Condensator vertical de reflux cu carcasă și tub sau frigider. Condensator vertical de reflux cu carcasă și tub sau frigider Conectarea corectă a răcirii la condensatorul de reflux

Se știe de mult că strălucirea lunii pregătită corespunzător nu dă o mahmureală severă. Este mai bine să purificați vaporii de alcool imediat în timpul distilării, mai degrabă decât mai târziu. remedii populare. La urma urmei, dacă sunt curățate incorect, s-ar putea să nu poată nici măcar să salveze băutura ruinată. Ce poate ajuta la separarea precisă a fracțiilor? Fiecare moonshine still, dacă este numit cu mândrie o coloană, are un condensator de reflux. Într-un alt fel se mai numește și frigider de întărire. Fără un condensator de reflux, tubul metalic care se ridică deasupra alambicului este doar un tub. De ce este necesar și care este principiul de funcționare al condensatorului de reflux într-un alambic cu lumină de lună? Totul este foarte simplu. Să începem cu designul și locația.

Dispozitiv condensator de reflux Moonshine

Condensatorul de reflux (frigider de întărire) este ceva asemănător cu o „jachetă de apă” situată în sfertul superior al coloanei. În esență, designul secțiunii coloanei cu un condensator de reflux este format din două tuburi concentrice de diametre diferite. Tubul exterior este sudat de cel interior, iar în spațiul dintre ele este furnizată apă rece. Uneori, condensatorul de reflux este detașabil, dar cel mai adesea este montat permanent pe coloană în sine. Zona condensatorului de reflux nu are atașamente interne. În acest sens, condensatorul de reflux al unei coloane de distilare nu este diferit de cel al unei coloane de piure convenționale. Foarte eficient coloane de distilare poate să nu aibă un condensator de reflux, dar va fi imposibil să distilați piureul pe astfel de coloane: va „înfunda” duza, indiferent care este folosită. Prin urmare, dispozitivele cu coloană de uz casnic au un condensator de reflux pentru distilare „în modul strălucire de lună încă" Prin urmare, atunci când planificați (recomandăm să alegeți un dispozitiv de marcă), acordați atenție Atentie speciala asupra modurilor posibile de funcționare a acestuia.

Principiul de funcționare al condensatorului de reflux

Esența funcționării acestui dispozitiv este crearea temperaturii necesare pentru purificarea și întărirea vaporilor de alcool datorită răcirii lor și așa-numitei condens prioritare.

Să explicăm cu un exemplu.

În modul de funcționare autopropulsat al coloanei (grâu sau distilare), are loc condensarea completă a tuturor vaporilor care provin din cubul de distilare. În această etapă, debitul maxim de răcire este furnizat condensatorului de reflux. Tot condensul curge pe coloană către noi porțiuni de vapori. Când se întâlnesc, are loc o evaporare parțială din cauza încălzirii lichidului (reflux). Când coloana se încălzește și intră în modul de funcționare, în ea are loc o separare a regiunilor de temperatură. Vaporii substanțelor cu un punct de fierbere mai mic se vor condensa în partea superioară, iar vaporii cu un punct de fierbere mai mare în partea inferioară. De îndată ce acest mod este stabilit, răcirea condensatorului de reflux poate fi redusă.

Temperatura trebuie setată astfel încât să „deplaseze” zona de evaporare a fracțiilor cu punct de fierbere scăzut în zona superioară a condensatorului de reflux. În acest caz, toate fracțiile cu punct de fierbere scăzut vor începe să se evapore aici și vor trece mai departe în frigiderul cu condensare, în timp ce toate celelalte fracțiuni nu vor putea părăsi coloana. Odată selectate fracțiile cu punct de fierbere scăzut (capete), temperatura din coloană se schimbă din nou, astfel încât acum fracțiunea principală a „corpului” se evaporă în aceeași regiune superioară a condensatorului de reflux. În acest fel, este posibilă separarea tuturor componentelor amestecului care au puncte de fierbere diferite. Se pare că condensatorul de reflux este o „barieră” care poate separa clar componentele lichidului. Este important doar să ne amintim că ajustările de răcire trebuie făcute cât mai ușor și „încet câte puțin”, deoarece sistemul are nevoie de timp pentru a stabili un nou echilibru. De obicei, acest lucru durează 20-30 de secunde.

Tipuri de condensatoare cu reflux

Deși principiul de funcționare al condensatoarelor cu reflux este același, acestea pot diferi în ceea ce privește designul și dimensiunea. Cu cât aria de contact dintre reflux și abur este mai mare (în anumite limite) și cu cât controlul temperaturii este mai precis, cu atât capacitatea de separare a condensatorului de reflux este mai mare. Și există doar două modele: condensator cu flux direct și reflux Dimroth. Uneori sunt confuzi, amestecând totul într-unul singur.

