Документ

... для водяного пара . Практические занятия Лабораторные ...

Направление подготовки 140100 теплоэнергетика и теплотехника профили подготовки тепловые электрические станции технология воды и топлива на тэс и аэс автоматизация технологических процессов в теплоэнергетике квалификация (степень) выпускника

Документ

... для определения термодинамических свойств идеальных газов и водяного пара . Практические занятия Использование информационных технологий не предусмотрено. Лабораторные ...

Учебно-методический комплекс (295)

Учебно-методический комплекс

Термодинамические таблицы воды и водяного пара . pv, Ts, hs водяного пара . расчет термодинамических процессов водяного пара с помощью таблиц и... 1.1. лекции 17 17 1.2. Практические занятия 1.3. Лабораторные занятия 34 34 1.4. семинары 2 Самостоятельная...

Проекты российской академии наук для участия в реализации направлений технологического прорыва

Документ

... практических приложений (УФ обеззараживание воды , воздуха, дезинфекция материалов , для ... воде или водяном паре при... Периодической таблицы Д.И. ... занятости . ... нормативно-справочной информацией... биоаналитический комплекс для лабораторного и клинического...

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по курсу «Теоретические основы теплотехники» для специальности 140106

Рабочая программа

Лекционные занятия , лабораторные работы и практические занятия . Предусматривается... Свойства воды и водяного пара . Таблицы состояний и h – s диаграмма воды и пара . Влажный пар . Расчет термодинамических процессов с водой и паром с помощью таблиц ...

Для величин (параметров), характеризующих различные состояния воды и пара, принимают следующие обозначения:

Величины, относящиеся к холодной воде при 0 °С, отмечают индексом (значком) 0 внизу;

Величины, относящиеся к кипящей воде, отмечают индексом / (сверху);

Величины, относящиеся к сухому насыщенному пару, отме­чают индексом // сверху;

Величины, относящиеся к влажному пару, отмечают индексом вл (внизу);

величины, относящиеся к перегретому пару, отмечают индек­сом пе (внизу).

Сухой насыщенный пар. Для сухого насыщенного пара существует важная зависимость, состоящая в том, что давление его есть функция температуры. Если обозначить давление через р, а температуру через t H (индекс указывает, что речь идет о насыщенном паре), то Р = f(t н) ;

т. е. каждому давлению сухого насыщенного пара соответствует единственная и определенная температура (насыщенного пара, кипения) и, наоборот,

t н = F(P).

В таком случае удельный объем сухого насыщенного пара υ" также является функцией давления или соответственно некоторой функцией температуры. Состояние сухого насыщенного пара, следовательно, определяется одним парамет­ром - давлением или температурой.

На основании таблиц для сухого насыщенного пара по за­данному давлению могут быть определены соответствующие температуры насыщенного пара (см. приложение 1) и, наоборот, по заданной температуре - соответствующие давления (см. при­ложение 2).

Очевидно, что плотность сухого насыщенного пара

Количество тепла, расходуемое на нагрева­ние 1 кг жидкости от 0°С до температуры кипения при постоян­ном давлении, называется теплотой, или энтальпией жидкости.

Термодинамические параметры кипя­щей воды и сухого насыщенного пара берутся из таблиц теплофизических свойств воды и водяного пара. В этих таблицах термодинамические величины со штрихом относятся к воде, нагретой до температуры кипения, а величины с двумя штрихами - к сухому насыщен­ному пару.

Поскольку для изобарного процесса подведенная к жидкости теплота q p = h 2 -h 1 то, при­менив это соотношение к процессу b-c, получим

q = r = h // -h /

Величина r называется теплотой парообразования и определяет количество теплоты, необходимое для превращения одного килограмма воды в сухой насыщенный пар той же темпе­ратуры.

