Про холодильники. Прямоток или противоток.

8 комментариев

Про холодильникКраем глаза увидел на одном из форумов очередное обсуждение темы «как подавать воду в холодильник, навстречу пару или попутно», в котором ссылались на мою статью о строительстве БК. Я раньше этой темы не касался, поэтому решил свое мнение изложить отдельно в этой статье.

В предложенной мною конструкции БК вода подается в аппарат снизу и получается, что в дефлегматор она попадает попутно (прямоток) пару, а в холодильник навстречу (противоток). Правильно ли это? Классическая теория теплообменников гласит, что противоточные теплообменники эффективней прямоточных. Это можно проиллюстрировать картинкой.

Прямоток или противотокНа рисунке а изображен прямоточный теплообменник, на рисунке б — противоточный. Как видно из температурных графиков, при противотоке температура горячего теплоносителя А на выходе ниже (точка Y), а холодного Б выше (точка Z) чем при прямотоке. Данный факт объясняется тем, что в прямоточном теплобменнике температуры теплоносителей выравниваются до какого-то среднего значения, а в противоточном — температура горячего теплоносителя приближается к температуре холодного и наоборот. Дельта температур (тепловой поток) в случае противоточного теплообменника получается больше. Соответственно, эффективность противотока выше, его можно делать более компактным (либо он будет более эффективным при тех же размерах). Все вроде бы ясно.

Но, как всегда, из общего правила есть исключения. В данном случае это исключение гласит, что если температура одного из теплоносителей изменяется не непрерывно, а лишь до определенного значения (что бывает при конденсации или испарении), то тепловой поток при разных вариантах подключения становится одинаковым. В случае с дефлегматором так и происходит. Нашей задачей является поддерживать определенную температуру пара (для парового отбора — температуру кипения спирта, для жидкостного — температуру его конденсации, собственно это практически одна и та же температура). В случае с прямым холодильником (я в других статьях по привычке неправильно называю его прямоточным, хотя он может быть и противоточным ) задача несколько иная — сконденсировать продукт и затем охладить его до температуры воды охлаждения, т.е. классически «теплообменная». Получается, что дефлегматор БК все равно как подключать, а холодильник нужно подключать навстречу.

Тут есть еще один момент. В воде всегда присутствует растворенный газ, который при повышении температуры стремится освободиться и в системе образуется «завоздушивание» вплоть до пробок. Поэтому в рубашечный дефлегматор целесообразнее подавать воду снизу, исключая завоздушивание — поток воды выносит пузырьки воздуха. При малых протоках через дефлегматор можно наблюдать образование пузыря воздуха в самом верху отводящей силиконовой трубки в разгар процесса — это самое оно.

Таким образом, подключение водоподачи в БК  целесообразно делать снизу —  попутно в дефлегматор (прямоток) и навстречу в холодильник (противоток).

8 Комментарии к записи “Про холодильники. Прямоток или противоток.”

  1. Сергей

    Большое спасибо за информацию! Все прочувствовал. Ничего лишнего!
    С уважением Сергей Бравичев.

  2. Александр

    Все четко, грамотно и понятно. Спасибо!

  3. Самогонщик-Тимофей

    Отличная статья. Уже устал от тех, кто постоянно готов доказывать, что охлаждение в дефлегматор нужно подавать сверху. Мол пар должен постепенно охлаждаться…. Теперь просто ссылку буду давать на эту статью и сэкономлю время ) Спасибо.

  4. Нина

    Здравствуйте! Большое спасибо Вам за познавательную статью, доступно объясняющую процессы, происходящие при дистилляции/ректификации…. Но позвольте с Вами частично не согласиться в вопросе прямотока и противотока в дефлегматоре. Процесс в дефлегматоре можно было бы отнести к исключению из общего правила и приравнять тепловые потоки прямотока и противотока, если бы мы имели дело с однородной жидкостью (с жидкостью, состоящей из одного компонента). И при дистилляции воды это именно так и есть! Но когда мы имеем дело с азеотропной смесью, где в восходящих парах находится сразу несколько компонентов с различными tкипения и tконденсации, это уже не подпадает под исключение и тут работает только общее правило. Следовательно подачу охлаждения в дефлегматор эффективнее осуществлять именно противотоком. Но тут, как Вы правильно отмечаете, в рубашечных, а равно и кожухотрубных дефлегматорах возникает опасность «завоздушивания». Поэтому наиболее оптимальным, на мой взгляд является универсальная конструкция дефлегматора со змеевиком типа Димрот с выходом концов змеевика в верхней и нижней частях дефлегматора соответственно. Такая конструкция позволяет подавать охлаждение как сверху (для азеотропных смесей) так и снизу для однокомпонентных жидкостей, не опасаясь «завоздушивания». С искренним уважением читаю Ваши статьи и жду Вашего ответа.

  5. Сергей

    А кроме всего прочего, подача охлаждения противотоком в дефлегматор, позволит сократить реакцию на регулирование игольчатым краном. Т.к. практически сразу изменит температуру на выходе из дефлегматора. А если подавать попутно — температура меняется пока до измерителя температуры дойдет изменение, через весь дефлегматор.

  6. Нина

    Сергей, спасибо! Очень важное для оптимальной регулировки/настройки колонны дополнение. Т. к. контроль t охлаждения на выходе — один из основных параметров вывода колонны на оптимальный рабочий режим!

  7. Макс

    Автор, дай бог тебе здоровья и долгих лет!

  8. mial38785

    Спасибо за исчерпывающее объяснение!

Leave a Reply

*

  • Оцените статью, это поможет развитию блога. Просто нажмите на соответствующую звездочку
    Не помоглоПознавательноМного новогоНашел, что искалВы мне глаза открыли (371 общая оценка, 86 проголосовало)
    Загрузка...