Un deflegmator cu flux direct este exact „tub într-un tub” care a fost descris mai sus. Dar condensatorul de reflux Dimroth are un design ușor diferit. Este realizat sub formă de tub, în ​​interiorul căruia se află un al doilea tub sub formă de spirală. În cel intern este furnizată apă și aici lichidul se condensează. Datorită formei spiralate, aria de contact a fazelor lichid-vapor crește și, în consecință, eficiența separării. Un alt avantaj al acestui design este că acest contact de fază are loc în zona de temperatură maximă - în centrul tubului. Și acest lucru contribuie, de asemenea, la o mai bună purificare a vaporilor de alcool, chiar

Cu toate acestea, în ciuda utilizării pe scară largă a acestor nume, dacă analizați numeroasele informații de pe Internet, atunci există o confuzie larg răspândită cu privire la scopul acestor dispozitive. Există în special multe discrepanțe în funcțiile și esența funcționării condensatorului de reflux și a cazanului de abur. Să ne dăm seama și să începem cu elementele de bază.

Rectificare și distilare

Distilare- Aceasta este evaporarea urmată de condensarea vaporilor. Este exact ceea ce se întâmplă atunci când folosiți cel mai simplu tip de moonshine still.
Rectificare- separarea amestecului în fracții datorită mișcării în contracurent a aburului și a aceluiași abur condensat în lichid (reflux).

Astfel, se poate observa că în timpul distilării, aburul format în timpul fierberii lichidului curge direct în condensator. Ca rezultat, obținem un amestec omogen care conține alcool, apă și uleiuri de fusel. Conținutul de alcool crește datorită faptului că se evaporă la temperaturi mai scăzute și mai repede decât apa și alte fracțiuni.

În timpul rectificării, o parte din aburul condensat curge înapoi spre rezervorul de distilare, este încălzit de aburul nou format și se evaporă din nou de multe ori. Ca rezultat al procesului de reevaporare, lichidul distilat este împărțit în părțile sale componente. În cazul luciului de lună: uleiuri de fusel, apă și alcoolul de care avem nevoie. Gradul de separare depinde de proiectarea coloanei de distilare.

Privind puțin în viitor, să spunem că un condensator de reflux pentru un alambic luminos este unul dintre elementele incluse în proiectarea unei coloane de distilare.

Aburi uscate și aburi umede

De fapt, acestea sunt două nume pentru același element. Sunt cunoscuți și sub numele de pui. Atât aburul cu abur, cât și cel umed sunt din punct de vedere structural un recipient închis cu pereți subțiri de volum mic, cu două linii de abur în partea superioară: intrare și ieșire.

Un robinet este încorporat în partea inferioară a scufundătorului pentru evacuarea condensului rezidual. Cu toate acestea, de multe ori ulcioarele sunt făcute din borcane de sticlă, apoi, firește, nu se poate vorbi de robinet. Lichidul acumulat se scurge prin gât și numai după terminarea distilării.

Un simplu abur dintr-o cutie

Există o diferență structurală între un aburi umed și cel uscat: într-un abur umed, ieșirea țevii de admisie este coborâtă până la fund, astfel încât aburul din cubul de distilare „gâlgâie” prin lichidul turnat în recipient. Prin urmare, un abur umed este adesea numit barbotor.

Cum functioneaza

1. Aburul intră în recipient și, din cauza diferenței de temperatură, începe să se condenseze pe pereți și să curgă spre fund.
2. Pe măsură ce corpul cazanului de abur se încălzește cu abur nou, intensitatea condensului scade și o parte din abur începe să scape.
3. În același timp, condensul începe să se încălzească și să se evapore și intră și în extracție.
4. La un moment dat, din cauza reevaporării, există doar flegmă „murdară” în partea de jos, ceea ce este mai bine să aruncați prin robinet și să începeți ciclul de la început.
5. Dacă nu există robinet, atunci există o singură opțiune - selectarea înainte de spălare, adică. La ieșire obținem un produs „murdar”.

Atât opțiunile „resetare”, cât și „selectare la victorie” nu sunt bune - rezultatul final nu va fi încă produsul de cea mai înaltă calitate. De fapt, aparatul cu abur îndeplinește doar două funcții utile:

• previne selectarea perechilor de piure;
• datorită reevaporării, crește ușor rezistența produsului.

Este posibil să îmbunătățim eficiența mușcăturii? Este posibil, dar este necesar să-i schimbi structura: corpul ar trebui să fie situat deasupra cubului de distilare, iar condensul ar trebui să fie descărcat direct în cub. Numai că acesta nu va mai fi un rezervor de abur uscat, ci un condensator de reflux necontrolat destul de decent.

Cum funcționează un condensator de reflux?

Dispozitivul condensator de reflux în forma sa cea mai simplă este două tuburi sudate de diametre diferite instalate vertical pe un cub de distilare. Lichidul de răcire (apa) circulă în manta dintre ele, iar un tub cu diametru mai mic servește drept conductă pentru eliberarea aburului care conține alcool.