Приращение энтропии в процессе па­рообразования определяется формулой

За нулевое состояние, от которого отсчитываются величины S / и S // , принято состояние воды в тройной точке. Так как состояние кипящей воды и сухого насы­щенного пара определяется только од­ним параметром, то по известному давле­нию или температуре из таблиц воды и водяного пара берутся значения v", v",h / h // , S / ,S // , r

Удельный объем υ х , энтропия S x и эн­тальпия h х влажного насыщенного пара определяются по правилу аддитивности. Поскольку в 1 кг влажного пара содер­жится х кг сухого и (1 - х) кг кипящей воды то

Расчет количества ингредиентов для браги и разведение готового продукта можно проводить, используя калькулятор самогонщика. Приблизительные расчеты объема фракций при дистилляции можно определить по содержанию сахара или алкоголя в сырье.

Ниже приведены самые необходимые калькуляторы, используя которые, вы можете добиться производства высококачественного сырья.

Калькулятор разбавления спирта водой

Калькулятор разбавления спирта водой

Нужно добавить мл воды.

Точные пропорции спирта нужны когда мы собираемся сделать различные настойки и наливки, например для яблочной настойки необходимо 35 %, но в наличии только батин ядреный самогон с содержанием спирта 99%, как быть? Как разбавить? Просто вбейте эти данные в форму вычисления выше и получите точный совет, как поступить.

Калькулятор расчета сахарной браги

Поможет определить правильные пропорции браги и наибольшее возможное содержание спирта в ней после окончания брожения.

Калькулятор браги

На выходе получится брага с содержанием % спирта.

Отнеситесь серьезно к данным расчетам, от того, как успешно вы будете контролировать весь процесс изготовления самогона, напрямую зависит его вкус, цвет и запах!

Калькулятор замены сахара фруктозой или глюкозой

Брага из глюкозы выдаст на 12.5% меньше спирта, чем такая же из сахарозы, но более высокого качества. Данный калькулятор рассчитает, сколько понадобится глюкозы, чтобы на выходе самогон был как с 1 кг сахара.

Калькулятор замены сахара глюкозой

Вам потребуется кг глюкозы.

Эффективность брожения (калькулятор спирта в браге до и после брожения)

Для рефрактометра со шкалой Brix Wort SG. Калькулятор покажет эффективность брожения, насколько хорошо сработали дрожжи и что мы имеем на выходе.

Калькулятор спирта в браге до и после брожения

Вам потребуется кг глюкозы.

Калькулятор дистилляции до воды

Основываясь на объеме браги и содержании в ней спирта, калькулятор рассчитает предполагаемый выход самогона и объем барды в перегонном кубе, что останется от процесса перегонки.

Калькулятор оптимальной кислотности сусла

Чтобы брожение прошло успешно и не развивались нежелательные бактерии во время данного процесса, среда должна быть оптимальной кислотности: 4,0-4,5 рН. Если придется делать коррекцию сусла, это нужно производить до внесения дрожжей. В данном случае подойдет лимонная кислота или лимонный сок (из расчета: 5 гр. кислоты соответствует соку одного среднего лимона). Вам понадобится пусть даже самый простой pH-метр чтобы контролировать кислотность.

Калькулятор оптимальной кислотность сусла

Для разведения понадобится всего грамм кислоты.

Расчет фракционирования самогона

Перегон браги связан с получением продукта, в котором помимо этилового спирта находятся примеси второстепенных компонентов. Их наличие отрицательно отражается на качестве самогона.

Поэтому важно проводить предварительный расчет объема фракций, которые среди винокуров называют головами, телом дистиллята и хвостами. При отборе фракций важно учитывать температуру кипения этилового спирта и примесей.

Кстати, здесь вы можете скачать калькулятор самогонщика себе на компьютер: CalcSam.exe

Чтобы определить, сколько нужно отобрать первой фракции самогона, используют разные методики расчета. Наиболее простой метод основан на измерении уровня сахаристости в браге до внесения дрожжей.

