Kako pravilno podesiti hlađenje sluzi. Što je povratni kondenzator za destilaciju mjesečine, njegova domaća proizvodnja

Domaći majstor u proizvodnji jakih alkoholnih pića mora ispravno odrediti željeni krajnji rezultat. Ako su majstoru važni brzina i jeftina oprema, uređaj će biti jednostavan: alambik i hladnjak.

Ako želi dobiti najkvalitetniji proizvod na izlazu, pročišćen od fuzelnih ulja i čvrstoće iznad 70 stupnjeva, potrebno je koristiti razne dodatne jedinice: suhu paru, mjehurić ili deflegmator.

Refluksni kondenzator je uređaj za dodatno pročišćavanje pare koja sadrži alkohol. Para koja nastaje u destilacijskoj kocki zagrijavanjem kaše sadrži ne samo alkohol, već i teže primjese fuzelnih ulja i vode. Ako se para ohladi, te teške nečistoće se kondenziraju, a taj se kondenzat naziva flegma. Proces odvajanja sluzi od pare naziva se refluks.

Definicija iz objasnidbeni rječnik strane riječi izd. Krysina: “Deflegmacija [de], i, pl. sada. [Njemački] Deflegmacija< лат. dē… от…, раз… + греч. phlegma мокрота, влага]. тех. Частичная конденсация смесей различных паров и газов с целью обогащения их низкокипящими компонентами.»

Sluz sadrži i nešto alkohola, pa kad raznih dizajna destilacijskim aparatima za mjesečinu, moguće je osigurati povrat flegme u destilacijsku kocku.

Mehanizam rada (što je potrebno)

Klasična shema destilator za mjesečinu kocka-hladnjak pretvara se u shemu kocka-refluksni kondenzator-super-hladnjak-hladnjak. Redoslijed sustava je sljedeći:

Braga se zagrijava u kocki, iz njega isparavaju lake frakcije - alkohol, fuzelna ulja, voda.
Para se hladi u deflegmatoru. instaliran na kocki. Flegma pada u kocku. gdje ponovno isparava.
Sukhoparnik - prazna posuda kroz koje prolazi para. Potrebno je odvojiti prskanje kaše i najteži kondenzat. Ovdje se također može ugraditi deflegmator. tada će se sluz sakupiti i zbrinuti.
Bubbler po namjeni i izvedbi sličan aparatu za suhu paru, razlika je u tome što je dizajniran tako da pare prolaze kroz vodu, hlade se i čiste. Ako je povratni kondenzator instaliran na mjehuriću, tada će para koja mjehuri prolaziti kroz sluz. nije čista voda.
U hladnjaku ima alkohola kondenzira i skuplja u tekućem obliku u prijemniku.

Video pregled staklenog hladnjaka:

Gdje je instaliran?

Povratni kondenzator također se može ugraditi na spremnik suhe pare ili mjehurića. Tada se sluz neće skupljati u kocku, što će omogućiti čišći proizvod na izlazu, već će dio alkohola ostati u sluzi. U nekim se izvorima deflegmator brka sa suhom parom, ali ipak su to različiti uređaji.

Deflegmator je instaliran:

Na kocki za destilaciju. U ovom slučaju dobivamo sličnost destilacijske kolone.
Na sušilici. U tom slučaju mora biti opremljen slavinom za ispuštanje nakupljene tekućine.
Na mjehuriću. U ovom slučaju, bolje je učiniti ga prozirnim tako da se mogu vidjeti mjehurići pare koji prolaze kroz sluz. te također pratiti razinu nakupljenog sluzi.

Hladnjak za destilaciju mjesečine:

Na primjer, razmotrite Dimrothov deflegmator. To je klasika laboratorijska oprema, izrađeni, u pravilu, od dvostrukog laboratorijskog stakla otpornog na toplinu. Predstavlja glavnu cijev, umotanu u zavojnicu stakla. Ovaj dizajn nalazi se u tikvici koja štiti od mehaničkih oštećenja.

Glavna cijev postavljena je okomito na kocku ili suhu paru tako da flegma teče prema dolje zbog gravitacije. Para koja prolazi kroz glavnu cijev se hladi hladna voda iz zavojnice. Za dovod i povrat vode, zavojnica mora biti opremljena priključcima. Takvi se sustavi nazivaju i sustavi ljuske i cijevi.

Izrađujemo vlastitim rukama

U domaćem kuhanju mjesečine ne koriste svi refluks. Ali to dovodi do pogoršanja kvalitete dobivenog alkohola ili do upotrebe dvostruke destilacije. Osim toga, deflegmator je jednostavan za proizvodnju i trajat će dosta dugo.