Pentru a explica principiul de funcționare al acestui dispozitiv, să presupunem în mod convențional că lichidul distilat are 2 componente care au puncte de fierbere diferite. Împărțirea în fracții se face după cum urmează:

1. În etapa inițială, răcirea începe la putere maximă și până când cubul de distilare este încălzit, aparatul funcționează „pe sine”. Adică, lichidul care se evaporă din recipient se condensează, formează o peliculă subțire pe pereți și curge către aburul în creștere înapoi în cub. Pe drum, este încălzit de aburul nou format și se evaporă parțial - aceasta este „reevaporare”
2. După ce temperatura din recipient atinge o temperatură suficientă pentru ca ambele fracții să fiarbă, în interiorul structurii se formează două zone:
3. Cel de sus, unde se condensează vaporii fracției cu punct de fierbere scăzut.
4. Cea de jos este regiunea de condensare a celei de-a doua componente.
5. Nimic nu intră încă în frigiderul principal, adică nu există încă o selecție.
6. Sunt cunoscute temperaturile de evaporare și condensare ale fiecărei fracțiuni. Acum puteți schimba modul de răcire, astfel încât punctul de evaporare al primei fracțiuni să fie la marginea superioară a condensatorului de reflux.
7. Începe selecția primei componente a amestecului.
8. După ce este selectată fracția de temperatură scăzută, modul este schimbat din nou și a doua parte a amestecului este selectată.

Metoda vă permite să separați un lichid în orice număr de componente având puncte de fierbere diferite. Procesul este inerțial și este mai bine să schimbați modul de răcire foarte atent, încet și treptat.

Condensator cu reflux Dimroth

Capacitatea de separare a condensatorului de reflux depinde de dimensiunea zonei de contact dintre condensatorul de reflux și abur și de precizia ajustării. Principiul de funcționare este același pentru toate tipurile de aceste dispozitive; diferă doar prin design.

Cel care a fost descris în secțiunea anterioară este un frigider de tip film cu flux direct. Designul este simplu de fabricat și destul de eficient. Dar are dezavantaje - o zonă mică de interacțiune, care tinde în general spre zero atunci când structura se abate de la verticală. A doua este dificultatea de a regla temperatura aburului. Designul Dimroth este parțial lipsit de aceste neajunsuri.

Condensatorul de reflux Dimroth este un balon din sticlă sau metal cu un tub spiralat în centru. Apa circulă prin ea și flegma se condensează pe ea.

Principiul de funcționare este același, dar este evident că un astfel de design, chiar și prin ochi, are o zonă de contact mai mare între abur și lichid decât un aparat cu film. În plus, interacțiunea flegmei și aburului are loc în centrul balonului, unde temperatura acestuia este maximă. În consecință, produsul rezultat va fi mai curat și mai puternic.

De ce este încă cel mai des folosit în viața de zi cu zi un condensator cu reflux Dimroth sau un condensator cu reflux cu film pentru un luciu de lună? Acest lucru se datorează proprietăților materiei prime - piure. Dacă, la distilare, utilizați cea mai eficientă coloană de umplutură cu o suprafață mare de umplutură, atunci după o jumătate de oră de funcționare umplutura va fi atât de contaminată încât nu va deveni posibilă nicio rectificare.

Atunci când face băuturi spirtoase, un meșter de acasă trebuie să determine corect rezultatul final dorit. Dacă viteza și costul redus al echipamentului sunt importante pentru maestru, aparatul va fi simplu: un cub de distilare și un frigider.

Dacă dorește să obțină un produs de cea mai înaltă calitate posibilă, purificat din uleiuri de fusel și cu o rezistență de peste 70 de grade, este necesar să folosească diverse componente suplimentare: un abur, un barbotor sau un condensator de reflux.

Un condensator de reflux este un dispozitiv pentru purificarea suplimentară a aburului care conține alcool. Aburul care se formează în cubul de distilare atunci când piureul este încălzit conține nu numai alcool, ci și impurități mai grele de uleiuri de fusel și apă. Dacă aburul este răcit, aceste impurități grele se condensează, iar acest condensat se numește reflux. Procesul de separare a flegmei de abur se numește reflux.

Definiție din Dicționarul explicativ al cuvintelor străine, ed. Krysina: „Deflegmația [de] și, pl. nu, w. [Limba germana Deflegmație< лат. dē… от…, раз… + греч. phlegma мокрота, влага]. тех. Частичная конденсация смесей различных паров и газов с целью обогащения их низкокипящими компонентами.»

Flegmul conține, de asemenea, o anumită cantitate de alcool, prin urmare, cu diferite modele de alambicuri moonshine, este posibil să se asigure întoarcerea flegmei în cubul de distilare.

Mecanism de funcționare (de ce este necesar)

Circuitul clasic al unui alambic moonshine, un cub-frigider, se transformă într-un circuit al unui cub-reflux condensator-abur uscat-frigider. Procedura de operare a sistemului este următoarea:

• Piureul se încălzește în cub, fracțiunile ușoare se evaporă din acesta - alcool, uleiuri de fusel, apă.
• Aburul este răcit în condensatorul de reflux. instalat pe cub. Flegmul intră în cub. unde se evaporă din nou.
• Aparat cu abur - recipient gol, prin care trece aburul. Este necesar pentru a separa stropii de piure și cel mai greu condens. Condensatorul de reflux poate fi instalat și aici. apoi flegma va fi colectată și utilizată.
• Barbotator după scop și design similar cu o baie de aburi, diferența este că este concepută astfel încât vaporii să treacă prin apă, răcind și purificând. Dacă condensatorul de reflux este instalat pe un barbotor, atunci barbotarea aburului va trece prin reflux. nu apa curata.
• Alcoolul din frigider este complet se condenseaza si se colecteaza sub forma lichida in receptor.

