что лучше кожухотрубный холодильник или димрот
Типы дефлегматоров в самогонных аппаратах. Какой лучше
Вы уже наверняка знаете, что самогонный аппарат колонного типа сдефлегматором (да, бывает и без дефлегматора) позволяет более точно,чисто разделить фракции, укрепить спирт, просто регулируя охлаждение.
Если хотите узнать об этомподробнее или освежить в памяти информацию, читайте статью «Для чего нужен дефлегматор в самогонномаппарате».
Теперь осталось выяснить, какиетипы дефлегматоров существуют и какой из них эффективнее.
Типыдефлегматоров
Пройдемся кратко по устройствудефлегматоров разных типов. Совсем подробно о конструкции читайте в материале «Устройство и принцип работы дефлегматора».
Рубашечный (или пленочный, илипрямоточный) — это 2 цилиндра, один внутри другого. В полости между нимидвижется вода охлаждения. Пар идет по внутреннему цилиндру вверх, черезотверстия. Флегма конденсируется на прохладных стенках и стекает вниз.Пленочный дефлегматор с одним внутренним цилиндром и отверстием называютрубашечным, с несколькими — кожухотрубным. Рубашечный дефлегматор — самыйпростой и дешевый. Зато его легко настроит даже начинающий самогонщик.
Кожухотрубный
Несколько трубок вместо внутреннего цилиндра обеспечивают пару большую площадь контакта и, как следствие, большую разделительную способность.
Димрота
Холодильник, названный в честьфизика Димрота, представляет собой 2 цилиндра — внешний и внутренний. Междувнутренним и внешним цилиндрами расположен змеевик с водой охлаждения. Парвыходит из верхней части внутреннего цилиндра, флегма конденсируется на спиралии стекает вниз, в приемник. Этот тип холодильника обычно идет вассортименте магазинов, как дополнительный узел, а не в комплекте с аппаратом.Дефлегматор Димрота дорог в изготовлении, поэтому и цена его «кусается». Зато с ним проще настраивать отбор по жидкости, а кроме того, площадь контактабольше и повторная испаряемость флегмы выше.
И конечно же, всех волнует вопрос:какой дефлегматор лучше?Однозначно на него ответить невозможно, поскольку в зависимости от конструкциии функций, каждый тип оказывается более эффективным в той или инойситуации.
Какойдефлегматор лучше, Димрота или кожухотрубный?
Если охлаждение автономное,кожухотрубный подойдет лучше и будет расходовать меньше воды. С другойстороны, кожухотрубный орошает насадку менее эффективно — по всей поверхности,а не по центру, как дефлегматор Димрота. И его сложнее настраивать, он не дляновичков.
Дефлегматор Димрота точен, мощен,не образует воздушных пробок, с ним легче поддерживать нужную температуруфлегмы. Именно поэтому он отлично подойдет для жидкостного отбора.Кожухотрубный конкурент при жидкостном отборе расходует больше воды и легкопереохлаждает конденсат.
Какойдефлегматор лучше кожухотрубный или рубашечный?
Кожухотрубный разделяет иукрепляет лучше, не зависит от напора воды и хорошо охлаждает при мощностинагрева в 5000-6000 Вт. Зато рубашечный расходует меньше воды и незаменимпри производительности 6-8 л/час и мощности нагрева. Рубашечный дефлегматорлучше подходит для бражных колонн с сечением менее 1,5 дюймов.
Какойдефлегматор лучше, Димрота или рубашечный?
При примерно равных размерахДимрот более производителен, а рубашечник дешевле и его просто настраивать.
Какойдефлегматор лучше медный или из нержавейки?
Колонне, в общем-то, все равно,она убирает все примеси. А вот для дистиллятора медь предпочтительнее. Знатокиутверждают, что с медным дефлегматором получается более мягкий и вкусныйдистиллят. Единственный нюанс — окислы меди надо счищать обязательно ирегулярно, они ядовиты.
Димрот или рубашечник?
Посл. ред. 01 Мая 11, 20:16 от victorchik
Уважаемые коллеги, прошу объяснить, в чем преимущества димрота над дистилятором рубашечного типа?