Domaći majstor može napraviti deflegmator i od ljuske i cijevi i s plaštom. U deflegmatoru s plaštom, umjesto zavojnice, jednostavan vodena jakna. U svakom slučaju, za izradu refluksnog kondenzatora trebat će vam vještine lemljenja ili zavarivanja.

Bilješka: Prilikom odabira materijala za deflegmator, morate znati da glavna cijev mora biti izrađena od stakla, hrane od nehrđajućeg čelika odnosno bakra.

Ovi materijali ne oksidiraju i ne mijenjaju okus dobivenog alkohola. Košulja ili serpentina mogu biti izrađene od bilo kojeg drugog materijala.

Pogledajte video kako napraviti jednostavan hladnjak za mjesečinu za 15 minuta:

Cijevni refluksni kondenzator sastoji se od glavne cijevi i zavojnice omotane oko nje. kao glavna cijev može se koristiti jednostavna cijev od nehrđajućeg čelika ili bakra.
Duljina cijevi ovisi o obujmu proizvodnje, za kuhanje piva kod kuće dovoljna je inčna cijev duljine 25 cm.
Promjer se može povećati, duljina smanjiti.
Što je cijev tanja i duža, to će destilacija dulje trajati, a stupanj pročišćavanja je veći.
Ali ako povratni kondenzator previše hladi paru, tada uopće nećete dobiti rezultat - svi alkoholi će se vratiti natrag u kocku.

Lako je napraviti deflegmator od školjke i cijevi:

Na glavnu cijev namotana je bakrena cijev promjera 6 mm.
Duljina navijanja - 15 - 20 cm.
Cijev se učvršćuje plastičnim ili steznim stezaljkama, na ovu strukturu moguće je staviti pjenu odgovarajućeg promjera ili pjenastu izolaciju koja se koristi za izolaciju sustava grijanja.
Na bakrena cijev voda se dovodi za hlađenje.
Sve - deflegmator je spreman.

Učinkovitiji deflegmator može se napraviti od nekoliko cijevi malog promjera, postavljenih u plašt s tekućom vodom.U ovom dizajnu, para ima veliku kontaktnu površinu s hladnim stijenkama, što čini deflegmator učinkovitijim.

Radi se ovako:

Cijevi malog promjera sastavljene su u kasetu, koja izgleda kao bubanj revolvera.
Ako koristimo ovu analogiju, tada para teče kroz kućište uložaka, a rashladno sredstvo cirkulira u kućištu bubnja.
Ovaj dizajn je teško izraditi, za sastavljanje takvog dizajna potrebno je koristiti zavarivanje nehrđajućeg čelika ili lemljenje bakra.

Što zamijeniti?

Ako je problematično napraviti ili kupiti refluksni kondenzator, možete ga zamijeniti jednostavnim mjehurićima.

Da biste to učinili, uzmite jednostavan staklenka(po mogućnosti najmanje 1 litra) s čepom na navoj. U poklopcu su izbušene dvije rupe - ulaz i izlaz.
Cijevi se uvlače u rupe, dok se na ulazu cijev spušta gotovo do samog dna, a izlazna cijev se nalazi na samom poklopcu.
Važno je pažljivo zatvoriti spoj cijevi i poklopca. Da biste to učinili, možete koristiti hladno zavarivanje ili lemljenje.
U teglu se ulije otprilike jedna trećina hladne vode. Mehanizam rada bubblera je jednostavan: para pod pritiskom prolazi kroz cijev, prolazi kroz vodeni stupac. Istodobno se hladi, fuzelna ulja se kondenziraju i otapaju u vodi.
Dio alkohola se također otapa u vodi, ali to nije problem: voda se tijekom rada zagrijava vrućom parom, a alkohol ponovno isparava s površine limenke. Treba napomenuti da refluksni kondenzator ima niz prednosti u odnosu na mjehurić, na primjer, mogućnost podešavanja intenziteta refluksnog procesa.

Pogledajte video u kojem se kineski hladnjak za mjesečinu rastavlja, uvijek je bilo zanimljivo od onoga što se proizvodi u tvornici:

Industrijski aparati

U alkoholnoj industriji uporaba deflegmatora je preduvjet. Istovremeno, postoji različite vrste- izravno i obrnuto djelovanje.

