. Sytuacja ta pokazana została na rysunku 2
2_zalanie.jpg
Rysunek 2 – pełne zalanie kolumny Moc grzania 4200 W

Przeciwnie, dla mocy mniejszych od granicznej mocy zalania, pobudzenie kolumny skokiem mocy powoduje łagodny przyrost ciśnienia aż do ustabilizowania się na nowej wartości ciśnienia.
31_ponizej_progu.jpg
Rys 3,4 . odpowiedź kolumny na skok mocy 3300 W do 3550W- w pobliżu (poniżej) mocy granicznej, po przekroczeniu której kolumna dąży do stanu zalania..

Wydaje się zatem, że najlepsze warunki pracy i stabilizacji dla kolumny wypełnionej sprężynkami występują dla niskich ciśnień, zaś dla ciśnień bliskich zalaniu stabilizacja kolumny staje się niemożliwa. Tymczasem sytuacja zmienienia się diametralnie podczas odbioru destylatu.
Okazuje się, że w pewnych warunkach grzania i odbioru, kolumna bliska stanu zalania, stabilizuje się, a jej zachowanie wykazuje stabilizację ciśnienia w pewnym przedziale mocy grzania.
Kolejny przebieg dla kolumny o średnicy 63 mm wypełnionej sprężynkami i bliskiej stanu zalania pokazuje przebieg ciśnienia w odpowiedzi na skokowe zwiększenie mocy grzania podczas gdy prowadzony jest odbiór . Jak widać charakter przebiegu jest identyczny jak dla ciśnień niskich.
41_wysokie_cisnienie.jpg
Rys 5. odpowiedź kolumny 60,3 mm na skok mocy dla wysokich ciśnień przy otwartym zaworze odbioru. Moc zalania 430 mm. Przebieg zarejestrował kol. @maria-n

Mamy zatem dwa sprzeczne zachowania kolumny. Przy zamkniętym zaworze odbioru zalanie i destabilizacja, a przy otwartym zaworze odbioru – stabilizacja procesu.
Tą paradoksalną sytuację można wyjaśnić poprzez analizę bilansu energetycznego kolumny bliskiej stanu zalania jak pokazano na rysunku poniżej
52_bilans.jpg

Objaśnienia:
Q (dost) – Strumień ciepła dostarczanego do kolumny np. przez grzałki elektryczne (moc grzania)
Q (ch) – Strumień ciepła odbieranego przez chłodnicę
Q (odb) – Strumień ciepła zawartego w odbieranym destylacie
Q (str) – Strumień ciepła strat na izolacji
E(wew) – Energia wewnętrzna zawarta w kolumnie w tym: Ep i En odpowiednio - energia potencjalna grawitacyjna i entalpia (energia potencjalna termodynamiczna) płynu zgromadzonego wewnątrz kolumny
Wskazania czujnika ciśnienia odpowiadają wielkości energii zgromadzonej wewnątrz kolumny.
Z analizy przepływu energii w kolumnie wynikają następujące wnioski:

1. Stan zalania kolumny zależny jest od ilości ciepła (energii) dostarczonego do kolumny, która jest w stanie spowodować zatrzymanie w wypełnieniu znacznej ilości płynu. Płyn ten jest nośnikiem energii wewnętrznej w postaci energii potencjalnej: grawitacyjnej i termodynamicznej.

2. Stan zalania kolumny ograniczają strumienie ciepła wyprowadzane z kolumny. Są to: strumień chłodzenia, strumień strat ciepła i strumień ciepła wyprowadzany wraz odbiorem rektyfikatu.

3. Warunkiem stabilności kolumny jest utrzymanie niezmiennej wartości ciśnienia, zatem i energii zawartej w kolumnie, przy zmieniających się parametrach procesu: wielkości odbioru, wielkości chłodzenia, strat ciepła oraz stężenia mieszaniny w kotle, poprzez skompensowanie tych parametrów strumieniem ciepła, które dostarczane jest na bieżąco do kolumny (moc grzania).

Dla punktu stabilności kolumny można określić obszar stabilności jako zbiór wszystkich wyżej wymienionych parametrów procesu, dla których obiekt pozostaje stabilny.