Николай334, 30 Апр. 11, 21:55
Посл. ред. 01 Мая 11, 16:04 от SnakeFish
У меня рубашка с отражательными экранами внутри. SnakeFish, 30 Апр. 11, 23:44
Это всё для успокоения,конструкциия часто возникающее здесь,
Главное площадь конденсации, тутSnakeFish, прав. Но всякие отражатели-рефлекторы-экраны, это всё равно что перо в шляпе: «красиво, но пользы никакой»
При конденсации пара на холодной поверхности, рядом с поверхностью образуется вакуум, котоый и подсасывает к себе следующую порцию пара.
ГРУБО, создаётся перепад давления между общим обьёмом и холодной поверхностью, в 1атмосферу. А для газа это очень приличное давление.
Поэтому стоят у тебя отражатели, или нет «налево или направо у тебя тюбитейка одета» по хрену, ни одна холодная поверхность без пара не останется.
Селянин, 01 Мая 11, 18:05
Посл. ред. 01 Мая 11, 18:19 от SnakeFish
Кто бы спорил?
Может проще трубу пошире зделать,
Сначала делаем дефлегматор с фигушку, а затем эту фигушку обвязываем фиговинками,чтоб работало.
Не знаю как у вас, а у нас в сибири места много, достаточно чтобы 200кв.м в один этаж впихнуть.
И у меня на колоннах, я могу себе позволить лишний квадратный метр охлаждающей поверхности слепить, без всяких завихрителей.
Напомнились всякие завихрители в карбюраторах 80тых годов, польза от них была точно такая же, как от дефлегматорских нынешних.
Может проще трубу пошире зделать, Селянин, 01 Мая 11, 18:48
научите вставлять изображения в сообщение, у меня не получается Николай334, 01 Мая 11, 19:07
Холодильник димрота или кожухотрубный что лучше
Вы уже наверняка знаете, что самогонный аппарат колонного типа с дефлегматором (да, бывает и без дефлегматора) позволяет более точно, чисто разделить фракции, укрепить спирт, просто регулируя охлаждение.
Если хотите узнать об этом подробнее или освежить в памяти информацию, читайте статью «Для чего нужен дефлегматор в самогонном аппарате».
Теперь осталось выяснить, какие типы дефлегматоров существуют и какой из них эффективнее.
Типы дефлегматоров
Пройдемся кратко по устройству дефлегматоров разных типов. Совсем подробно о конструкции читайте в материале «Устройство и принцип работы дефлегматора».
Рубашечный (или пленочный, или прямоточный) — это 2 цилиндра, один внутри другого. В полости между ними движется вода охлаждения. Пар идет по внутреннему цилиндру вверх, через отверстия. Флегма конденсируется на прохладных стенках и стекает вниз. Пленочный дефлегматор с одним внутренним цилиндром и отверстием называют рубашечным, с несколькими — кожухотрубным. Рубашечный дефлегматор — самый простой и дешевый. Зато его легко настроит даже начинающий самогонщик.
Кожухотрубный
Несколько трубок вместо внутреннего цилиндра обеспечивают пару большую площадь контакта и, как следствие, большую разделительную способность. Такой холодильник установлен и на аппарате Luxstahl 8m.
Димрота
Холодильник, названный в честь физика Димрота, представляет собой 2 цилиндра — внешний и внутренний. Между внутренним и внешним цилиндрами расположен змеевик с водой охлаждения. Пар выходит из верхней части внутреннего цилиндра, флегма конденсируется на спирали и стекает вниз, в приемник. Этот тип холодильника обычно идет в ассортименте магазинов, как дополнительный узел, а не в комплекте с аппаратом. Дефлегматор Димрота дорог в изготовлении, поэтому и цена его «кусается». Зато с ним проще настраивать отбор по жидкости, а кроме того, площадь контакта больше и повторная испаряемость флегмы выше.
И конечно же, всех волнует вопрос: какой дефлегматор лучше? Однозначно на него ответить невозможно, поскольку в зависимости от конструкции и функций, каждый тип оказывается более эффективным в той или иной ситуации.