Recenzie video a unui frigider din sticlă:

Unde este instalat?

Condensatorul de reflux poate fi instalat și pe un rezervor de abur sau un rezervor de barbotare. Apoi flegma nu va fi colectată în cub, ceea ce va oferi un produs mai pur la ieșire, dar o parte din alcool va rămâne în reflux. În unele surse, un condensator de reflux este confundat cu un cazan de abur, dar acestea sunt încă dispozitive diferite.

Condensatorul de reflux este instalat:

• Pe alambic.În acest caz, obținem ceva ca o coloană de distilare.
• Pe un abur uscat.În acest caz, acesta trebuie să fie echipat cu un robinet pentru a scurge lichidul acumulat.
• Pe barbotator.În acest caz, este mai bine să îl faceți transparent, astfel încât să puteți observa bulele de abur care trec prin flegmă. și monitorizează, de asemenea, nivelul de flegmă acumulată.

Dispozitiv mai rece pentru moonshine still:

De exemplu, luați în considerare condensatorul de reflux Dimroth. Acesta este un echipament clasic de laborator, de obicei realizat din sticlă dublă de laborator rezistentă la căldură. Este un tub principal învelit într-o bobină de sticlă. Acest design este plasat într-un balon care protejează de deteriorarea mecanică.

Tubul principal este instalat vertical pe un cub sau rezervor de abur, astfel încât flegma să curgă în jos din cauza gravitației. Aburul trece prin tubul principal și este răcit apă rece dintr-o bobină. Pentru alimentare și retur apă, serpentina trebuie să fie echipată cu fitinguri. Asemenea sisteme mai sunt numite și sisteme shell-and-tube.

O facem noi înșine

În prepararea berii acasă, nu toată lumea folosește reflux. Dar acest lucru duce la o deteriorare a calității alcoolului rezultat sau la utilizarea dublei distilare. În plus, condensatorul de reflux este ușor de făcut și va dura destul de mult timp.

Un meșter de acasă poate face atât un condensator de reflux cu carcasă și tub, cât și un condensator de jachetă. Un condensator de reflux cu manta va folosi o manta simpla de apa in loc de o serpentina. În orice caz, pentru a face un condensator de reflux, veți avea nevoie de abilități de lipit sau sudare.

Notă: Atunci când alegeți un material pentru un condensator de reflux, trebuie să știți că tubul principal trebuie să fie din sticlă, oțel inoxidabil alimentar sau cupru.

Aceste materiale nu oxidează și nu schimbă gustul alcoolului rezultat. O cămașă sau colac poate fi făcută din orice alte materiale.

Urmărește videoclipul despre cum să faci un frigider simplu pentru lumina lunii în 15 minute:

• Un condensator de reflux cu carcasă și tub constă dintr-un tub principal și o bobină înfășurată pe acesta. un simplu tub de oțel inoxidabil sau de cupru poate fi folosit ca tub principal.
• Lungimea tubului depinde de volumul de producție; pentru prepararea berii acasă, este suficient un tub de 25 cm lungime.
• Diametrul poate fi mărit și lungimea redusă.
• Cu cât tubul este mai subțire și mai lung, cu atât va dura mai mult timp distilarea și cu atât este mai mare gradul de purificare.
• Dar dacă condensatorul de reflux răcește prea mult aburul, atunci nu veți obține deloc niciun rezultat - toți alcoolii vor curge înapoi în cub.

Este ușor să faci un condensator de reflux cu carcasă și tub:

1. Pe tubul principal este înfășurat un tub de cupru cu un diametru de 6 mm.
2. Lungimea înfășurării - 15 - 20 cm.
3. Tubul este asigurat cu cleme de plastic sau cleme; pe această structură puteți pune o izolație din cauciuc spumă sau spumă de diametru adecvat, care este utilizată pentru izolarea sistemelor de încălzire.
4. Pe tub de cupru se furnizează apă pentru răcire.
5. Gata - condensatorul de reflux este gata.

Un condensator de reflux mai eficient poate fi realizat din mai multe tuburi de diametru mic plasate într-o cămașă cu apă curentă.În acest design, aburul are o zonă mare de contact cu pereții reci, ceea ce face ca condensatorul de reflux să fie mai eficient. .

Acest lucru se face astfel:

1. Tuburile cu diametru mic sunt asamblate într-o casetă care arată ca o tobă de revolver.
2. Dacă folosim această analogie, atunci aburul curge prin carcasele cartuşelor, iar lichidul de răcire circulă în corpul tamburului.
3. Acest design este dificil de fabricat; pentru a asambla o astfel de structură, trebuie să utilizați sudarea din oțel inoxidabil sau lipirea cu cupru.