Obszar stabilności kolumny bliskiej punktu zalania nie jest wielki. Każde przekroczenie tego obszaru powoduje nieodwracalną destabilizację procesu. W przypadku nadmiernego odbioru następuje „rozładowanie” energii wewnętrznej, którą następnie należy odbudować, albo też w przypadku niedostatecznego odbioru kolumna przechodzi w stan zalania, skutkiem czego będzie konieczność pozbawienia kolumny nadmiaru energii w przyszłości.

Jak dowodzi praktyka, stabilizacji kolumny bliskiej zalania można łatwo dokonać nawet podczas pracy „ręcznej” - bez użycia regulatora ciśnienia - poprzez takie dobranie mocy grzania by utrzymać niezmienne ciśnienie kolumny w danych warunkach stężenia mieszaniny w kotle. Jedynym warunkiem jest posiadanie pomiaru ciśnienia różnicowego w kolumnie i w miarę dokładnego regulatora grzania.

Oczywiście, znacznie bardziej rozsądnym i precyzyjnym rozwiązaniem jest użycie regulatora który zapewni stabilizację procesu w dowolnych warunkach stężenia – aż do wyczerpania składnika mniejszościowego w kotle.
Regulator taki złożony jest z dwóch członów.
Pierwszy z nich to regulator „liniowy” który pracuje przy zamkniętym zaworze odbioru. Działanie tego regulatora opiera się na kontroli liniowego przyrostu energii wewnętrznej (ciśnienia) oraz kontroli rozładowania tej energii po przekroczeniu dopuszczalnego limitu ciśnienia.
Regulator te nie osiąga stabilnej wartości zadanej ciśnienia, lecz oscyluje wokół tej wartości Przebieg działania członu liniowego regulatora przedstawiono poniżej. Jest to przebieg sprowadzania ciśnienia od ciśnienia zalania 650 mm do punktu ciśnienia roboczego 570 mm
6--regl_in.jpg
Rys. 7 Praca członu liniowego regulatora– kolor niebieski ciśnienie, kolor czerwony moc Wartość zadana ciśnienia = 570 mm. Czas rejestracji 10 minut

Po uzyskaniu wartości ciśnienia bliskiej wartości zadanej otwierany jest zawór odbioru i załączany jest człon „eksponencjalny”, który pracuje na zasadzie predykcji wg krzywych wykładniczych i zadaniem którego jest doregulowanie ciśnienia do wartości zadanej z precyzją plus/minus 4 mm H2O.
7--reg_exp.jpg
Rys 8. Praca członu eksponencjalnego regulatora – kolor niebieski ciśnienie 520-500 mm, kolor czerwony moc ok. 3750 W , kolor zielony temperatura boilera 89-90,5 stopnia kolor brązowy – temperatura na półce zlokalizowanej na dole wypełnienia 82 stopnie. Wszystkie temperatury przeliczone do warunków normalnych. Czas rejestracji 50 minut


W przypadku trwałego przekroczenia limitu uchybu regulacji równego plus/minus 12 mm regulator eksponencjalny jest zatrzymywany, zawór odbiorczy jest zamykany i włączany jest regulator liniowy który ponownie doprowadza ciśnienie do wartości bliskiej wartości zadanej. Regulator jest w stanie obsłużyć proces od pierwszego zalania kolumny aż do wyczerpania składnika mniejszościowego – temperatura w kotle 99 stopni.
Naprzemienna praca obydwu członów regulatora przedstawiona jest na rysunku nr 9. Oś czasu przebiegu - w minutach. W trakcie pracy obniżana jest wartość zadana ciśnienia oraz redukowany jest odbiór według zadanych współczynników refluksu

Obrazek

Rys. 9 – Naprzemienna praca członów liniowego i eksponencjalnego regulatora. Czas rejestracji 65 minut

Na wykresach 8 i 9 wprowadzono przebieg pomiaru temperatury dodatkowego termometru Tx umieszczonego na pierwszej półce rzeczywistej, która separuje wypełnienie od kotła. Przebieg tej temperatury odwzorowany jest kolorem brązowym. Rejestrowane temperatury sprowadzone są do warunków normalnych. Temperatura wskazywana przez ten termometr wynosi 82 stopnie, przy temperaturze 91-92 stopnie w boilerze.