• Например, если в 1 л браги содержится 15% сахара, то путем несложных арифметических действий можно рассчитать его вес.
• Он оставляет 150 г. Согласно практическим наблюдениям, с 1 кг сахара, использованного для приготовления браги, нужно отобрать 70-100 мл первой фракции.
• Для 1 л браги показатель составит 10,5-15 мл, а для 10 — 105-150 мл.
• Чтобы в процессе самогоноварения получить качественный продукт, необходимо при медленном подогреве максимально отобрать головы с вредными примесями
• . Это позволяет получить чистый самогон высокого качества.

Вторичная перегонка

Если процессом предусмотрена вторичная перегонка самогона, то забор предполагаемого объема голов можно разделить на две части и отобрать по 75 мл.

Отбор хвостов проводят в момент, когда меняется крепость дистиллята. Если показатель опускается ниже 40-41% об., то нужно немедленно начинать отбор хвостов. Чтобы предотвратить попадание в основную емкость сивушных масел, требуется ближе к окончанию процесса чаще проводить замеры крепости дистиллята, собранного в отдельную посуду.

• При использовании метода двойной перегонки спирт-сырец отбирают до показателя крепости 30% об. Для этого лучше использовать спиртометр.
• Если нужного прибора нет под рукой, то определение проводят путем поджигания жидкости в чайной ложке.
• При этом нужно придерживаться элементарных правил техники безопасности и не пользоваться открытым огнем возле места проведения дистилляции.
• Сбор сырца проводят до тех пор, пока горит жидкость.

Методы определения объема фракций

Расчет объема первой фракции можно проводить по этиловому спирту. Этот метод предусматривает извлечение дистиллята из браги без разделения. После завершения процесса при помощи спиртометра проводится замер показателя крепости самогона.

Например, если в 1 л самогона содержится 45% этилового спирта, то для 100%-ного чистого спирта в дистилляте объем будет составлять 0,45 л. Исходя из этого показателя рассчитываются фракции. В качестве голов нужно отобрать 10-15% от расчетного количества спирта или 45-70 мл от общего объема.

Важным индикатором при отборе голов является запах. Для первой фракции характерно наличие примесей. Поэтому опытные винокуры на практике подставляют чистую руку под струю дистиллята и улавливают несколько капель.

Их растирают на ладони и нюхают аромат. Отбор тела проводят после того, как уходит запах первой фракции. Для разделения дистиллята на части может использоваться температурный метод. Но практическая сторона его применения не дает точных результатов.

Измерение крепости самогона

• Одним из важных параметров алкогольного напитка, выражающих его качество, благородство является крепость.
• Показатель определяет соотношение объема чистого этилового спирта к общему количеству жидкости.
• По вкусовым качествам продукта крепость понять сложно, поэтому на практике замер проводят с помощью ареометра или спиртометра.
• Принцип действия приборов основан на измерении плотности жидкого вещества.

Каждый спиртометр рассчитан на определенный диапазон действия. Для работы с самогоном лучше использовать прибор, определяющий крепость от 0 до 80% об. Спиртометр используют для определения плотности браги и готового дистиллята.

Так как плотность спирта отличается от воды, то его содержание в разных пропорциях в смеси указывает на различие в показателях. Чем меньше плотность смеси, тем глубже погружается прибор.

Чтобы получить максимально точный результат, замеры рекомендуется проводить при температуре дистиллята 20°C. Спиртометр работает только в заданных условиях, поэтому он не сможет показать результат, если плотность ниже или выше диапазона.

Прибор опускается в жидкость. Согласно шкале, нанесенной внутри стеклянной трубки, определяется крепость напитка.

Расчет снижения плотности алкоголя

Профессионалы утверждают, что крепость самогона не должна быть ниже 50% об. В результате дистилляции получают крепкий напиток. Чтобы употреблять его было приятно, нужно уменьшить крепость за счет смешивания и смягчения.

Для этого можно использовать:

• вино;
• воду с сахаром или фруктозой;
• травяные настойки;
• чистую смягченная вода.

В различных вариантах самогон используется в определенных пропорциях. Для купажа полученных продуктов можно пользоваться калькуляторами смешивания онлайн.