Cu ce ​​sa-l inlocuiesti?

Dacă realizarea sau achiziționarea unui condensator de reflux este problematică, îl puteți înlocui cu un simplu barbotor.

• Pentru a face acest lucru, luați un borcan simplu de sticlă (de preferință de cel puțin 1 litru) cu capac înșurubat. Două găuri sunt găurite în capac - intrare și ieșire.
• Tuburile sunt introduse în găuri, în timp ce la intrare tubul scade aproape până la fund, iar tubul de ieșire este situat chiar la capac.
• Este important să etanșați cu grijă îmbinarea dintre tuburi și capac. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza sudarea sau lipirea la rece.
• Aproximativ o treime se toarnă în borcan apă rece. Mecanismul de funcționare al barbotorului este simplu: aburul sub presiune trece printr-un tub și trece prin coloana de apă. În același timp, se răcește, uleiurile de fuel se condensează și se dizolvă în apă.
• O parte din alcool se dizolvă și în apă, dar aceasta nu este o problemă: în timpul funcționării, apa este încălzită cu abur fierbinte, iar alcoolul se reevaporă de pe suprafața borcanului. Trebuie remarcat faptul că un condensator de reflux are o serie de avantaje față de un barbotator, de exemplu, capacitatea de a regla intensitatea procesului de reflux.

Urmărește videoclipul în care este dezasamblat un cooler chinezesc Moonshine, a fost întotdeauna interesant din ce este făcut din fabrică:

Dispozitive industriale

În industria alcoolului, utilizarea condensatoarelor de reflux este o condiție prealabilă.În același timp există tipuri diferite- acțiune directă și inversă.

1. Acțiune directă - flegma intră într-un rezervor separat și nu mai este implicată în proces.
2. Opusul este adevărat - flegma este introdusă în cubul de distilare, se evaporă din nou și din nou, evaporând alcoolul rămas. În acest caz, se folosesc capcane speciale pentru alcool și sisteme de ventilație.

Scopul principal al condensatorului de reflux este de a reduce timpul și numărul de operațiuni tehnologice și de a îmbunătăți calitatea inițială a produsului. Condensatorul de reflux separă aburul în mai multe fracții. Aburul, care trece prin pale și calorifere, este învolburat și răcit. Controlul temperaturii se realizează automat folosind senzori și un controler.

Ca urmare, după dispozitiv, aburul conține în principal alcool și o mică parte de apă - tăria alcoolului poate ajunge la 70-90 de grade.

Concluzie

Deci, utilizarea frigiderelor intermediare - condensatoare cu reflux - este necesară dacă trebuie să obțineți alcool de calitate superioară la costuri minime.

Utilizarea acestui dispozitiv este obligatorie dacă calitatea piureului este scăzută, există mirosuri străine sau vă simțiți continut ridicat uleiuri de combustibil. În același timp, cele mai simple structuri pot fi realizate cu ușurință cu propriile mâini sau comandate de la sudori cu argon.

Cel mai comun tip de schimbător de căldură în industrie este învelișul și tubul. Opțiunea acestuia proiecta depinde de sarcinile cu care se confruntă utilizatorii. Un generator cu înveliș și tub nu trebuie să fie cu mai multe tuburi - un condensator de reflux obișnuit de tip manta, un frigider cu flux direct (a) sau contracurent (b) de tip „țeavă în conductă” sunt, de asemenea, înveliș. -sisteme cu tuburi.

Se folosesc și schimbătoare de căldură cu o singură trecere cu mișcare încrucișată a lichidelor de răcire (c). Dar cel mai eficient și des folosit pentru schimbătoarele de căldură cu mai multe conducte este circuitul cu flux încrucișat cu mai multe treceri (d).

Cu această schemă, un flux de lichid sau abur se deplasează prin țevi, iar un al doilea lichid de răcire se deplasează spre el în zig-zag, traversând în mod repetat țevile. Acesta este un hibrid de opțiuni contracurent și cross-flow, care vă permite să faceți schimbătorul de căldură cât mai compact și eficient posibil.

Principiul de funcționare al schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub și domeniul lor de aplicare

În fabricarea berii la luciu de lună, frigiderele cu flux încrucișat cu mai multe treceri sunt de obicei numite frigidere cu carcasă și tub (CHT), iar versiunea lor cu o singură țeavă se numește frigider cu flux invers sau cu flux direct. În consecință, atunci când se utilizează aceste structuri ca condensatoare de reflux - condensatoare de reflux cu carcasă și tub și manta.

În alambicurile casei moonshine, coloanele de piure și de distilare, aburul este furnizat acestor schimbătoare de căldură în conformitate cu conducte interioare, și apă de răcire în carcasă. Orice inginer industrial de încălzire ar fi revoltat de acest lucru, deoarece în conducte se poate crea o viteză mare a lichidului de răcire, crescând semnificativ transferul de căldură și eficiența instalației. Cu toate acestea, distilatorii au propriile lor obiective și nu au întotdeauna nevoie de eficiență ridicată.