Z przebiegów wynika, że wypełnienie pracuje na efektywnie na całej swej długości, począwszy od pierwszej półki.
Zakłócenie stabilności kolumny powoduje zmianę wskazań tego termometru, co jest świadectwem utraty jakości procesu. Taki właśnie zakłócony przebieg procesu pokazano na rysunku 10

Obrazek



Rys.10 Przebieg zakłócony– wypełnienie pomiędzy 1 a 10 półką nie pracuje w całości – kolor brązowy – wskazania termometru Tx zlokalizowanego na drugiej półce.


Aneks:

Szczegółowy opis kolumny:
Standardowa kolumna nowej generacji z niskim zbiornikiem, rura o średnicy 76 mm, łączna wysokości 2,55 m, wypełnienie sprężynkowe Henitom, grzanie 3x2 kW, głowica UFO.
Izolacja: Podwójna warstwa pianki ARMAFLEX.

Kolumnę podzieliłem na partycje przy pomocy półek rozdzielczych, odbiór boczny zrealizowałem przy pomocy półki rozdzielczo-odbiorczej. Podobnie na spodzie wypełnienia umieściłem półkę rozdzielczo – odbiorczą, która pełni funkcję izolacji od kotła oraz umożliwia odbiór pogonów w czasie procesu. Układ zasilania elektrycznego grzałek: trójfazowy wraz z licznikiem – watomierzem przeniosłem ze starej kolumny. Podobnie przeniesiony został układ pomiarowy parametrów procesu to jest :

- pięć termometrów PT1000 o rzeczywistej precyzji pomiaru 1/100 stopnia : zlokalizowanych:
1) w parach głowicy,
2) poniżej OOB
3) na wysokości umownej 10 półki,
4) na półce rozdzielczo-odbiorczej zainstalowanej na spodzie wypełnienia
Wskazania termometrów PT1000 są sprowadzane do warunków normalnych.


- dwa termometry elektroniczne umieszczone w odpływie wody chłodzącej oraz w głowicy, o precyzji pomiaru 0,1 stopnia służą do regulacji temperatury wody chłodzącej i zabezpieczenia chłodnicy przed wyrzutem par.

- czujniki ciśnienia atmosferycznego i różnicowego, który umieszczony jest na wysokości około 1/3 wysokości kolumny licząc od jej postawy

Kolumna została wyposażona w dwa zawory precyzyjne odbioru przedgonu i pogonu zlokalizowane odpowiednio na głowicy i na półce na spodzie wypełnienia.

Odbiór produktu końcowego realizowany jest przy pomocy zaworu precyzyjnego pędzonego silnikiem krokowym. Stopień otwarcia zaworu - zatem i wielkość przepływu odbioru - ustalany jest przez sterownik na podstawie stanu procesu (temperatury boilera), znamiennego dla stanu procesu współczynnika refluksu oraz aktualnego ciśnienia.

Układ chłodzenia - w obiegu zamkniętym z ciśnieniem 1,5atm stabilizowany jest przez naczynie wzbiorcze. Odprowadzenie ciepła zrealizowane przy pomocy chłodnicy wentylatorowej Volcano sterowanej pięciostopniowo.

Kontrola temperatury wody chłodzącej zrealizowana przy pomocy bypassu dławika przepływu, który to bypass otwierany jest za pomocą odcinającego zaworu elektromagnetycznego.
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

Szlumf
90%
90%
Posty: 545
Rejestracja: 2013-05-24, 00:54
Lokalizacja: mazowieckie

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: Szlumf » 2020-05-03, 23:53

Na początek prośba o opis stosowanych na rysunkach oznaczeń. Tg to pewnie temperatura w głowicy, Tob pod obniżonym odbiorem ale Tk czy to kocioł? Czym jest Tb - 10-ta półka czy bojler bo w tekście występuje też słowo bojler? Najlepiej dodać symbole i kolory w aneksie przy opisie termometrów. Ponadto w tym opisie mowa o 5 termometrach ale wymieniono tylko 4.
W paru miejscach występuje pomiar temperatury na półce tuż nad kotłem. Jaka to półka bo raz jest półką rzeczywistą - czyli z barbotażem, a gdzie indziej rozdzielczo - odbiorczą?

