Produkcja i zastosowanie deflegmatora dimrotha
Lodówka Dimroth jest jednym z najczęściej występujących elementów w kolumnach do zacierów domowych i destylacyjnych. Najważniejsze jest, aby zrobić to dobrze i poprawnie z niego korzystać..
Menu
Zasada działania
Nazwa deflegmatora pochodzi od nazwiska jego twórcy - niemieckiego chemika organicznego Otto Dimrotha (1872-1940). Urządzenie to kolba ze spiralą wewnątrz, chłodzona wodą. Opary alkoholu kondensują się na spirali, następnie refluks i krople alkoholu z dolnej pętli spirali w środku wpadają do wznoszącego się strumienia oparów alkoholu. Poprawia to zmienność..
Jedyną wadą skraplacza zwrotnego Dimroth w porównaniu z innymi lodówkami z przepływem bezpośrednim jest złożoność jego produkcji, która wpływa na koszt. Zalety konstrukcyjne: lotność skondensowanego alkoholu i proste ustawienie temperatury w ekstrakcji cieczą.
Obliczanie parametrów
Obliczenie wymaganej długości lodówki Dimroth można wykonać za pomocą uproszczonej metody, potrzebujesz tylko kalkulatora.
| Parametr | Grubość warstwy h, m | Specyficzna przewodność cieplna λ, W / (m * K) | Odporność termiczna R, (m2K) / W |
| Powierzchnia kontaktu metalu z wodą, (R1) | 0,00001 | ||
| Metal Dimroth (stal nierdzewna λ = 17, miedź - 400), (R2) | 0,001 | 17 | 0,00006 |
| Flegma (R3) | 0,001 | jeden | 0,001 |
| Powierzchnia kontaktu oparów metalu (R4) | 0,0001 | ||
| Całkowity opór cieplny (Rs) | 0,00117 | ||
| Współczynnik przenikania ciepła (K), W / (m2DO) | 855,6 | ||
| Współczynnik korygujący uwzględniający siły odśrodkowe w wężownicy i turbulencje przepływu, (Ет) | 1.44 | ||
| Końcowy współczynnik przenikania ciepła w Dimroth (Kd), W / (m2DO) | 1234.1 |
1. Określić współczynnik przenikania ciepła.
Formuły:
R = h / λ, (m2K) / W-
Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (m2K) / W-
K = 1 / Rs, W / (m2DO)-
Et = 1 + 3,54 * d / D, gdzie d to średnica rury Dimrotha (mm), D to średnica spirali (mm)-
Kd = Et * K, W / (m2DO).
2. Określić średnią różnicę temperatur między parą a wodą chłodzącą.
Temperatura nasyconych par alkoholu Tp = 78,15 ° C-
Dimrot temperatura wody na wlocie (możliwy zakres 15-20 ° C) - Т1 = 20 ° C-
Temperatura wody na wylocie Dimrotha (możliwy zakres 30-40 ° C) - Т2 = 35 ° C.
Tvx = Tp - T1-
Thv = TP - T2.
Średnia temperatura (Tav) jest obliczana według wzoru:
Tav = (Tvx - Tvh) / Ln (Tvh / Tvh).
Oznacza to, że w naszym przypadku jest zaokrąglony: Tvx = 58 - Thi = 43-
Tav = (58 - 43) / Ln (58/43) = 15 / Ln (1,35) = 50 ° C.
3. Ostatni etap: na podstawie znanych Kd i Tav określić wymaganą powierzchnię wymiany ciepła (S) dla wymaganej mocy cieplnej N, (W).
S = N / (Tav * Kd), (m2).
Na przykład, jeśli potrzebujesz odzyskać moc 3000 W, wówczas powierzchnia wymiany ciepła:
S = 3000 / (50 * 1234,1) = 0,04832 m2 lub 483 cm2.
Przy znanej średnicy rury Dimrotha d (cm) znajdujemy jej minimalną wymaganą długość:
L = S / (3,14 * d).
L = 483 / (3,14 * 0,6) = 256,6 cm.
Przy współczynniku bezpieczeństwa 1,2 długość rury lodówki Dimroth będzie wynosić:
Wymiar L = 1,2 * L..
L dimroth = 1,2 * 256,6 = 308 cm, co potwierdzają znane dane eksperymentalne.
Trwa liczenie...
Wprowadź początkowe dane po lewej stronie
Zastosowanie Dimrotha w praktyce
Często zadawane są pytania o to, która lodówka Dimroth jest lepsza: jednowarstwowa czy dwuwarstwowa? Czy zwoje powinny być rozłączone, czy lepsze jest ciasne uzwojenie? Można jednoznacznie odpowiedzieć na te pytania jedynie poprzez zrozumienie, gdzie i do czego zostanie zastosowana..