De exemplu, în condensatoarele de reflux pentru coloanele de abur, dimpotrivă, este necesar să se înmoaie gradientul de temperatură, să se extindă zona de condensare cât mai mult posibil și, după ce a condensat partea necesară a aburului, să se prevină suprarăcirea refluxului. . Și chiar reglementați cu precizie acest proces. Criterii complet diferite vin în prim-plan.

Dintre frigiderele utilizate în fabricarea berii la lumină de lună, cele mai utilizate sunt serpentinele, fluxurile directe și tuburile și tuburile. Fiecare dintre ele are propriul domeniu de utilizare.

Pentru dispozitivele cu productivitate scăzută (până la 1,5-2 l/oră), cel mai rațional este să folosiți bobine mici. În absența apei curgătoare, bobinele oferă și un avans altor opțiuni. Opțiunea clasică este o bobină într-o găleată cu apă. Dacă există un sistem de alimentare cu apă și productivitatea dispozitivului este de până la 6-8 l/h, atunci unități cu flux drept proiectate pe principiul „pipe-in-pipe”, dar cu un spațiu inelar foarte mic (aproximativ 1 -1,5 mm), au un avantaj. Un fir este înfășurat în spirală pe conducta de abur în trepte de 2-3 cm, ceea ce centrează conducta de abur și prelungește traseul apei de răcire. Cu puteri de încălzire de până la 4-5 kW, aceasta este cea mai economică opțiune. O mașină cu carcasă și tub poate, desigur, înlocui o mașină cu flux direct, dar costul de producție și consumul de apă vor fi mai mari.

Carcasa și tubul iese în prim-plan când sisteme autonome răcire, deoarece este complet nesolicitant la presiunea apei. De regulă, o pompă obișnuită de acvariu este suficientă pentru o funcționare cu succes. În plus, cu puteri de încălzire de 5-6 kW și peste, un frigider cu carcasă și tub nu devine practic nicio alternativă, deoarece lungimea unui frigider cu trecere o dată pentru utilizarea puterilor mari va fi irațională.

Pentru deflegmatorii coloanelor de piure situația este oarecum diferită. Cu diametre mici de coloane, de până la 28-30 mm, un producător obișnuit de cămăși (în principiu, aceeași mașină cu tuburi) este cel mai rațional.

Pentru diametre de 40-60 mm, liderul este. Acesta este un răcitor de înaltă precizie, cu control clar al puterii și o incapacitate absolută de aerisire. Dimrot vă permite să configurați moduri cu cea mai scăzută suprarăcire cu reflux. Atunci când lucrați cu coloane împachetate, datorită designului său, face posibilă centrarea returului de reflux, irigand cel mai bine împachetarea.

Carcasa și tubul ies în prim-plan în sistemele de răcire autonome. Irigarea duzei cu reflux are loc nu în centrul coloanei, ci de-a lungul întregului plan. Acest lucru este mai puțin eficient decât Dimrot, dar destul de acceptabil. În acest mod, consumul de apă al mașinii cu carcasă și tub va fi semnificativ mai mare decât cel al Dimroth.

Dacă aveți nevoie de un condensator pentru o coloană cu extracție de lichid, atunci Dimroth este de neegalat datorită preciziei ajustării și subrăcirii cu reflux scăzut. Un shell-and-tube este, de asemenea, folosit în aceste scopuri, dar suprarăcirea refluxului este greu de evitat și consumul de apă va fi mai mare.

Motivul principal pentru popularitatea carcasei și tuburilor în rândul producătorilor de aparate de uz casnic este că acestea sunt mai universale în utilizare, iar piesele lor sunt ușor unificate. În plus, utilizarea condensatoarelor de reflux cu carcasă și tub în dispozitive de tip „constructor” sau „inversare” este dincolo de concurență.

Calculul parametrilor unui deflegmator cu carcasă și tub

Calculul suprafeței necesare schimbului de căldură poate fi efectuat folosind o metodă simplificată.

1. Determinați coeficientul de transfer termic.

Formule pentru calcule:

R = h/A, (m2K)/W;

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (m2K)/W;

K = 1/Rs, W/(m2K).

2. Determinați diferența medie de temperatură dintre abur și apa de răcire.

Temperatura vaporilor saturati de alcool Тп = 78,15 °C.

Puterea maximă de la condensatorul de reflux este necesară în modul de funcționare autopropulsat al coloanei, care este însoțit de o alimentare maximă cu apă și o temperatură minimă de ieșire. Prin urmare, presupunem că temperatura apei la intrarea în carcasă și tub (15 - 20) este T1 = 20 °C, la ieșire (25 - 40) - T2 = 30 °C.

Твх = Тп - Т1;

Tout = Tp - T2;

Calculăm temperatura medie (Tav) folosind formula:

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

Adică, în cazul nostru, rotunjit:

Tot = 48°C.

