Виготовлення та застосування дефлегматора дімрота

Холодильник Дімрота - один з найбільш часто зустрічаються вузлів в домашніх бражної і ректифікаційних колонах. Головне правильно зробити і грамотно використовувати цю конструкцію.

Принцип роботи

Дефлегматор названий на честь творця - німецького хіміка-органіка Отто Дімрота (1872-1940). Пристрій являє собою колбу зі спіраллю всередині, охлаждаемую водою. Пари спирту конденсуються на спіралі, потім флегма і краплі спирту з нижньої петлі спіралі по центру потрапляють в висхідний потік парів спирту. Це покращує повторну випаровуваність.

Єдиним недоліком дефлегматора Дімрота в порівнянні з іншими прямоструминними холодильниками є складність його виготовлення, що впливає на вартість. Переваги конструкції: повторна випаровуваність сконденсировавшейся спирту і проста настройка температурного режиму при рідинному відборі.

розрахунок параметрів

Розрахунок необхідної довжини холодильника Дімрота можна виконати за спрощеною методикою, потрібно тільки калькулятор.

параметр	Товщина шару h, м	питома теплопровідність λ, Вт / (м * К)	термічний опір R, (м2К) / Вт
Зона контакту металу з водою, (R1)	0.00001
Метал Дімрота (нержавейка λ = 17, мідь - 400), (R2)	0.001	17	0,00006
Флегма, (R3)	0.001	1	0.001
Зона контакту металу з парою (R4)	0.0001
Сумарне термічний опір (Rs)	0.00117
Коефіцієнт теплопередачі (К), Вт / (м2К)	855.6
Поправочний коефіцієнт що враховує відцентрові сили в змійовику і турбулентність потоку, (Ет)	1.44
Підсумковий коефіцієнт теплопередачі в Дімроте (Кд), Вт / (м2К)	1234.1

1. Визначити коефіцієнт теплопередачі.

формули:

R = h / λ, (м²К) / Вт-

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (м²К) / Вт-

К = 1 / Rs, Вт / (м²К)-

Ет = 1 + 3,54 * d / D, де d - діаметр труби Дімрота (мм), D - діаметр спіралі (мм)-

Кб = Ет * К, Вт / (м²К).

2. Визначити середню різницю температур між парою і охолоджуючої водою.

Температура насиченого спиртового пара Тп = 78,15 ° C-

Температура води на вході в Дімрот (можливий діапазон 15-20 ° C) - Т1 = 20 ° C-

Температура води на виході з Дімрота (можливий діапазон 30-40 ° C) - Т2 = 35 ° C.

Твх = Тп - Т1-

Твих = Тп - Т2.

Середню температуру (ТСР) порахуємо за формулою:

ТСР = (Твх - Твих) / Ln (Твх / Твих).

Тобто, в нашому випадку - округлено: Твх = 58- Твих = 43-

ТСР = (58 - 43) / Ln (58/43) = 15 / Ln (1,35) = 50 ° C.

3. Останній етап: виходячи з відомих Кд і ТСР, визначити необхідну площу поверхні для теплообміну (S) для необхідної теплової потужності N, (Вт).

S = N / (Tср * Кд), (м²).

Наприклад, якщо потрібно утилізувати потужність 3000 Вт, то площа поверхні теплообміну:

S = 3000 / (50 * 1234,1) = 0,04832 м² або 483 см².

При відомому діаметрі труби Дімрота d (см) знаходимо мінімально необхідну його довжину:

L = S / (3,14 * d).

L = 483 / (3,14 * 0,6) = 256,6 см.

З коефіцієнтом запасу 1,2 довжина труби холодильника Дімрота складе:

L дімрота = 1,2 * L.

L дімрота = 1,2 * 256,6 = 308 см, що підтверджується відомими експериментальними даними.

йде підрахунок...

Введіть зліва вихідні дані

Застосування Дімрота на практиці

Часто звучать питання про те, який холодильник Дімрота краще: одношаровий або двошаровий? Чи повинні бути розсунуті витки або краще щільна намотування? Однозначно відповісти на ці питання можна тільки зрозумівши, де і для чого він буде застосовуватися.