С помощью программы можно подсчитать плотность самогона, полученную в результате смешивания двух объемов алкогольного напитка с разной крепостью. Например, если взять по 500 мл жидкости с крепостью 40 и 55% об. и смешать их, то на выходе получится 1000 мл смеси с показателем 48% об.

Использование калькулятора

Использование калькулятора разведения позволяет подсчитать необходимое количество спирта и воды для заданного объема и плотности. Для этого потребуется ввести показатель требуемого объема, градуса и крепость имеющегося спирта.

Например, чтобы получить 1000 мл смеси, плотностью 40% об. при наличии дистиллята крепостью 55% об. нужно взять 727 мл самогона и 273 мл воды.

• Можно воспользоваться другим способом расчета, при котором удастся подсчитать объем воды, который нужно добавить к имеющемуся спирту, чтобы получить нужную крепость.
• В поле онлайн-калькулятора вводится показатель объема спирта, плотность и требуемый градус после разведения. Например, при наличии 1000 мл спирта крепостью 55% об. для разведения его до 40% об. потребуется 375 мл воды. Общий объем после добавления составит 1375 мл.
• В калькуляторах используется единица измерения объема в миллилитрах, а цифры вводятся целыми, без дробей. При использовании программы можно с точностью провести расчеты для любого типа напитка, приготовленного на основе самогона.

Правильный расчет процесса дистилляции

Процессу дистилляции предшествует технология приготовления сусла. Для расчета содержания спирта в браге существует калькулятор сахарного сусла. В поля калькулятора вводятся данные по количеству сахара.

• Например, для 1 кг сахара потребуется 4,84 л воды.
• В результате брожения получится брага с содержанием алкоголя 11,8%.
• При этом важно учесть толерантность дрожжей к спирту.
• Для процесса преимущественно выбирают спиртовые дрожжи.
• Показатель устойчивости для них составляет 18%.

При замене сахарозы на глюкозу уменьшается объем конечного продукта. Для получения одинакового количества самогона нужно взять больше глюкозы. Для расчета существует калькулятор перевода ингредиентов. Для замены 1 кг сахарозы нужно взять 1,125 кг глюкозы.

Для процесса дистилляции предусмотрен калькулятор, позволяющий рассчитать время, температуру нагрева куба, отбор жидкости по фракциям. Для получения точных данных в поля калькулятора вводятся технические параметры куба.

Расчеты по данным актуальны дистилляции на простейших конструкциях перегонного аппарата. Калькулятор кипения водно-спиртовой смеси позволяет рассчитать показатели при нормальном атмосферном давлении.

Параметры пара в точках 1 и 2 цикла Ренкина определяются с помощью h-s-диаграммы водяного пара. На диаграмме h-s определяем точки пересечения изобары Р 1 =2 МПа и изотермы t 1 =330 о С (рис 1) точка 1. В месте пересечения находим изохору и определяем удельный объем v 1 , a также h 1 и s 1 . В первой точке будет перегретый пар.

Рис.1

Параметры в точке 1:

P 1 =2 МПа; t 1 =330 о С; v 1 =0,13 м 3 /кг;

h 1 =3040 Дж/кг; s 2 =6,89 кДж/(кг К).

Внутренняя энергия для водяного пара (как простого тела):

u 1 =h 1 -P 1 v 1 =304010 3 -210 6 0,13=278010 3 Дж/кг=2780 кДж/кг

Так как процесс расширения пара в турбине адиабатный, поэтому для определения параметров во второй точке нужно из точки провести изоэнтропу (s 1 =s 2) до пересечения с изобарой Р 2 =0,02 МПа. Для определения t 2 следует по изобаре Р 2 подняться до линии сухого насыщенного пара (x=1) и найти, какая изотерма соответствует этой точке.

Параметры в точке 2:

P 2 =0,02 МПа; t 2 =60 о C; v 2 =7,6 м 3 /кг; х 2 =0,85;

h 2 =2270 кДж/кг; s 2 =6,89 кДж/(кг К);

u 2 =h 2 -P 2 V 2 =2270-0,0210 3 7,6=2118 кДж/кг.