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

3. Calculați aria de schimb de căldură. Pe baza coeficientului cunoscut de transfer de căldură (K) și temperatura medie(Тср), determinăm suprafața necesară pentru schimbul de căldură (St) pentru puterea termică necesară (N), W.

St = N / (Tav * K), m2;

Dacă, de exemplu, trebuie să folosim 1800 W, atunci St = 1800 / (53 * 1493) = 0,0227 m2 sau 227 cm2.

4. Calcul geometric. Să decidem asupra diametrului minim al tuburilor. Într-un condensator cu reflux, flegma se îndreaptă spre abur, deci este necesar să se îndeplinească condițiile pentru curgerea sa liberă în duză fără suprarăcire excesivă. Dacă faceți tuburi cu un diametru prea mic, puteți provoca sufocarea sau eliberarea de reflux în zona de deasupra condensatorului de reflux și mai departe în selecție, atunci puteți uita pur și simplu de buna purificare de impurități.

Calculăm secțiunea transversală totală minimă a tuburilor la o putere dată folosind formula:

Secțiunea = N * 750 / V, mm 2, unde

N – puterea (kW);

750 – vaporizare (cm 3 / s kW);

V – viteza aburului (m/s);

Ssec – suprafata minima secțiune transversală tuburi (mm 2)

Când se calculează distilatoarele de tip coloană, puterea de încălzire este selectată pe baza viteza maxima abur în coloană 1-2 m/s. Se crede că dacă viteza depășește 3 m/s, atunci aburul va conduce refluxul în sus pe coloană și îl va arunca în selecție.

Dacă trebuie să aruncați 1,8 kW într-un condensator de reflux:

Secțiune = 1,8 * 750 / 3 = 450 mm 2.

Dacă faceți un condensator de reflux cu 3 tuburi, înseamnă că aria secțiunii transversale a unui tub nu este mai mică de 450 / 3 = 150 mm 2, diametrul intern este de 13,8 mm. Dimensiunea standard mai apropiată a conductei este de 16 x 1 mm (diametrul interior 14 mm).

Cu un diametru cunoscut al conductei d (cm), găsim lungimea totală minimă necesară:

L= St / (3,14 * d);

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

Dacă facem 3 tuburi, atunci lungimea condensatorului de reflux ar trebui să fie de aproximativ 15 cm.

Lungimea este ajustată ținând cont de faptul că distanța dintre pereți despărțitori trebuie să fie aproximativ egală cu raza interioară a corpului. Dacă numărul de partiții este par, atunci conductele pentru alimentarea și scurgerea apei vor fi pe părți opuse, iar dacă este impar, pe aceeași parte a condensatorului de reflux.

Creșterea sau micșorarea lungimii conductelor în raza coloanelor de uz casnic nu va crea probleme cu controlabilitatea sau puterea deflegmatorului, deoarece corespunde erorilor de calcul și poate fi compensată prin soluții de proiectare suplimentare. Poti lua in considerare optiuni cu 3, 5, 7 sau mai multe tuburi, apoi alege-l pe cel optim din punctul tau de vedere.

Caracteristicile de proiectare ale unui schimbător de căldură cu carcasă și tub

Paravane

Distanța dintre pereți este aproximativ egală cu raza corpului. Cu cât această distanță este mai mică, cu atât este mai mare viteza de curgere și cu atât mai puține posibilități de stagnare.

Pereții despărțitori direcționează fluxul prin tuburi, acest lucru crește semnificativ eficiența și puterea schimbătorului de căldură. De asemenea, pereții despărțitori împiedică îndoirea tuburilor sub influența sarcinilor termice și măresc rigiditatea condensatorului de reflux cu carcasă și tub.

Segmentele sunt tăiate în pereții despărțitori pentru a permite trecerea apei. Segmentele nu trebuie să fie mai mici decât aria secțiunii transversale a conductelor de alimentare cu apă. De obicei, această valoare este de aproximativ 25-30% din suprafața septului. În orice caz, segmentele trebuie să asigure egalitatea vitezei apei de-a lungul întregii traiectorii de mișcare, atât în ​​fascicul de tuburi, cât și în golul dintre fascicul și corp.

Pentru condensatorul de reflux, în ciuda lungimii sale mici (150-200 mm), este logic să faceți mai multe partiții. Dacă numărul lor este par, fitingurile vor fi pe părți opuse, dacă sunt impar - pe aceeași parte a condensatorului de reflux.

La instalarea pereților despărțitori transversali, este important să vă asigurați că spațiul dintre corp și despărțitor este cât mai mic posibil.

Tuburi

Grosimea pereților tubului nu este deosebit de importantă. Diferența de coeficient de transfer termic pentru grosimi de perete de 0,5 și 1,5 mm este neglijabilă. De fapt, tuburile sunt transparente termic. Alegerea dintre cupru și oțel inoxidabil, din punct de vedere al conductibilității termice, își pierde și ea sensul. Atunci când alegeți, trebuie să treceți de la proprietățile operaționale sau tehnologice.