Одношарові Дімроти найчастіше використовуються для бражної колон з відбором по пару після дефлегматора і для похилих конденсаторів. Саме для БК Дімроти виготовляють з відігнутим нижнім витком, щоб центрувати стікає в насадку флегму. Для ключки ж відігнутий нижній виток неактуальний, однак потрібно забезпечити зазори між витками Дімрота, щоб флегма легше стікала і не створювала додаткового термічного опору при конденсації пари.

Для похилого конденсатора Дімрот виготовляють з великим зазором між ним і стінками дефлегматора. У разі щільного прилягання витків до корпусу частина цих витків затоплюється і перестає брати участь в конденсації пари, зате успішно працює над переохолодженням флегми.

Двошарові Дімроти застосовуються як в БК, так і в РК. В першу чергу така конструкція дозволяє зменшити висоту дефлегматора або конденсатора, що дає більше можливостей для збільшення висоти насадок частини колони.

Правильно виготовлений двошаровий Дімрот по утилизируемой потужності приблизно в 1,5 рази ефективніше однослойного.

Пар, проходячи вздовж зовнішніх витків Дімрота, обмежується з одного боку зовнішньої стінкою, з іншого - щільно намотаних внутрішніми витками. Це дозволяє подовжити його шлях і заодно добре підігріти охолоджуючу воду по шляху до нижніх витків внутрішнього шару, де і відбувається конденсація основної маси пара. В цілому зона конденсації розтягується, завдяки цьому стікає флегма довше знаходиться в контакті з йдуть в гору паром і краще підігрівається.

Двошарові дімроти виготовляють і для похилих дефлегматорів, але тільки з розсунутими витками.

При застосуванні двошарових дімротов в вертикальних перегородкових конденсаторах обов`язково потрібно вставляти в них зверху в центральну порожнину на 2-3 см щільну путанку. Це збільшить утилізаційну потужність Дімрота без прориву пара в трубку зв`язку з атмосферою (ТСА).

Як зробити Дімрот своїми руками

Виготовляти Дімрот краще з нержавіючої трубки діаметром 6 мм і товщиною стінки 1 мм. Така трубка добре гнеться і не вимагає попереднього наповнення піском або сіллю. З 8 мм труби роблять Дімроти в основному для роботи з автономним охолодженням, оскільки малопотужним насосів так набагато простіше.

Мідь допустима при виготовленні Дімрота для БК з відбором по пару вище дефлегматора, але потрібно бути готовим до такої картині (див. Малюнок).

Якщо мідний Дімрот встановлювати в конденсаторі, то у відборі може виявитися забруднене мідними оксидами продукт.

Виготовляти Дімрот найлегше за допомогою токарного верстата.

Але якщо такої можливості немає, можна зробити найпростіше пристосування (див. Малюнки).

Це трудомісткий процес, але назвати його складним не можна.

Оправлення слід підбирати виходячи з внутрішнього діаметра корпусу дефлегматора. Наприклад, внутрішній діаметр 48 мм, тоді потрібно відняти 2 мм на зазор між корпусом і зовнішніми витками, далі 4 рази по 6 мм для двошарового Дімрота - вийде 22 мм. Потім залишити ще пару міліметрів запасу і можна мотати на 20 мм трубу. Якщо Дімрот мідний, то після намотування труба не пружинить.

При виготовленні Дімрота з нержавійки є нюанси: безшовна нержавіюча сталь мотається добре, а шовная може дати сильну пружину і взагалі в трубу потім не влізе, з нею краще не зв`язуватися.

Багато вважають за краще не ризикувати, використавши оправлення на пару міліметрів тонше. У будь-якому випадку, якщо не поспішати і створювати при намотуванні хороше натягнення, то все вийде. Після закінчення намотування викруткою і молотком завжди можна підрівняти зазори, щоб холодильник Дімрота став красивішим.