Izravno djelovanje - sluz ulazi u zasebni spremnik i više nije uključen u proces.
Suprotno - flegma se dovodi u destilacijsku kocku, isparava iznova i iznova, isparavajući preostali alkohol. U ovom slučaju koriste se posebne alkoholne zamke i ventilacijski sustavi.

Glavna svrha deflegmatora je smanjiti vrijeme i broj tehnoloških operacija, poboljšati početnu kvalitetu proizvoda. Refluksni kondenzator razdvaja paru u nekoliko frakcija. Para, prolazeći kroz lopatice i radijatore, uvija se i hladi. Kontrolirati temperaturni režim provodi automatski pomoću senzora i kontrolera.

Kao rezultat toga, nakon uređaja, para sadrži uglavnom alkohol i mali dio vode - jačina alkohola može doseći 70-90 stupnjeva.

Zaključak

Dakle, upotreba srednjih hladnjaka - refluksnih kondenzatora - neophodna je ako trebate dobiti kvalitetniji alkohol uz minimalne troškove.

Korištenje ovog uređaja je obavezno ako je kvaliteta kaše niska, postoje strani mirisi ili se osjeća visok sadržaj fuzelnih ulja. U isto vrijeme, lako je napraviti najjednostavnije dizajne vlastitim rukama ili ih naručiti od argonskih zavarivača.

Odavno je poznato da pravilno dobivena mjesečina ne izaziva jak mamurluk. Bolje je čistiti alkoholne pare odmah tijekom destilacije nego kasnije, narodni lijekovi. Dapače, nepravilnim čišćenjem možda neće spasiti ni uništeno piće. Što može pridonijeti točnom razdvajanju frakcija? Svaki destilator, ako se ponosno naziva kolonom, ima deflegmator. Na drugi način naziva se i hladnjak za jačanje. Bez deflegmatora metalna cijev nadvisujući se alembic to je samo cijev. Zašto je to potrebno i koji je princip rada deflegmatora u destilatoru mjesečine? Sve je vrlo jednostavno. Počnimo s dizajnom i lokacijom.

Uređaj za deflegmaciju mjesečine

Refluksni kondenzator (hladnjak za ojačanje) je nešto poput "vodene jakne" koja se nalazi u gornjoj četvrtini stupa. Zapravo, konstrukcija dijela kolone s povratnim kondenzatorom sastoji se od dvije koncentrične cijevi različitih promjera. Vanjska cijev je zavarena na unutarnju cijev, a prostor između njih je opskrbljen hladna voda. Ponekad se povratni kondenzator može ukloniti, ali najčešće je integralno montiran na samu kolonu. Zona deflegmatora nema unutarnje mlaznice. U tom smislu, povratni kondenzator destilacijske kolone ne razlikuje se od onog u konvencionalnoj pivskoj koloni. Visoke performanse destilacijske kolone možda neće imati povratni kondenzator, međutim, bit će nemoguće destilirati kašu na takvim stupcima: ona će "začepiti" mlaznicu, bez obzira što se koristi. Stoga uređaji s stupcima za kućanstvo imaju povratni kondenzator za destilaciju "u načinu rada mjesečine". Stoga, prilikom planiranja (preporučujemo odabir uređaja marke), obratite pozornost Posebna pažnja o mogućim načinima rada.

Princip rada deflegmatora

Bit rada ovog uređaja je stvaranje potrebne temperature za pročišćavanje i jačanje alkoholnih para zbog njihovog hlađenja i takozvane prioritetne kondenzacije.

Objasnimo na primjeru.

U načinu rada kolone (kaša ili destilacija) "na sebi", dolazi do potpune kondenzacije svih para koje dolaze iz destilacijske kocke. U ovoj fazi povratni kondenzator dobiva maksimalan protok hlađenja. Sav kondenzat teče niz stupac prema novim dijelovima pare. Kada se susretnu, dolazi do djelomičnog isparavanja zbog zagrijavanja tekućine (flegma). Kada se kolona zagrije i uđe u način rada, odvaja temperaturna područja. U gornjem dijelu će se kondenzirati pare tvari s nižim vrelištem, a u donjem s višim. Čim se ovaj način uspostavi, moguće je smanjiti hlađenje povratnog kondenzatora.

