Розрахунок дефлегматора
Написано для порталу 0.0.176Можливо, застаріло: поточний портал 0.0.330
Дефлегматор підбирають «на око по діаметру» частіше, ніж будь-який інший вузол. Наслідок стандартний: узяли з запасом, а воно не працює — бо запас упирається не в метал, а у воду.
Два числа, а не одне#
Кожухотрубний на 20 трубок ⌀8 × 500 мм:
- потужність конденсації — 24 881 Вт
- витрата води — 713 л/год
Перше число тішить. Друге — вирок: 713 літрів за годину це водопровід, а не помпа з бака. Теплообмінник, який нема чим прогодувати, працює рівно настільки, наскільки вистачає води.
Рахувати треба з іншого боку#
Правильний порядок зворотний: не «скільки знімає теплообмінник», а «скільки треба зняти».
Знімати треба стільки, скільки ви подали в куб. На 3 кВт нагріву:
витрата = потужність / (4187 × Δt) × 3600
де 4187 — питома теплоємність води (Дж/кг·°C), Δt — на скільки градусів вода нагрівається, проходячи теплообмінник.
3 кВт при нагріві води на 30 °C — це 86 л/год. Перевірити
Різниця з попереднім числом у вісім разів. Це і є той запас, за який переплачують і який нічим не годують.
Δt — не характеристика приладу, а ваш вибір. Пустите воду швидко — вона вийде ледь теплою, витрата зросте. Пустите повільно — вийде гарячою, витрата впаде. Потужність знімається та сама.
Сім типів і коли який#
На порталі 6 калькуляторів дефлегматорів: конструкції рахуються по-різному, а для сорочки й доохолоджувача окремого калькулятора поки нема.
▪️ Кожухотрубний — набір трубок у корпусі. Найбільша площа на об'єм, найкраща керованість. Робочий вибір для колони.
▪️ Димрот — спіраль усередині царги. Простий у виготовленні, компактний, площа рахується довжиною й діаметром трубки.
▪️ Тарілка — пласка камера. Дає різкий, майже ступінчастий контроль флегми; популярна в аламбіках.
▪️ Луковиця і конус — класика мідних аламбіків. Тут працює не тільки вода, а й повітряне охолодження поверхні, і в розрахунку з'являється площа зовнішньої стінки.
▪️ Сорочка (jacket) — охолодження по зовнішньому контуру царги.
▪️ Доохолоджувач — окремий вузол після дефлегматора, задача якого не флегма, а довести продукт до потрібної температури на виході.
Для мідних конусів і луковиць пасивна складова помітна: розрахунок повітряного охолодження бере коефіцієнт, площу поверхні й ΔT близько 60 °C. Тому аламбік у прохолодному приміщенні поводиться інакше, ніж той самий аламбік улітку в цеху.
Оборотна система#
Коли водопроводу немає або воду шкода, ставлять оборот: бак, помпа, радіатор.
Тут з'являється третє обмеження, якого немає в жодному калькуляторі теплообмінника: бак нагрівається. Δt рахується від температури води на вході, а вона повзе вгору протягом перегону. Система, що на старті тримала 30 °C різниці, під кінець тримає 10 — і потужність знімання падає втричі.
Практичний висновок: рахувати оборотну систему треба не за початковою температурою, а за тією, яка буде наприкінці, — або ставити радіатор, здатний скидати всю потужність, яку ви подаєте в куб.
Порядок підбору#
- Порахувати, скільки треба зняти — від потужності нагріву, а не від бажань.
- Подивитись, яку витрату води ви реально можете забезпечити.
- Обрати Δt, яка при цій витраті дає потрібну потужність.
- І лише тоді підбирати теплообмінник, здатний це віддати.
Запас у площі має сенс. Запас, який упирається у відсутню воду, — ні.