Какой дефлегматор лучше, Димрота или кожухотрубный?
Если охлаждение автономное, кожухотрубный подойдет лучше и будет расходовать меньше воды. С другой стороны, кожухотрубный орошает насадку менее эффективно — по всей поверхности, а не по центру, как дефлегматор Димрота. И его сложнее настраивать, он не для новичков.
Дефлегматор Димрота точен, мощен, не образует воздушных пробок, с ним легче поддерживать нужную температуру флегмы. Именно поэтому он отлично подойдет для жидкостного отбора. Кожухотрубный конкурент при жидкостном отборе расходует больше воды и легко переохлаждает конденсат.
Какой дефлегматор лучше кожухотрубный или рубашечный?
Кожухотрубный разделяет и укрепляет лучше, не зависит от напора воды и хорошо охлаждает при мощности нагрева в 5000-6000 Вт. Зато рубашечный расходует меньше воды и незаменим при производительности 6-8 л/час и мощности нагрева. Рубашечный дефлегматор лучше подходит для бражных колонн с сечением менее 1,5 дюймов.
Какой дефлегматор лучше, Димрота или рубашечный?
При примерно равных размерах Димрот более производителен, а рубашечник дешевле и его просто настраивать.
Какой дефлегматор лучше медный или из нержавейки?
Колонне, в общем-то, все равно, она убирает все примеси. А вот для дистиллятора медь предпочтительнее. Знатоки утверждают, что с медным дефлегматором получается более мягкий и вкусный дистиллят. Единственный нюанс — окислы меди надо счищать обязательно и регулярно, они ядовиты.
Становимся самогонщиками. Часть 2 — выбор холодильника.
Конечно же, картинка — шутка, и речь пойдёт совсем о другом «холодильнике». О «холодильнике» как неотъемлемой части самогонного аппарата.
Продолжая тему выбора самогонного аппарата хочу более подробно остановиться на выборе конденсора, проще говоря — холодильника, поскольку без него не обойдётся ни один самогонщик.
Превратившись в кубе в пар и пройдя определённый путь, самогонный пар так или иначе попадает в охладитель (конденсор, холодильник), где, охладившись, превращается окончательно в то, что мы привычно называем «самогон». Но каким может быть холодильник? Каким он должен быть? И каким будет именно ваш холодильник? Ну, каким будет ваш — выбирать вам. А вот каким может и должен быть — давайте посмотрим вместе.
Для начала определимся, что должен делать холодильник? Правильно, надёжно охладить все пары, до него дошедшие. Желательно до температуры не выше 40 градусов, самогон — не чай, горячий не нужен.
Надеюсь, нет необходимости всерьёз обсуждать совсем уж древние модели. Но посмотреть и посмеяться лишним не будет.
Нет, такой аппарат нам не нужен!
Нет, такой аппарат нам не нужен!
Возможно, подойдёт «холодильник-сапог»?
Возможно, подойдёт «холодильник-сапог»?
А теперь более серьёзно.
Среди применяемых в самогоноварении холодильников чаще всего применяются змеевики и кожухотрубники.
«Холодильник-змеевик» для подключения к водопроводу.
«Холодильник-змеевик» для подключения к водопроводу.
Холодильник в виде спирали из трубки(змеевик), помещённой в емкость (даже в сапог, как на картинке) с охлаждающим веществом (чаще всего — водой) имеет право на жизнь и до сих пор активно используется.
Такой охладитель можно сделать самостоятельно, а можно и купить в современном магазине самогонных аппаратов. И он будет особенно полезен там, где нет доступа к проточному водоснабжению.
Но даже если есть возможность подключения к водопроводу, всё-таки по эффективности охлаждения такие холодильники при равных габаритах уступают (за исключением холодильника Димрота) современным кожухотрубным холодильникам.
Принципиальная схема работы холодильника Димрота.
Принципиальная схема работы холодильника Димрота.
