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

Процесс ректификации в ректификационной колонне

Даже начинающий винокур наверняка слышал о том, что самый чистый спирт в домашних условиях можно получить только на ректификационной колонне. Более простые дистилляторы максимальную очистку от примесей дать не способны. Какой бы рецепт браги для самогона не использовался, продукты брожения будут примерно одинаковыми, а значит, будут и примеси. Если Вам посчастливилось купить самогонный аппарат с […]

Как правильно выбрать дистиллятор для дома

Люди гонят самогон вот уже не одно столетие. Приспособления для получения растворов этилового спирта солидной крепости существуют различные, но принцип в основе лежит один — испарение жидкости с последующей конденсацией, а именно — дистилляция. Народные умельцы ухитряются получать самогон при помощи пары кастрюль и даже обычного железного лома. Но для производства достойных крепких напитков в […]

Перегонка браги самогонным аппаратом с сухопарником

Классические дистилляторы всегда были и остаются в почете у любителей крепких домашних напитков. И хотя сейчас можно даже купить самогонный аппарат, представляющий собой спиртзавод в миниатюре, винокуры “старой закалки” скорее предпочтут старую добрую “классику”. Благо, и в ее случае прогресс не стоит на месте, и сегодня можно купить самогонный аппарат с сухопарником , отвечающий современным […]

Комментарии

  • Валерий

    По-моему здесь перепутаны понятия: дефлегматор — это дополнительный холодильник, а тепломассообмен и разделение фракций происходит в царге, наполненной насадками

    5
    2
    13:49 15.12.2021
    Ответить

Adblock
detector