Jednowarstwowe dimroty najczęściej stosuje się w kolumnach zacierowych z ekstrakcją parą za chłodnicą zwrotną oraz w skraplaczach nachylonych. To właśnie dla BK Dimroty są wykonywane z wygiętym dolnym zakrętem, aby wyśrodkować flegmę wpływającą do dyszy. W przypadku pałki wygięty dolny zakręt nie ma znaczenia, jednak konieczne jest zapewnienie szczelin między zwojami Dimrotha, aby flegma łatwiej spływała w dół i nie tworzyła dodatkowego oporu cieplnego podczas kondensacji pary.
W przypadku skraplacza nachylonego Dimrot jest wykonany z dużą szczeliną między nim a ścianami chłodnicy zwrotnej. W przypadku ciasnego przylegania cewek do ciała część z tych cewek jest zalewana i przestają uczestniczyć w kondensacji pary, ale z powodzeniem pracują nad przechłodzeniem flegmy.
Dwuwarstwowe Dimroty są używane zarówno w BC, jak i RK. Przede wszystkim taka konstrukcja pozwala na zmniejszenie wysokości chłodnicy zwrotnej lub skraplacza, co daje większe możliwości zwiększenia wysokości wypełnionej części kolumny..
Prawidłowo wykonany dwuwarstwowy Dimrot pod względem wykorzystywanej mocy jest około 1,5 razy bardziej wydajny niż jednowarstwowy.
Para przepływająca wzdłuż zewnętrznych zwojów Dimrotha jest ograniczona z jednej strony ścianą zewnętrzną, z drugiej - ciasno nawiniętymi wężownicami wewnętrznymi. Dzięki temu można wydłużyć jego drogę i jednocześnie dobrze podgrzać wodę chłodzącą w drodze do dolnych zwojów warstwy wewnętrznej, gdzie skrapla się większość pary. Generalnie strefa skraplania jest rozciągnięta, dzięki czemu płynący refluks dłużej styka się z parą wychodzącą do góry i lepiej się nagrzewa..
Dwuwarstwowe dimroty są również wykonane dla nachylonych chłodnic zwrotnych, ale tylko z wydłużonymi zwojami.
W przypadku stosowania dwuwarstwowych dimrotów w kondensatorach z przegrodą pionową konieczne jest wprowadzenie gęstej masy 2-3 cm do wnęki środkowej od góry do wnęki środkowej. Zwiększy to możliwości wykorzystania Dimrotha bez przedostawania się pary do atmosferycznej rury komunikacyjnej (TCA).
Jak zrobić Dimrot własnymi rękami
Lepiej jest zrobić Dimroth z nierdzewnej rury o średnicy 6 mm i grubości ścianki 1 mm. Taka rura dobrze się wygina i nie wymaga wstępnego napełniania piaskiem ani solą. Dimroty są wykonane z rur 8 mm głównie do pracy z autonomicznym chłodzeniem, ponieważ jest to znacznie łatwiejsze w przypadku pomp o małej mocy..
Miedź jest dopuszczalna w produkcji Dimroth do BK z wyciągiem pary nad chłodnicą zwrotną, ale trzeba być przygotowanym na taki rysunek (patrz rysunek).
Jeśli miedziany Dimrot jest zainstalowany w skraplaczu, produkt może być zanieczyszczony tlenkami miedzi w przewodzie..
Dimroth jest najłatwiejszy do wykonania na tokarce..
Ale jeśli nie jest to możliwe, możesz zrobić najprostsze urządzenie (patrz zdjęcia).
Jest to pracochłonny proces, ale nie można go nazwać skomplikowanym..
Trzpień powinien być dobrany na podstawie wewnętrznej średnicy korpusu deflegmatora. Na przykład średnica wewnętrzna wynosi 48 mm, wtedy należy odjąć 2 mm dla szczeliny między korpusem a zewnętrznymi zwojami, a następnie 4 razy 6 mm dla dwuwarstwowego Dimrotha - otrzymujesz 22 mm. Następnie zostaw kilka milimetrów zapasu i możesz nawinąć rurę na 20 mm. Jeśli Dimrot jest miedziany, to po nawinięciu rura nie sprężynuje.
Robiąc Dimroth ze stali nierdzewnej, istnieją niuanse: bezszwowa stal nierdzewna dobrze się zwija, a szew może dać mocną sprężynę i ogólnie nie będzie pasował do rury, lepiej nie zadzierać z nią.
Wiele osób woli nie ryzykować, używając trzpieni cieńszych o kilka milimetrów. W każdym razie, jeśli nie spiesz się i stworzysz dobre napięcie podczas nawijania, wszystko się ułoży. Po zakończeniu zwijania śrubokrętem i młotkiem zawsze możesz wyregulować szczeliny, aby lodówka Dimrotha była piękniejsza.