Холодильник Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По этой трубке циркулирует вода и на этой же трубке конденсируются спиртовые пары, превращаясь в жидкость. Отличие Димрота от обычного змеевикового холодильника именно в том, что спиртовые пары находятся в «рубашке», а охлаждающая вода — в спиральной трубке.
Холодильник Димрота из металла, на кламповых соединениях.
Холодильник Димрота из металла, на кламповых соединениях.
Холодильник Димрота из стекла.
Холодильник Димрота из стекла.
Прямоточный холодильник является практически трубой в трубе. По внутренней трубе идёт пар, а вокруг внутренней трубы находится внешняя, так называемая «рубашка» или «кожух», заполненная охлаждающей водой. Поэтому такие холодильники часто называют рубашечными или кожухотрубными. Именно в «рубашке», между внутренней и внешней трубой циркулирует охлаждающая вода. По своей сути прямоточник — тоже является кожухотрубным холодильником, только в однотрубном варианте.
Но наибольшую популярность среди кожухотрубников снискали многотрубные холодильники.
Внутреннее устройство кожухотрубника. Видны перегородки, направляющие поток воды в кожухе вокруг трубок.
Внутреннее устройство кожухотрубника. Видны перегородки, направляющие поток воды в кожухе вокруг трубок.
Кожухотрубники разной длинны.
Кожухотрубники разной длинны.
Эффективность кожухотрубника во многом зависит от его рабочей длинны, т.е. длинны трубок, находящихся в кожухе (рубашке), их количества и диаметра, от количества перегородок в кожухе, направляющих поток воды вокруг трубок.
Кожухотрубники с разным количеством трубок.
Кожухотрубники с разным количеством трубок.
В принципе всё просто: больше трубок — лучше охлаждает; длиннее трубки — лучше охлаждает. Больше перегородок внутри — меньше расход воды.
Надеюсь, что для новичка этой информации о самогонных холодильниках пока что будет достаточно для того, что бы сделать предварительный выбор в пользу того или иного изделия.
И ещё, при выборе надо учитывать, что холодильник — всего лишь часть аппарата. А сам аппарат, рано или поздно, захочется усовершенствовать. Поэтому лично я бы рекомендовал новичкам обзаводиться как самим аппаратом, так и холодильником — модульного типа, с соединением на клампах. Таким образом, когда захочется усовершенствовать аппарат, достаточно будет добавить ту или иную деталь, вместо приобретения нового аппарата.
О том, как можно усовершенствовать аппарат для той или иной цели я постараюсь рассказать в следующих публикациях.
Если Вам нравится информация на канале — не забывайте ставить лайки и подписывайтесь на канал, что бы не пропустить следующие публикации.
Вертикальный кожухотрубный дефлегматор или холодильник
Самый распространенный в промышленности тип теплообменника – кожухотрубник. Вариант его конструктивного исполнения зависит от задач, стоящих перед пользователями. Кожухотрубник не обязательно должен быть многотрубным – обычный рубашечный дефлегматор, прямоточный (а) или противоточный (б) холодильник типа «труба в трубе» — это тоже кожухотрубники.
Применяются и одноходовые теплообменники с перекрестноточным движением теплоносителей (в). Но наиболее эффективна и часто используемая для многотрубных теплообменников – многоходовая перекрестноточная схема (г).
При этой схеме один поток жидкости или пара движется по трубам, а навстречу ему зигзагообразно, многократно пересекая трубы, движется второй теплоноситель. Это гибрид противоточного и перекрестного вариантов, который позволяет сделать теплообменник максимально компактным и эффективным.
Принцип работы кожухотрубных теплообменников и сфера их применения
В самогоноварении многоходовые перекрестноточные холодильники принято называть кожухотрубниками (КХТ), а их однотрубный вариант – противо- или прямоточным холодильником. Соответственно, при использовании этих конструкций в качестве дефлегматоров — кожухотрубными и рубашечными дефлегматорами.
В домашних самогонных аппаратах, бражных и ректификационных колоннах подачу пара осуществляют в эти теплообменники по внутренним трубам, а охлаждающей воды – в кожух. Любого промышленного конструктора-теплотехника это бы возмутило, так как именно в трубах можно создать высокую скорость теплоносителя, значительно увеличив теплоотдачу и КПД установки. Однако у винокуров свои цели и не всегда нужен высокий КПД.