Temperaturu treba postaviti na takav način da "pomakne" područje isparavanja frakcija s niskim vrelištem u gornje područje povratnog kondenzatora. U tom će slučaju sve frakcije s niskim vrelištem ovdje početi isparavati i ići dalje u kondenzator, dok sve ostale frakcije neće moći napustiti kolonu. Čim se odaberu frakcije s niskim vrelištem (glave), temperatura u stupcu se ponovno mijenja, tako da sada u istom gornjem području povratnog kondenzatora glavna frakcija "tijela" isparava. Na taj način se mogu odvojiti sve komponente smjese koje imaju različita vrelišta. Ispada da je povratni kondenzator takva "barijera", koja može jasno razdvojiti komponente tekućine. Važno je samo upamtiti da prilagodbu hlađenja treba provoditi što glađe i „malo po malo“, jer sustavu treba vremena da uspostavi novu ravnotežu. U pravilu traje 20-30 sekundi.

Vrste deflegmatora

Iako je princip rada refluksnih kondenzatora isti, oni se mogu razlikovati u dizajnu i veličini. Kako više površine kontakt flegme i pare (unutar određenih granica), a što je točnije podešavanje temperature, veća će biti moć odvajanja povratnog kondenzatora. A postoje samo dva dizajna: izravni protok i Dimroth deflegmator. Ponekad su zbunjeni, miješajući sve u jedno.

Ravni povratni kondenzator je samo "cijev u cijevi", što je gore opisano. A Dimroth povratni kondenzator ima nešto drugačiji dizajn. Izrađen je u obliku cijevi, unutar koje se nalazi druga cijev u obliku spirale. U unutrašnjosti se dovodi voda, a ovdje se tekućina kondenzira. Zbog spiralnog oblika povećava se kontaktna površina faza tekućine i pare, a time i učinkovitost odvajanja. Još jedan plus ovog dizajna je da se ovaj fazni kontakt događa u zoni maksimalne temperature - u središtu cijevi. I ovo također doprinosi bolje čišćenječak i alkoholne pare

Najčešći tip izmjenjivača topline u industriji je cijevni. Varijanta toga oblikovati ovisi o zadacima s kojima se korisnici suočavaju. Cijevni refluksni kondenzator ne mora biti višecijevni - obični povratni kondenzator s košuljicom, hladnjak s cijevi u cijevi s izravnim protokom (a) ili protustrujnim (b) također su cijevni hladnjak. .

Koriste se i jednoprolazni izmjenjivači topline s poprečnim kretanjem nositelja topline (c). Ali najučinkovitija i često korištena za višecijevne izmjenjivače topline je višeprolazna shema križnog protoka (d).

U ovoj shemi, jedan tok tekućine ili pare kreće se kroz cijevi, a drugi rashladno sredstvo se kreće prema njemu na cik-cak način, više puta prelazeći cijevi. Ovo je hibrid opcija protutoka i poprečnog toka, što vam omogućuje da izmjenjivač topline bude što kompaktniji i učinkovitiji.

Načelo rada cijevnih izmjenjivača topline i njihov opseg

U proizvodnji mjesečine, višeprolazni hladnjaci s križnim protokom obično se nazivaju hladnjaci s školjkom i cijevi (CCT), a njihova verzija s jednom cijevi naziva se hladnjak s protustrujnim ili izravnim protokom. U skladu s tim, kada se ove strukture koriste kao deflegmatori - deflegmatori s ljuskom i cijevima i omotači.

U kućnim aparatima za destilaciju mjesečine, pivovarama i destilacijske kolone Para se dovodi do ovih izmjenjivača topline kroz unutarnje cijevi, a rashladna voda se dovodi do kućišta. Svaki industrijski dizajner-inženjer topline bio bi ogorčen zbog toga, budući da se u cijevima može stvoriti velika brzina rashladnog sredstva, značajno povećavajući prijenos topline i Učinkovitost instalacije. Međutim, destilatori imaju svoje ciljeve i ne trebaju uvijek visoku učinkovitost.

Na primjer, u deflegmatorima za parne stupove, naprotiv, potrebno je omekšati temperaturni gradijent, proširiti zonu kondenzacije što je više moguće u visinu i, nakon kondenzacije potrebnog dijela pare, spriječiti prekomjerno hlađenje flegme. Da, i precizno regulirati ovaj proces. Do izražaja dolaze sasvim drugi kriteriji.

Među hladnjacima koji se koriste u kuhanju mjesečine, najčešće se koriste spiralni, ravni i cijevni hladnjaci. Svaki od njih ima svoje područje upotrebe.

