Какая длина должна быть у дефлегматора

Почему вообще важна длина дефлегматора колонны? Потому что от этого зависит работа всей колонны и утилизация подаваемого тепла.

Размеры дефлегматора

Именно в дефлегматоре, который кожухотрубный холодильник, происходит тепломассообмен и разделение, ради которых затевалась перегонка. То есть, от длины дефлегматора зависит качество разделения и стабильная работа колонны. Чем уже и короче дефлегматор, тем быстрее, чаще и легче будет случаться захлеб.

Какой длины должен быть дефлегматор

Сечение трубы у дефлегматора должно соответствовать сечению колонны — 1,5 или 2 дюйма соответственно. Интернет-магазины предлагают дефлегматоры длиной 15 или 20 см. Классическая литература (Яровенко) говорит о том, что площадь поверхности теплопередачи должна быть для >  0,028  м2  для вертикального дефлегматора.

На размеры дефлегматора влияет объем куба, количество залитого сырца, подаваемая мощность, пропускная способность колонны, толщина встречного слоя флегмы, температура и напор воды охлаждения, температура в помещении, тип дефлегматора и другие факторы. Рассчитать точную длину возможно, если есть образование инженера и все параметры измерены. Либо можно воспользоваться многочисленными калькуляторами для дефлегматоров с просторов интернета. 

Расчет размеров коэухотрубного холодильника может быть таким.

Прежде всего нужно определить коэффициент теплопередачи. Для этого нужно знать: 

1.Несколько видов термического сопротивления в (м2Кельвинов)/Вт:

  • ТC1, в зоне контакта нержавеющей стали и воды, 0,00001;
  • ТС2, металла трубок внутри дефлегматора, 0,00006;  
  • ТС3, флегмы при ее толщине 0,5 мм, 0,0005;
  • ТС4, в зоне, где металл контактирует с парами, 0,0001.

Исходя из этих данных можно рассчитать общее термическое сопротивление: 
0,00001+0,00006+0,0005+0,0001=0,00067

2. Толщина металла и слоя флегмы — Т = 0,001 и Т = 0,0005 м соответственно.
3. Удельная теплопроводность, УТ, в Вт/(м*Кельвинов), 17 у металла и 1 у флегмы.

Рассчитываем коэффициент теплопередачи по формуле:
К = 1 / Rs, Вт/ (м2 Кельвинов).
К=1/0,00067 = 1493

Теперь приступаем к расчету средней разницы температур воды охлаждения и горячих спиртовых паров.

Тпара = 78,15 °C.

Предположим, колонна работает на себя, а температура водопроводной воды на входе составляет 20оС. Тогда разница между температурами пара и воды составит 58оС. На выходе температура воды будет равна 30оС, а разница — 48оС. 

Считаем среднюю разницу:

Тср = (58 — 48) * Ln (58/48)=10/Ln (1,21) = 53оС

Теперь нужно рассчитать площадь (м2), на которой происходит теплообмен. 

Пл = М /(Тср * К), где 

М — подаваемая к колонне мощность, Вт;

К — уже рассчитанный выше коэффициент.

Допустим, к колонне мы подаем 2 кВт тепловой энергии.

2000 / (53 *1493) = 25,3 м2

Переведем цифру в объем, рассчитаем диаметр трубок, который способен обеспечить разделение без захлеба. 

Дмин = М х 750 / С, где

Дмин — минимальный диаметр трубок внутри дефлегматора;

М — мощность нагрева;

750 – объем парообразования, кубических сантиметров на 1 затраченный кВт энергии;

С — скорость пара, м/с.

Обычно скорость пара составляет 1-2 м/с. Максимальная — 3 м/с вызывает состояние захлеба, так как пары не позволяют флегме стекать вниз, выносят ее наверх. Для страховки от захлеба рассчитываем именно на 3 м/с.

Дмин =  2 кВт *750 / 3 = 500 мм2

Можно сделать или купить дефлегматор с 5-ю внутренними трубками, сечением 100 мм2 каждая. 

Рассчитать диаметр одной трубки можно онлайн-калькулятором или по формуле: 

Дтр=2√Пл/π 

В нашем случае диаметр одной трубки будет равен 11,3 мм. То есть, выбирать надо стандартную трубку с внутренним диаметром не менее 11,3 мм.

Допустим, вам удалось приобрести трубу диаметром 12 мм. Теперь можно рассчитать общую длину труб.

Дл= 253/(3,14 * 1,2)=66,6 см

Если у нас 5 трубок, то длина дефлегматора составит 13-13,5 см.

Если вы не хотите мучиться с расчетами и паять, собирать ошибки и переделывать, просто приобретайте готовые аппараты. Для них размеры узлов рассчитывают инженеры-конструкторы, в зависимости от пропускной способности и желаемой производительности. Они уже проверены самогонщиками на качество и стабильность работы. Один из таких аппаратов — Luxstahl 8m.

Читайте также

Нужно ли и чем утеплять царгу самогонного аппарата

Видели в интернете и на форумах беседы о том, утеплять ли царгу и если да, то чем именно? Утепление — находка самогонщиков-энтузиастов, не обязательная, но желательная модернизация. Давайте поговорим о том, зачем это вообще нужно. Зачем утеплять царгу самогонного аппарата?  Для чего утепляют царгу самогонного аппарата? Для того, чтобы не терять тепло и экономить подаваемую […]

Что такое барботер, зачем он и что лучше сухопарник или барботер

Кроме сухопарника любой самогонщик может оснастить аппарат еще и мокропарником, или барботёр. Зачем нужен барботер в самогонном аппарате? И сухопарник, и барботер являются частью многоступенчатой системы очистки и укрепления самогона. Они могут быть самодельными или покупными, но насколько эффективными?  Что такое барботер? Барботер — это вертикальная емкость с жидкостью, в которую сверху введены трубки. Одна, […]

Принцип работы аламбика

Как мы уже писали в одной из наших статей, аламбик — это медный дистиллятор состоящий (в классическом виде) из четырех элементов: перегонного куба, шлема, трубки пароотвода (ее называют еще “лебединой шеей”), охладителя со змеевиком. Модификаций аламбика существует несколько, он может быть дополнен колонной, может иметь промежуточные емкости (шарантский), или отличаться расположением модулей (алькитар) и формой […]

Комментарии