Например, в дефлегматорах для паровых колонн, наоборот, требуется смягчить градиент температур, размазать зону конденсации как можно больше по высоте, и, сконденсировав необходимую часть пара, не допустить переохлаждения флегмы. Да еще и точно регулировать этот процесс. На первый план выходят совсем другие критерии.
Среди применяемых в самогоноварении холодильников наибольшее распространение получили змеевики, прямоточники и кожухотрубники. Каждый из них имеет свою сферу использования.
Для аппаратов с низкой (до 1,5-2 л/час) производительностью наиболее рационально применение небольших проточных змеевиков. При отсутствии проточной воды змеевики тоже дают фору другим вариантам. Классический вариант – змеевик в ведре с водой. Если есть водопровод и производительность аппарата до 6-8 л/ч, то преимущество имеют прямоточники, сконструированные по принципу «труба в трубе», но с очень малым кольцевым зазором (около 1-1,5 мм). На паровую трубу спиралевидно навивают проволоку с шагом 2-3 см, которая центрирует паровую трубу и удлиняет путь охлаждающей воды. При мощностях нагрева до 4-5 кВт это самый экономичный вариант. Кожухотрубник, безусловно, может заменить прямоточник, но стоимость изготовления и расход воды будет повыше.
Кожухотрубник выступает на первый план при автономных системах охлаждения, поскольку совершенно нетребователен к давлению воды. Как правило, обычного аквариумного насоса хватает для успешной работы. Кроме того, при мощностях нагрева от 5-6 кВт и выше кожухотрубный холодильник становится практически безальтернативным вариантом, так как длина прямоточного холодильника для утилизации высоких мощностей будет нерациональной.
Кожухотрубный дефлегматор
Для дефлегматоров бражных колонн ситуация несколько иная. При малых, до 28-30 мм, диаметрах колонн наиболее рационален обычный рубашечник (в принципе тот же кожухотрубник).
Для диаметров 40-60 мм лидером становится дефлегматор Димрота. Это высокоточный охладитель с четкой регулируемостью мощностью и абсолютной несклонностью к завоздушиванию. Димрот позволяет настроить режимы с наименьшим переохлаждением флегмы. При работе с насадочными колоннами он, благодаря своей конструкции, дает возможность центрировать возврат флегмы, наилучшим образом орошая насадку.
Кожухотрубник выходит на передний план при системах автономного охлаждения. Орошение насадки флегмой происходит не в центре колонны, а по всей плоскости. Это менее эффективно чем у Димрота, но вполне допустимо. Расход воды при таком режиме у кожухотрубника будет ощутимо выше нежели у Димрота.
Если нужен конденсатор для колонны с жидкостным отбором, то Димрот вне конкуренции за счет точности регулировки и малого переохлаждения флегмы. Кожухотрубник также применяют для этих целей, но переохлаждения флегмы трудно избежать и расход воды будет выше.
Основной причиной популярности кожухотрубников у производителей бытовых аппаратов является то, что они более универсальны в использовании, а их детали легко унифицируются. Кроме того, применение кожухотрубных дефлегматоров в аппаратах типа «конструктор» или «перевертыш» вне конкуренции.
Расчет параметров кожухотрубного дефлегматора
Расчет необходимой площади теплообмена можно выполнить по упрощенной методике.
1. Определить коэффициент теплопередачи.
λ, Вт/(м*К)
R, (м 2 К)/Вт
Формулы для расчетов:
Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (м2 К)/ Вт;
2. Определить среднюю разницу температур между паром и охлаждающей водой.
Температура насыщенного спиртового пара Тп = 78,15 °C.
Максимальная мощность от дефлегматора нужна в режиме работы колонны на себя, что сопровождается максимальной подачей воды и минимальной её температурой на выходе. Поэтому примем, что температура воды на входе в кожухотрубник (15 — 20) — Т1 = 20 °C, на выходе (25 — 40) — Т2 = 30 °C.