Za uređaje s niskom (do 1,5-2 l / h) produktivnošću, najracionalnije je korištenje zavojnica s malim protokom. S odsutnošću tekuća voda zavojnice također daju šanse drugim opcijama. Klasična varijanta- zavojnica u kanti vode. Ako postoji sustav vodoopskrbe i produktivnost uređaja je do 6-8 l / h, onda su cijevi s izravnim protokom dizajnirane prema principu "cijev u cijevi", ali s vrlo malim prstenastim razmakom (oko 1- 1,5 mm), imaju prednost. Na cijev za paru je spiralno namotana žica s korakom od 2-3 cm, koja centrira cijev za paru i produljuje put rashladne vode. Kod kapaciteta grijanja do 4-5 kW to je najviše ekonomična opcija. Oklop i cijev može, naravno, zamijeniti ravni prolaz, ali će troškovi proizvodnje i potrošnja vode biti veći.

Shell and tube dolazi do izražaja kada autonomni sustavi hlađenje, jer je potpuno nezahtjevan na pritisak vode. U pravilu je dovoljna konvencionalna pumpa za akvarij uspješan rad. Osim toga, kod snage grijanja od 5-6 kW i više, cijevni hladnjak postaje praktički jedina opcija, jer će duljina jednoprotočnog hladnjaka za korištenje velikih snaga biti neracionalna.

Školjkasti i cijevni deflegmator

Za refluksne refluksne kolone situacija je nešto drugačija. S malim, do 28-30 mm, promjerima stupova, najracionalnija je obična košulja (u principu, ista školjka i cijev).

Za promjere 40-60 mm, ovo je hladnjak visoke preciznosti s preciznom kontrolom snage i potpunim nezračenjem. Dimroth vam omogućuje postavljanje načina rada s najmanjim superhlađenjem sluzi. Prilikom rada s nabijenim kolonama, zahvaljujući svom dizajnu, omogućuje centriranje povratnog toka, najbolji način mlaznica za navodnjavanje.

Oklop i cijev dolaze do izražaja u autonomnim sustavima hlađenja. Navodnjavanje mlaznice refluksom ne događa se u središtu stupca, već u cijeloj ravnini. Ovo je manje učinkovito od Dimrothovog, ali sasvim prihvatljivo. Potrošnja vode u ovom načinu rada za ljusku i cijev bit će znatno veća nego za Dimroth.

Ako trebate kondenzator za kolonu za tekućinsku ekstrakciju, onda je Dimroth bez premca zbog točnosti regulacije i niskog refluksnog pothlađivanja. U tu se svrhu također koristi školjka i cijev, ali je teško izbjeći superhlađenje sluzi i potrošnja vode će biti veća.

Glavni razlog popularnosti cijevi među proizvođačima Kućanski aparati je da su svestraniji u uporabi, a njihovi dijelovi se lako unificiraju. Osim toga, upotreba deflegmatora od školjke i cijevi u aparatima tipa "dizajner" ili "promjena" je bez premca.

Proračun parametara ljuskastog deflegmatora

Izračun potrebnog područja izmjene topline može se izvesti pojednostavljenom metodom.

1. Odredite koeficijent prolaza topline.

Ime	Debljina sloja h, m	Toplinska vodljivost λ, W/(m*K)	Toplinska otpornost R, (m 2 K) / W
Zona kontakta metala i vode (R1)			0,00001
	0,001	17	0,00006
Flegma (prosječna debljina filma u zoni kondenzacije za deflegmator 0,5 mm, za hladnjak - 0,8 mm) , ( R3)	0,0005	1	0,0005
			0,0001
			0,00067
		1493

Formule za izračun:

R = h / λ, (m2 K) / W;

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (m2 K) / W;

K \u003d 1 / Rs, W / (m2 K).

2. Odredite prosječnu temperaturnu razliku između pare i rashladne vode.

Temperatura zasićene alkoholne pare Tp = 78,15 °C.

Maksimalna snaga iz deflegmatora potrebna je u načinu rada kolone na sebi, što je popraćeno maksimalnom opskrbom vodom i njezinom minimalnom temperaturom na izlazu. Stoga pretpostavljamo da je temperatura vode na ulazu u cijev (15 - 20) - T1 = 20 ° C, na izlazu (25 - 40) - T2 = 30 ° C.

Kositar = Tp - T1;

Tout \u003d Tp - T2;

Prosječna temperatura (Tav) izračunava se po formuli:

Tav = (Tin - Tout) / Ln (Tin / Tout).

To jest, u našem slučaju zaokruženo:

Tout = 48°C.

Tav = (58 - 48) / Ln (58 / 48) = 10 / Ln (1,21) = 53 °C.

3. Izračunajte površinu izmjene topline. Na temelju poznatog koeficijenta prolaza topline (K) i prosječne temperature (Tav) određujemo potrebno područje površine za izmjenu topline (St) za potrebnu toplinsku snagu (N), W.