La marcarea foii tubulare, acestea sunt ghidate de faptul că distanțele dintre axele tuburilor ar trebui să fie aceleași. Ele sunt de obicei plasate la vârfurile și laturile unui triunghi sau hexagon regulat. Conform acestor scheme, cu același pas este posibil să plasați numărul maxim de tuburi. Tubul central devine cel mai adesea problematic dacă distanțele dintre tuburile din fascicul nu sunt egale.

Figura prezintă un exemplu locația corectă găuri.

Pentru ușurința sudurii, distanța dintre tuburi nu trebuie să fie mai mică de 3 mm. Pentru a asigura rezistența conexiunilor, materialul plăcii tubulare trebuie să fie mai dur decât materialul țevii, iar spațiul dintre ecran și țevi nu trebuie să fie mai mare de 1,5% din diametrul țevii.

La sudare, capetele țevilor ar trebui să iasă deasupra grătarului la o distanță egală cu grosimea peretelui. În exemplele noastre - cu 1 mm, acest lucru vă va permite să realizați o cusătură de înaltă calitate prin topirea țevii.

Calculul parametrilor unui frigider cu carcasă și tub

Principala diferență dintre un frigider cu carcasă și tub și un condensator de reflux este că refluxul din frigider curge în aceeași direcție cu aburul, astfel încât stratul de reflux din zona de condensare crește mai ușor de la minim la maxim și grosimea medie este puțin mai mare.

Pentru calcule, vă recomandăm să setați grosimea la 0,8 mm. Într-un condensator cu reflux, este adevărat opusul - la început, un strat gros de reflux, care s-a îmbinat de pe întreaga suprafață, se întâlnește cu aburul și practic îl împiedică să se condenseze complet. Apoi, după ce a depășit această barieră, aburul intră într-o zonă cu o peliculă de reflux minimă, de aproximativ 0,5 mm grosime. Aceasta este grosimea la nivelul reținerii sale dinamice; condensul are loc în principal în această zonă.

Luând grosimea medie a stratului de reflux de 0,8 mm, folosind un exemplu specific vom lua în considerare caracteristicile calculării parametrilor unui frigider cu carcasă și tub folosind o metodă simplificată.

Cerințele maxime de putere pentru frigider sunt impuse de prima distilare, pentru care se fac calcule. Putere utilă de încălzire – 4,5 kW. Temperatura de intrare a apei – 20 °C, temperatura de ieșire – 30 °C, aburului – 92 °C.

Твх = 92 - 20 = 72 °C;

Tout = 92 - 30 = 62 °C;

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

Zona de transfer termic:

St = 4500 / (67 * 855,6) = 787 cm².

Secțiunea transversală totală minimă a conductelor:

Secțiunea S = 4,5*750/10= 338 mm²;

Alegem un frigider cu 7 conducte. Suprafața secțiunii unei țevi: 338 / 7 = 48 mm sau diametrul interior 8 mm. Din gama standard de țevi, 10x1 mm (cu un diametru interior de 8 mm) este potrivit.

Atenţie! Când se calculează lungimea frigiderului, diametrul exterior este de 10 mm.

Determinați lungimea tuburilor frigiderului:

L= 787 / 3,14 / 1 = 250 cm, prin urmare, lungimea unui tub: 250 / 7 = 36 cm.

Clarificăm lungimea: dacă corpul frigiderului este realizat dintr-o țeavă cu un diametru interior de 50 mm, atunci ar trebui să existe 25 mm între pereți despărțitori.

36 / 2,5 = 14,4.

Prin urmare, puteți face 14 partiții și puteți obține conducte de intrare-ieșire a apei în direcții diferite, sau 15 partiții și conductele vor arăta într-o singură direcție, iar puterea va crește, de asemenea, ușor. Selectăm 15 partiții și ajustăm lungimea tuburilor la 37,5 mm.

Desene ale condensatoarelor cu reflux și ale frigiderelor cu carcasă și tub

Producătorii nu se grăbesc să-și împărtășească desenele schimbătoarelor de căldură cu carcasă și tub, iar meseriașii de acasă nu prea au nevoie de ele, dar totuși unele diagrame sunt în domeniul public.

Postfaţă

Nu trebuie să uităm că toate cele de mai sus sunt un calcul teoretic folosind o metodă simplificată. Calculele de inginerie termică sunt mult mai complexe, dar în intervalul real al gospodăriei de modificări ale puterii de încălzire și alți parametri, metoda dă rezultate corecte.

În practică, coeficientul de transfer de căldură poate fi diferit. De exemplu, din cauza rugozității crescute a suprafeței interioare a țevilor, stratul de reflux va deveni mai mare decât cel calculat, sau frigiderul nu va fi amplasat vertical, ci în unghi, ceea ce își va schimba caracteristicile. Există multe opțiuni.

Calculul vă permite să determinați cu exactitate dimensiunile schimbătorului de căldură, să verificați cum o modificare a diametrului conductei va afecta caracteristicile și să respingeți toate opțiunile nepotrivite sau garantate mai proaste fără costuri suplimentare.