"Ważne jest ciśnienie. Wprowadzenie kolumny w stan zalania uzyskiwałem poprzez wielokrotne powtarzanie próby zalania kolumny osiągając coraz to wyższe ciśnienia, aż do chwili uzyskania zadanego ciśnienia towarzyszącemu pełnemu zalaniu kolumny."
Na rysunku 2 ilustrującym ten stan nie widzę wzrostu mocy. Przeciwnie wręcz - jej schodkowy spadek. Czy sprawdzałeś co się dzieje w sytuacji przedstawionej na rys. 1 i na rys.2 w dłuższym czasie? Z moich obserwacji wynika, że przy stałej mocy po uzyskaniu pełnego słupa zalania od ogniska zalania do głowicy po jakimś czasie poniżej pojawiają się kolejne. Czy weryfikowałeś położenie ogniska zalania, albo czy wprowadziłeś sztuczne ognisko tuż powyżej pomiaru ciśnienia?

"Warunkiem stabilności kolumny jest utrzymanie niezmiennej wartości ciśnienia, zatem i energii zawartej w kolumnie, przy zmieniających się parametrach procesu: wielkości odbioru, wielkości chłodzenia, strat ciepła oraz stężenia mieszaniny w kotle, poprzez skompensowanie tych parametrów strumieniem ciepła, które dostarczane jest na bieżąco do kolumny (moc grzania)."
Z przedstawionego warunku stabilności kolumny nie wynika dla mnie konieczność pracy tuż pod progiem zalania. Dlaczego mamy do tego dążyć?

No i moja podstawowa wątpliwość. Dlaczego czujnik ciśnienia jest zlokalizowany w 1/3 kolumny? Czy przy tej lokalizacji masz pewność, że dolna, 1/3 kolumny jest stabilna?
Czy mógłbyś ogólnie opisać cały proces z podaniem danych typu jaki wsad, sposób odbioru przedgonów, ilości poszczególnych frakcji, czas trwania itp.
Jak subiektywnie oceniasz otrzymane serce po jednej rektyfikacji?
Z niecierpliwością czekam na podobny opis przy kolumnie z buforem.

andrzejg11
90%
90%
Posty: 738
Rejestracja: 2009-03-03, 18:32

Re: Kolumna z regulacją ciśnienia

Post autor: andrzejg11 » 2020-05-04, 19:26

Na początek uzupełniam sugerowane opisy:

Termometry Pt1000 precyzja 0.01 stopnia;
1. Temperatura głowicy Tg – górny wykres – kolor czerwony
2. Temperatura OOB – Tob - górny wykres - kolor fioletowy
3. Temperatura kolumny w okolicach 10 półki Tk - górny wykres – kolor zielony
dla tych termometrów wskazania zgodne są z opisem osi pionowej (odciętych) na wykresie i odpowiadają temperaturom wyrażonym w stopniach Celsjusza

4. Temperatura boilera Tb – dolny wykres – kolor ciemnozielony -
5. Temperatura ekstra Tx mierzona na półce separująco – odbiorczej – dolny wykres – kolor ciemnobrązowy
Dla tych termometrów opis osi pionowej : wartość „0” (zero) odpowiada temperaturze 80 stopni , zaś wartość „400” – odpowiada temperaturze 100 stopni, a więc np. wartość 200 odpowiada temperaturze 90 stopni, wartość 300 temperaturze 95 stopni itd. Zatem podziałka 20 będzie odpowiadać wielkości tempr = 1 stopień Celsjusza.

Pozostałe przebiegi:
1. Ciśnienie – dolny wykres – kolor niebieski - wskazania zgodne są z opisem osi pionowej na wykresie i odpowiadają wartościom rzeczywistym ciśnienia różnicowego wyrażonym w mm H2O
2. Moc – dolny wykres – kolor czerwony – aby otrzymać wartości wyrażone w Watach - wartości osi pionowej należy pomnożyć przez 100, a więc wartość 300 odpowiada 3000 W, 400 – 4000 W itd.
Półka nad kotłem:

Obrazek
Rys 1 Półka

To zdjęcie mojej półki, rozdzielczo-odbiorczej , może pracować jako półka rzeczywista z barbotażem jeżeli obniżymy talerzyk górny. Półka jest przesuwna, uszczelnienie oringiem do ścianek rury. Półka odbiorcza ma nieco wyżej wystawione rurki do których spływa płyn z dolnego talerza niż półka pokazana na zdjęciu (typowo rozdzielcza).
Stosuję te półki jako rozdzielcze wypełnienia, i/lub jako odbiorcze OOB i pogonu. Półka ta charakteryzuje się tym, że w 100 procentach oddziela przepływy pary i cieczy oraz kieruje ciecz na środek wypełnienia


„Na rysunku 2 ilustrującym ten stan nie widzę wzrostu mocy. Przeciwnie wręcz - jej schodkowy spadek....”