St \u003d N / (Tav * K), m 2;

Ako, na primjer, trebamo iskoristiti 1800 W, tada je St = 1800 / (53 * 1493) = 0,0227 m 2, odnosno 227 cm 2.

4. Geometrijski proračun. Odlučite o minimalnom promjeru cijevi. U deflegmatoru flegma ide prema pari, pa je potrebno ispuniti uvjete za njen slobodan protok u mlaznicu bez pretjerane hipotermije. Ako napravite cijevi premalog promjera, možete izazvati gušenje ili ispuštanje flegma u područje iznad refluksnog kondenzatora i dalje u selekciju, tada možete jednostavno zaboraviti na dobro pročišćavanje od nečistoća.

Minimalni ukupni presjek cijevi pri određenoj snazi izračunava se formulom:

Ssec \u003d N * 750 / V, mm 2, gdje

N - snaga (kW);

750 - isparavanje (cm 3 / s kW);

V je brzina pare (m/s);

Ssec - minimalna površina poprečnog presjeka cijevi (mm 2)

Pri proračunu destilatora tip stupca snaga grijanja odabire se na temelju maksimalne brzine pare u koloni 1-2 m/s. Vjeruje se da ako brzina prelazi 3 m / s, tada će para voziti flegmu uz stupac i baciti je u selekciju.

Ako trebate odložiti u deflegmator 1,8 kW:

Ssec \u003d 1,8 * 750 / 3 \u003d 450 mm 2.

Ako napravite povratni kondenzator s 3 cijevi, tada površina poprečnog presjeka jedne cijevi nije manja od 450 / 3 = 150 mm 2, unutarnji promjer je 13,8 mm. najbliži veći od standardne veličine cijevi - 16 x 1 mm (unutarnji promjer 14 mm).

Uz poznati promjer cijevi d (cm), nalazimo minimalnu potrebnu ukupnu duljinu:

L \u003d St / (3,14 * d);

L= 227 / (3,14 * 1,6) = 45 cm.

Ako napravimo 3 cijevi, tada bi duljina deflegmatora trebala biti oko 15 cm.

Duljina se podešava uzimajući u obzir da udaljenost između pregrada treba biti približno jednaka unutarnjem polumjeru trupa. Ako je broj pregrada paran, tada će cijevi za dovod i odvod vode biti na suprotnim stranama, a ako je neparan - na jednoj strani deflegmatora.

Povećanje ili smanjenje duljine cijevi unutar polumjera kućnih stupova neće stvoriti probleme s upravljivošću ili snagom refluksnog kondenzatora, jer odgovara pogreškama u proračunu i može se nadoknaditi daljnjim projektnim rješenjima. Možete razmotriti mogućnosti s 3, 5, 7 ili više cijevi, a zatim odabrati najbolju sa svoje točke gledišta.

Konstruktivne značajke cijevnog izmjenjivača topline

Pregrade

Razmak između pregrada približno je jednak polumjeru tijela. Što je ova udaljenost kraća, veća je brzina protoka i manje mogućnosti stagnantne zone.

Pregrade usmjeravaju protok kroz cijevi, što značajno povećava učinkovitost i snagu izmjenjivača topline. Također, pregrade sprječavaju otklon cijevi pod utjecajem toplinskih opterećenja i povećavaju krutost cijevnog deflegmatora.

U pregradama su izrezani segmenti za prolaz vode. Segmenti moraju biti manje površine dijelovi cijevi za vodoopskrbu. Obično je ta vrijednost oko 25-30% površine pregrade. U svakom slučaju, segmenti moraju osigurati jednakost brzine vode duž cijele trajektorije kretanja, kako u snopu cijevi tako iu razmaku između snopa i tijela.

Za povratni kondenzator, unatoč maloj (150-200 mm) duljini, ima smisla napraviti nekoliko pregrada. Ako je njihov broj paran, okovi će biti na suprotnim stranama, ako su neparni - na jednoj strani deflegmatora.

Kod postavljanja poprečnih pregrada važno je osigurati da razmak između kućišta i pregrade bude što manji.

cijevi

Debljina stijenki cijevi zapravo nije bitna. Razlika u koeficijentu prolaza topline za debljinu stijenke od 0,5 i 1,5 mm je zanemariva. Zapravo, cijevi su toplinski prozirne. Izbor između bakra i nehrđajućeg čelika, u smislu toplinske vodljivosti, također gubi smisao. Pri odabiru se mora polaziti od operativnih ili tehnoloških svojstava.