Среднюю температуру (Тср) посчитаем по формуле:
Тср = (Твх — Твых) / Ln (Твх / Твых).
То есть, в нашем случае округленно:
Тср = (58 — 48) / Ln (58 / 48) = 10 / Ln(1,21) = 53 °C.
3. Рассчитать площадь теплообмена. Исходя из известного коэффициента теплопередачи (К) и средней температуры (Тср), определяем необходимую площадь поверхности для теплообмена (Sт) для требуемой тепловой мощности (N), Вт.
4. Геометрический расчет. Определимся с минимальным диаметром трубок. В дефлегматоре флегма идет навстречу пару, поэтому необходимо соблюсти условия для её свободного стекания в насадку без излишнего переохлаждения. Если сделать трубки слишком малого диаметра, можно спровоцировать захлеб или выброс флегмы в зону над дефлегматором и дальше в отбор, тогда о хорошей очистке от примесей можно будет просто забыть.
Минимальное суммарное сечение трубок при заданной мощности посчитаем по формуле:
750 – парообразование (см 3 / с кВт);
V – скорость пара (м/с);
Sсеч – минимальная площадь поперечного сечения трубок (мм 2 )
При расчетах дистилляторов колонного типа мощность нагрева выбирают исходя из максимальной скорости пара в колонне 1-2 м/с. Считается, что если скорость превысит 3 м/с, то пар будет гнать флегму вверх по колонне и забрасывать в отбор.
Если нужно утилизировать в дефлегматоре 1,8 кВт:
При известном диаметре труб d (см) находим минимально необходимую их суммарную длину:
L= 227/ (3,14* 1,6) = 45 см.
Если сделаем 3 трубки, то длина дефлегматора должна быть около 15 см.
Длину корректируют учитывая, что расстояние между перегородками должно примерно равняться внутреннему радиусу корпуса. Если число перегородок будет четным, то патрубки для подачи и слива воды окажутся на противоположных сторонах, а если нечетным – на одной стороне дефлегматора.
Увеличение или уменьшение длины труб в пределах величины радиуса бытовых колонн не создаст проблем с управляемостью или мощностью дефлегматора, так как соответствует погрешностям при расчете и может быть компенсировано дальнейшими конструктивными решениями. Можно рассмотреть варианты с 3, 5, 7 и более трубками, затем выбрать со своей точки зрения оптимальный.
Конструктивные особенности кожухотрубного теплообменника
Перегородки
Расстояние между перегородками ориентировочно равно радиусу корпуса. Чем меньше это расстояние, тем больше скорость потока и меньше возможность возникновения застойных зон.
Перегородки направляют поток поперек трубок, это ощутимо увеличивает КПД и мощность теплообменника. Также перегородки препятствуют прогибу трубок под воздействием тепловых нагрузок и увеличивают жесткость кожухотрубного дефлегматора.
В перегородках вырезают сегменты для прохода воды. Сегменты должны быть не меньше площади сечения патрубков для подачи воды. Обычно эта величина составляет около 25-30% от площади перегородки. В любом случае, сегменты должны обеспечить равенство скорости воды по всей траектории движения, как в трубном пучке, так и зазоре между пучком и корпусом.
Для дефлегматора, несмотря на его небольшую (150-200 мм) длину, есть смысл сделать несколько перегородок. Если их число будет четным, штуцеры окажутся на противоположных сторонах, если нечетным – на одной стороне дефлегматора.
При установке поперечных перегородок важно обеспечить как можно меньший зазор между корпусом и перегородкой.
Трубки
Толщина стенок трубок особого значения не имеет. Разность коэффициента теплопередачи для толщины стенки 0,5 и 1,5 мм ничтожно мала. По факту трубки являются термически прозрачными. Выбор между медью и нержавейкой, с точки зрения теплопроводности, также теряет смысл. При выборе нужно исходить из эксплуатационных или технологических свойств.