Mam zarejestrowanych wiele przebiegów procesu zalania . Przedstawiony w pierwszym poście wykres jest akurat jedynym, który pokazuje zalanie od początku do końca jednorazowym skokiem mocy. Jednocześnie automat próbował ściągnąć grzanie bo tak był zaprogramowany. Przy okazji zalanie pojedynczym skokiem mocy jest to chyba najgorszą metoda zalania kolumny, dlatego szybko z niej zrezygnowałem. W załączeniu inne wykresy zalania:

Obrazek
Rys 2 Zalewanie

Obrazek
Rys 3. Zalewanie

Ze względu na niewielką pojemność chłodnicy - w chwili obecnej zalewam kolumnę z wykorzystaniem regulatora i utrzymuję zalanie na poziomie 600 - 630 mm przez dowolny czas - wówczas nie mam niespodzianek w rodzaju wylot płynu czy też oparów z chłodnicy.

Obrazek
Rys 4 zalewanie - Start procesu za pomocą regulatora Kolejne dwie próby zalania – pierwsza dojście do ciśnienia 300mm, druga dojście do ciśnienia 600 mm, cały czas pracuje regulator liniowy.

Przy okazji na tym przebiegu widać doskonale jaki obraz dostarczają pomiary temperatury w kolumnie – nawet mierzone w sposób możliwie dokładny – bez sprowadzenia ich do warunków normalnych. Około dwudziestej minuty włączyłem właśnie ten tryb.

Pomiary i identyfikacja zalania zgodna jest z metodami oceny stanu zalania w kolumnach przemysłowych:
żródło: https://www.emersonautomationexperts.co ... onditions/

Obrazek
Rys 5: Metoda przemysłowa oceny zalania kolumny

Pojawianie się kolejnych ognisk zalania - potwierdza tezę początkowo liniowego wzrostu ciśnienia aż do powolnego nasycenia – bo przecież kiedyś te ogniska zanikną i ciśnienie się ustabilizuje. – patrz rysunek 1 i 2.
Moim zdaniem dobrą metodą stanu zalania jest obserwacja przebiegów temperatur, a w szczególności temperatury na samym dole wypełnienia jak pokazuje rysunek zalania (z poprzedniego posta). Metoda ta jest zgodna z przemysłowymi metodami oceny tego zjawiska. Zalanie we wzierniku pokazuje się już przy ciśnieniu 580 mmH2O. Proszę również o zwrócenie uwagi, na przebieg temperatur które mają optymalne wartości powyżej ciśnienia 400 mm H2O (360 sekunda). Najlepsze warunki pracy (najniższa temperatura kolumny Tk na 10 półce ) występują właśnie w okolicy ciśnienia 580 mm

Obrazek
Rys 6. Zalanie - identyfikacja

Dlaczego mamy dążyć do pracy pod tuż pod progiem zalania ?:
Ano dlatego że wszelkie możliwe opracowania naukowe począwszy lat pięćdziesiątych ubiegłego stulecia do czasów współczesnych podają, że najniższe wysokości półki teoretycznej kolumny wypełnionej uzyskuje się dla minimalnych wartości obciążenia kolumny oraz dla wartości bliskich obciążenia związanego z zalaniem kolumny.

Obrazek
Zależność HETP od prędkości par za Krell Erich HandBok of Laboratory Destillation

Obrazek
Równanie Murcha za Krell Erich HandBok of Laboratory Destillation

Obrazek
współczesne żródło : http://dmprice.people.ysu.edu/CHEN%2048 ... ooding.pdf
Rys 7, 8, 9

edit: usunąłem zdublowany tekst

Warunek stabilizacji który przedstawiłem w poprzednim poście jest ogólnym warunkiem stabilizacji powyżej pewnego „poziomu energetycznego” od którego kolumna zaczyna dążyć do zalania przy zamkniętym zaworze. U mnie ten próg, nie wdając się w szczegóły przeciętnie wynosi ok. 260 mm słupa H2O. Stosuje się więc dla ciśnień bliskich zalania jak również dla ciśnień niższych.