Prilikom označavanja cijevne ploče vode se činjenicom da razmaci između osi cijevi trebaju biti isti. Obično se postavljaju na vrhove i uz stranice pravilnog trokuta ili šesterokuta. Prema tim shemama, s istim korakom, moguće je postaviti maksimalan iznos cijevi. Centralna cijev najčešće postaje problem ako razmaci između cijevi u snopu nisu isti.

Slika prikazuje primjer ispravan položaj rupe.

Radi lakšeg zavarivanja, razmak između cijevi ne smije biti manji od 3 mm. Kako bi se osigurala čvrstoća spojeva, materijal cijevne ploče mora biti tvrđi od materijala cijevi, a razmak između ploče i cijevi ne smije biti veći od 1,5% promjera cijevi.

Prilikom zavarivanja, krajevi cijevi trebaju stršati iznad rešetke za udaljenost jednaku debljini stijenke. U našim primjerima - za 1 mm, to će vam omogućiti da napravite visokokvalitetni šav topljenjem cijevi.

Proračun parametara cijevnog hladnjaka

Glavna razlika između hladnjaka s kućištem i cijevi i refluksnog kondenzatora je u tome što flegm u hladnjaku teče u istom smjeru kao i para, tako da se sloj flegma u zoni kondenzacije glatko povećava od minimuma do maksimuma, a prosječna mu je debljina nešto veća.

Za izračune preporučujemo postavljanje debljine na 0,8 mm. U deflegmatoru je suprotno - u početku se debeli sloj sluzi, koji se slio s cijele površine, susreće s parom i praktički sprječava njezino potpuno kondenziranje. Zatim, nakon što je prevladala ovu barijeru, para ulazi u zonu s minimalnim povratnim filmom debljine oko 0,5 mm. Ovo je debljina na razini njegovog dinamičkog zadržavanja, kondenzacija se javlja uglavnom u ovoj zoni.

Uzimajući prosječnu debljinu sloja sluzi jednaku 0,8 mm, na konkretan primjer Razmotrimo značajke izračunavanja parametara hladnjaka ljuske i cijevi pomoću pojednostavljene metode.

Ime	Debljina sloja h, m	Toplinska vodljivost λ, W/(m*K)	Toplinska otpornost R, (m 2 K) / W
Zona kontakta metala s vodom, (R1)			0,00001
Metalna cijev (nerđajući čelik λ=17, bakar - 400), (R2)	0,001	17	0,00006
Flegma, (R3)	0,0008	1	0,001
Zona kontakta metal-para, (R4)			0,0001
Ukupni toplinski otpor, (Rs)			0,00117
Koeficijent prolaza topline, (K)		855,6

Maksimalni zahtjevi za snagom hladnjaka izrađuju se prvom destilacijom, za koju se vrši izračun. Korisna snaga grijanja - 4,5 kW. Temperatura vode na ulazu - 20 °C, na izlazu - 30 °C, pare - 92 °C.

Kositar \u003d 92 - 20 \u003d 72 ° C;

Tout \u003d 92 - 30 \u003d 62 ° C;

Tav = (72 - 62) / Ln (72 / 62) = 67 °C.

Područje izmjene topline:

St \u003d 4500 / (67 * 855,6) \u003d 787 cm².

Minimalna ukupna površina poprečnog presjeka cijevi:

S sec \u003d 4,5 * 750 / 10 \u003d 338 mm²;

Biramo hladnjak sa 7 cijevi. Presjek jedne cijevi: 338 / 7 = 48 mm ili unutarnji promjer 8 mm. Iz standardnog asortimana cijevi prikladno je 10x1 mm (sa unutarnji promjer 8 mm).

Pažnja! Pri izračunavanju duljine hladnjaka potreban je vanjski promjer od 10 mm.

Odredite duljinu cijevi hladnjaka:

L \u003d 787 / 3,14 / 1 \u003d 250 cm, dakle, duljina jedne cijevi: 250 / 7 \u003d 36 cm.

Pojašnjavamo duljinu: ako je tijelo hladnjaka izrađeno od cijevi s unutarnjim promjerom od 50 mm, tada bi između pregrada trebalo biti 25 mm.

36 / 2,5 = 14,4.

Stoga je moguće napraviti 14 pregrada i dobiti ulazno-izlazne cijevi za vodu u različitim smjerovima, ili će 15 pregrada i cijevi izgledati u jednom smjeru, a snaga će se također malo povećati. Odaberemo 15 pregrada i prilagodimo duljinu cijevi na 37,5 mm.