Температуру в точке 2 можно определить также по таблицам для водяного пара при давлении насыщения Р 2 =0,02 МПа. Во второй точке - влажный насыщенный пар, степень сухости которого 0,92.

Определение параметров пара и воды в 3,4,5 и 6 точках цикла ведётся по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара на линии насыщения.

Отработанный пар с параметрами точки 2 полностью конденсируется, поэтому в точке 3 у нас будет конденсат (вода) с температурой t 3 =t 2 . В точке 3 все параметры определяются для кипящей воды. Затем вода поступает в насос, где давление повышается до первоначального Р 4 =Р 1 , температура практически не меняется t 4 =t 3 . Остальные параметры находим по таблице для жидкой фазы. цикл Ренкина паросиловая установка

После изобарного подвода теплоты в котле вода сначала закипит (точка 5), затем превратится в сухой насыщенный пар (точка 6). Параметры в этих точках определяются по таблицам для кипящей воды и сухого насыщенного пара, соответственно.

Параметры в точке 3:

Р 3 =Р 2 =0,02 МПа; t 3 =t 2 =60 o C; v 3 =v=1,0210 -3 м 3 /кг;

x=0; h 3 =h 2 =251 кДж/кг; s 3 =s 2 "=0,83 кДж/(кг К);

u 3 =h 3 -P 3 v 3 =251- 0,0210 3 1,0210 -3 =250,9 кДж/кг.

Параметры в точке 4:

Р 4 =Р 1 =2 МПа; t 4 =60 o C; v 4 =v"=1,1710 -3 м 3 /кг;

x 4 =0; h 4 =h 3 =251 кДж/кг; s 4 =s 3 =0,83 кДж/(кг К);

u 4 =h 4 -P 4 v 4 =251-210 3 1,1710 -3 =248,6 кДж/кг.

Параметры в точке 5:

Р 5 =Р 1 =2 МПа; t 5 =212 o C; v 5 =v"=1,1710 -3 м 3 /кг;

x 5 =0; h 5 =h"=908 кДж/кг; s 5 =s"=2,44 кДж/(кг К);

u 5 =h 5 -P 5 v 5 =908-210 3 1,1710 -3 =905,6 кДж/кг.

Параметры в точке 6:

Р 6 =Р 5 =2 МПа; t 6 =212 o C; v 6 =v""=0,099 м 3 /кг;

x 6 =1; h 6 =h""=2799 кДж/кг; s 6 =s""=6,34 кДж/(кг К);

u 6 =h 6 - P 6 v 6 =2799-210 3 0,099=2601 кДж/кг.

Полученные результаты помещены в табл.1.

Таблица 1. Значения параметров и функций состояния в характерных точках цикла Ренкина

Номер точки							s, кДж/кг (кг К)
		1,0210 -3 1,1710 -3 1,1510 -3 0,099			250,9 248,6 905,6

Для инженерных расчётов обычно пренебрегают работой насоса н, так как она составляет менее 1% от работы турбины т. Поэтому работа цикла равна работе, получаемой в турбине, и значения энтальпии воды на входе в котёл h 4 равны энтальпии конденсата h 3 .

Так как процесс расширения водяного пара в турбине адиабатный, работа цикла паросиловой установки равна:

ц = т =h 1 -h 2 =3040-2270=770 кДж/кг

Количество подведенной теплоты в изобарном процессе 4-5-6-1:

q 1 =h 1 -h 4 =h 1 -h" 2 =3040-251=2789 кДж/кг

Находим термический коэффициент полезного действия паросиловой установки:

з 1 = ц /q 1 =770/2789=0,276или 27,6%

Определяем теоретический удельный расход пара d и теплоты q на единицу полученной работы:

Находим расход пара D и расход теплоты Q:

Начертим схему паросиловой установки (Рис.2):

Рис. 2. Схема паросиловой установки (1 - паровая турбина; 2- конденсатор; 3- насос; 4- паровой котел; 5 -пароперегреватель; 6 - потребитель)