Wysokość montażu czujnika nie ma specjalnego znaczenia. Wskazania czujnika są odfiltrowane i wahania na tych wskazań są znikome. Wysokość montażu na wysokości 1/3 kolumny wynikła być może z tradycji Rosjan, którzy kilka lat temu bezskutecznie próbowali stabilizować ciśnienie na „wysokim poziomie” i tam właśnie ten czujnik umieścili.
Nadto wysokość ta była odpowiednia dla zastosowanego czujnika, ze względu na zakres jego pracy.
Jakość procesu oceniam, jak już wcześniej pisałem - po przebiegu temperatur, a w szczególności temperatury mierzonej na półce zlokalizowanej na spodzie wypełnienia – termometr Tx.
Termometr Tx powinien wskazywać temperaturę możliwie niską w stosunku do temperatury bojlera a przebieg tej temperatury powinien być możliwie stabilny.
Sytuację taką udaje mi się utrzymać aż do 98 stopni w boilerze.
Zważywszy na fakt, że progi zalania kolumny zmieniają się wraz z malejącym stężeniem w kotle , wyżej opisana zasada w powiązaniu ze stopniowym zmniejszaniem współczynnika refluksu stanowi niezłe kryterium określenia wartości zadanej ciśnienia w trakcie procesu w zależności od jego stanu.
Kolejne przebiegi pokazują parametry procesu począwszy od temperatury boilera 96 stopni aż do samego końca.

Obrazek
Rys 10 Odbiór Tb=96-98

Obrazek
Rys 11 Odbiór Tb = 98-100

Ogólny opis procesu:

1. Wsad 18% drożdże Turbo48.
2. Zalanie wstępne jak opisywałem powyżej
3. Stabilizacja do przedgonów 30 min.
4. Odbiór przedgonów niską mocą bez regulacji ciśnienia ewentualnie z regulacją ciśnienia na poziomie 100 mm. Tutaj się jeszcze waży jaką metodę zastosować. Czas trwania odbioru przedgonów do ustabilizowania się temperatury na głowicy lecz minimum 120 minut. Ilość przedgonów uzyskana - 400 ml.
5. Zalanie powtórne, czas trwania ok. 5 minut ciśnienie 630 mm
6. Regulacja i stabilizacja do odbioru przy ciśnieniu 550mm – ok. 10 min
7. Spust półki OOB i jeziorka w głowicy
8. Odbiór rektyfikatu w automacie według obliczeń, których podstawę stanowią zadane wartości R/R od 3,2 do 7 oraz zadane wartości ciśnienia od 580 mm H2O do 150 mmH2O, które uzależnione są od stanu procesu (temperatura boilera odpowiednio 87-99,5 stopnia)
9. Jednoczesny odbiór kropelkowy resztkowych przedgonów (niedogonów ?)z głowicy. – ok. 0,5 l do dalszej przeróbki
10. po osiągnięciu temperatury zadanej 98,5 stopnia odbiór z głowicy aż do przyrostu temperatury na wysokości OOB.
11. W międzyczasie kropelkowy odbiór pogonów z półki na spodzie wypełnienia z kontrolą temperatury – łącznie ok. 0,25 litra
12. Ilość odebranego rektyfikatu ok. 12 l
13. Jeszcze na końcu odbiór resztówek zanieczyszczonego spirytusu i resztówek pogonów do ponownego przerobu.

Czas trwania odbioru do 96 stopni – nieistotny – odbiory rzędu 45-35 ml/min potem jeszcze dwie, dwie i pół godziny.
Subiektywnie – serce po pierwszej rektyfikacji zdecydowanie lepsze niż do tej pory, lecz jeszcze nie mam odwagi zakończyć na tym procedurę.
Ostatnio zmieniony 2020-05-04, 22:02 przez andrzejg11, łącznie zmieniany 1 raz.
W kolumnie znajdują się półki, a reszta jest opinią.
pozdrawiam - andrzejg11

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 2 gości