Crteži cijevnih deflegmatora i hladnjaka

Proizvođači se ne žure s dijeljenjem svojih crteža izmjenjivača topline iz ljuske i cijevi, a domaći majstori ih zapravo ne trebaju, ali ipak su neke sheme u javnoj domeni.

Pogovor

Ne treba zaboraviti da je sve gore navedeno teorijski izračun pomoću pojednostavljene metode. Toplinskotehnički proračuni mnogo kompliciranija, ali u stvarnom rasponu kućanskih promjena snage grijanja i drugih parametara tehnika daje točne rezultate.

U praksi, koeficijent prijenosa topline može biti različit. Na primjer, zbog povećane hrapavosti unutarnja površina cijevi, sloj flegme će postati viši od izračunatog, ili hladnjak neće biti postavljen okomito, već pod kutom, što će promijeniti njegove karakteristike. Postoji mnogo opcija.

Izračun vam omogućuje da točno odredite dimenzije izmjenjivača topline, provjerite kako će promjena promjera cijevi utjecati na karakteristike bez dodatni troškovi odbiti sve neprikladne ili zajamčeno najgore opcije.

Krajičkom oka vidio sam na jednom od foruma još jednu raspravu na temu “kako dovesti vodu do hladnjaka, prema pari ili usput”, u kojoj su se pozivali na moj članak o izgradnji BC-a. Nisam dotaknuo ovu temu prije, pa sam odlučio iznijeti svoje mišljenje zasebno u ovom članku.

U dizajnu BC koji sam predložio, voda se dovodi u uređaj odozdo i ispada da ulazi u povratni kondenzator duž puta (prednji tok) do pare, i prema hladnjaku (protutok). Je li točna? Klasična teorija izmjenjivača topline kaže da su protustrujni izmjenjivači topline učinkovitiji od izravnih. Ovo se može ilustrirati slikom.

Slika a prikazuje izravni izmjenjivač topline, slika b prikazuje protustrujni. Kao što se vidi iz temperaturne karte, s protustrujom, temperatura vrućeg rashladnog sredstva A na izlazu je niža (točka Y), a hladnog rashladnog sredstva B je viša (točka Z) nego kod strujanja prema naprijed. Ova činjenica se objašnjava činjenicom da se u izravnom izmjenjivaču topline temperature nositelja topline izjednače na neku prosječnu vrijednost, au protustrujnom izmjenjivaču topline temperatura vrućeg nositelja topline približava se temperaturi hladnog i obratno. Temperaturna delta (toplinski protok) veća je u slučaju protustrujnog izmjenjivača topline. Sukladno tome, učinkovitost protutoka je veća, može se učiniti kompaktnijim (ili će biti učinkovitiji za iste dimenzije). Čini se da je sve jasno.

Ali, kao i uvijek, od opće pravilo postoje iznimke. U ovaj slučaj ova iznimka kaže da ako se temperatura jednog od nositelja topline ne mijenja kontinuirano, već samo do određene vrijednosti (što se događa tijekom kondenzacije ili isparavanja), tada toplinski tok na različite opcije veze su iste. U slučaju odvlaživača, to se događa. Naš zadatak je održavati određenu temperaturu pare (za ekstrakciju pare - vrelište alkohola, za tekućinu - temperaturu njegove kondenzacije, zapravo, to je gotovo ista temperatura). U slučaju izravnog hladnjaka (u drugim člancima, iz navike, krivo ga nazivam hladnjakom s izravnim protokom, iako može biti i protustrujni), zadatak je nešto drugačiji - kondenzirati proizvod i zatim ga ohladiti na temperaturu rashladne vode, tj. klasično "izmjenjivač topline". Ispada da BK deflegmator ne brine kako se spojiti, a hladnjak treba spojiti prema.

Ovdje postoji još jedna stvar. U vodi je uvijek prisutan otopljeni plin, koji se, kada temperatura poraste, nastoji osloboditi i u sustavu se stvara "prozračivanje", sve do prometnih gužvi. Stoga je svrsishodnije dovoditi vodu u kondenzator refluksa košulje odozdo, isključujući prozračivanje - protok vode uklanja mjehuriće zraka. S malim kanalima kroz povratni kondenzator, može se uočiti stvaranje mjehurića zraka na samom vrhu izlazne silikonske cijevi na vrhuncu procesa - to je to.

Tako , preporučljivo je spojiti dovod vode na BC odozdo - duž puta do deflegmatora (protok) i prema hladnjaku (protutok).