При разметке трубной доски руководствуются тем, что расстояния между осями трубок должно быть одинаковым. Обычно их размещают в вершинах и по сторонам правильного треугольника или шестиугольника. По этим схемам при одном и том же шаге возможно разместить максимальное количество трубок. Центральная трубка чаще всего становится проблемной, если расстояния между трубками в пучке не одинаковы.
На рисунке показан пример правильного расположения отверстий.
Для удобства сварки расстояние между трубками не стоит делать меньше 3 мм. Для обеспечения прочности соединений материал трубной решетки должен быть более твердым, чем материал труб, а зазор между решеткой и трубами – не более 1,5% от диаметра труб.
При сварке концы труб должны выступать над решеткой на расстояние равное толщине стенки. В наших примерах – на 1 мм, это позволит сделать качественный шов, оплавив трубу.
Расчет параметров кожухотрубного холодильника
Главное отличие кожухотрубного холодильника от дефлегматора состоит в том, что флегма в холодильнике течет в одном направлении с паром, поэтому слой флегмы в зоне конденсации увеличивается от минимального до максимального более плавно, а средняя его толщина несколько больше.
Для расчетов рекомендуем задавать толщину, равную 0,8 мм. В дефлегматоре же все наоборот – вначале толстый слой флегмы, слившейся со всей поверхности, встречает пар и практически не дает ему полноценно конденсироваться. Затем, преодолев этот барьер, пар попадает в зону с минимальной, порядка 0,5 мм толщиной, пленки флегмы. Это толщина на уровне её динамического удержания, конденсация происходит, в основном, в этой зоне.
Приняв среднюю толщину слоя флегмы равной 0,8 мм, на конкретном примере рассмотрим особенности расчета параметров кожухотрубного холодильника по упрощенной методике.
λ, Вт/(м*К)
R, (м 2 К)/Вт
Максимальные требования по мощности к холодильнику предъявляет первая перегонка, для которой и делают расчет. Полезная мощность нагрева – 4,5 кВт. Температура воды на входе – 20 °C, на выходе – 30 °C, пара – 92 °C.
Твых = 92 — 30 = 62 °C;
Тср = (72 — 62)/ Ln (72 / 62) = 67 °C.
Sт = 4500 / (67 * 855,6) = 787 см².
Минимальная суммарная площадь сечения труб:
S сеч = 4.5*750/10= 338 мм²;
Выбираем 7-ми трубный холодильник. Площадь сечения одной трубы: 338 / 7 = 48 мм или внутренний диаметр 8 мм. Из стандартного ассортимента труб подходит 10х1 мм (с внутренним диаметром 8 мм).
Внимание! При расчете длины холодильника нужен внешний диаметр – 10 мм.
Определяем длину трубок холодильника:
L= 787 / 3,14 / 1 = 250 см, следовательно, длина одной трубки: 250 / 7 = 36 см.
Проводим уточнение длинны: если корпус холодильника выполнен из трубы с внутренним диаметром 50 мм, то между перегородками должно быть 25 мм.
Следовательно, можно сделать 14 перегородок и получить патрубки ввода-вывода воды в разные стороны, или 15 перегородок и патрубки будут смотреть в одну сторону, также слегка подрастет мощность. Выбираем 15 перегородок и корректируем длину трубок до 37,5 мм.
Чертежи кожухотрубных дефлегматоров и холодильников
Производители не спешат делиться своими чертежами кожухотрубных теплообменников, а домашние мастера не особо в них нуждаются, но всё же некоторые схемы есть в публичном доступе.
Послесловие
Не следует забывать, что всё вышесказанное – теоретический расчет по упрощенной методике. Теплотехнические расчеты намного сложней, но в реальном бытовом диапазоне изменения мощностей нагрева и других параметров методика дает корректные результаты.
На практике коэффициент теплопередачи может оказаться другим. Например, из-за повышенной шероховатости внутренней поверхности труб слой флегмы станет выше расчетного, или холодильник будет расположен не вертикально, а под углом, что изменит его характеристики. Вариантов много.
Расчет позволяет достаточно точно определить размеры теплообменника, проверить как повлияет на характеристики изменение диаметра труб и без лишних затрат отвергнуть все негодные или гарантированно худшие варианты.