Однако, несмотря на повсеместное употребление этих названий, если проанализировать многочисленную информацию в Интернете, то по вопросу назначения этих устройств наблюдается повсеместная путаница. Особенно много расхождений наблюдается по функциям и сути работы дефлегматора и сухопарника. Давайте разберемся и начнем с азов.

Ректификация и дистилляция

Дистилляция - это испарение с последующей конденсацией паров. Именно это и происходит при использовании самогонного аппарата простейшего типа.
Ректификация - разделение смеси на фракции за счет противоточного движения пара и этого же пара, сконденсировавшегося в жидкость (флегму).

Таким образом, видно, что при дистилляции пар, образовавшийся при кипении жидкости, прямотоком поступает на конденсатор. В итоге мы получаем однородную смесь, содержащую и спирт, и воду, и сивушные масла. Содержание спирта повышается за счет того, что он испаряется при более низких температурах и быстрее, чем вода и прочие фракции.

При ректификации часть сконденсированного пара стекает обратно в сторону перегонной емкости, нагревается от вновь образовавшегося пара и вновь многократно испаряется. В результате процесса переиспарения перегоняемая жидкость разделяется на составные части. В случае с самогоном: сивушные масла, вода и нужный нам спирт. Степень разделения зависит от исполнения ректификационной колонны.

Забегая немного вперед, скажем, что дефлегматор для самогонного аппарата - один из элементов, входящий в устройство ректификационной колонны.

Сухопарники и мокропарники

Собственно, это два названия одного и того же элемента. Еще они известны как прикубники. И сухопарник и мокропарник конструктивно представляют собой тонкостенную закрытую емкость небольшого объема с двумя паропроводами в верхней части: вводным и выводным.

В нижнюю часть прикубника врезан кран для сброса отработанного конденсата. Однако часто прикубники делают из стеклянных банок, тогда, естественно, речи о кране идти не может. Слив накопленной жидкости производится через горловину и только по окончании перегонки.

Простой сухопарник из банки

Конструктивное отличие между мокро- и сухопарником одно: в мокропарнике выход вводного патрубка опущен до самого дна, так чтобы пар из перегонного куба «пробулькивал» сквозь налитую в емкость жидкость. Отсюда часто мокропарник называют еще барботером.

Как это работает

1. Пар попадает в емкость и за счет разницы температур начинает конденсироваться на стенках и стекать на дно.
2. По мере нагревания корпуса сухопарника новым паром интенсивность конденсации уменьшается, часть пара начинает уходить в отбор.
3. Одновременно с этим конденсат начинает нагреваться и переиспаряться и тоже уходить в отбор.
4. В определенный момент за счет переиспарения на дне находится уже только «грязная» флегма, которую лучше сбросить через кран и начать цикл с начала.
5. Если кран отсутствует, то вариант один - отбор до промывки, т.е. на выходе мы получаем «грязный» продукт.

Оба варианта и «сброс», и «отбор до победного» к хорошим не относятся - на выходе мы все равно получим не самый качественный продукт. По сути, сухопарник выполняет только две полезные функции:

• не дает парам браги попасть в отбор;
• за счет переиспарения немного увеличивает крепость продукта.

Можно ли повысить эффективность прикубника? Можно, но необходимо изменять его устройство: корпус должна располагаться над перегонным кубом, а сброс конденсата осуществляться непосредственно в куб. Только это будет уже не сухопарник, а вполне себе приличный неуправляемый дефлегматор.

Как устроен дефлегматор

Устройство дефлегматора в простейшем виде это две сваренные трубки разного диаметра, установленные вертикально на перегонный куб. В рубашке между ними циркулирует охлаждающая жидкость (вода) а трубка меньшего диаметра служит магистралью для выхода спиртосодержащего пара.

Для пояснения принципа работы этого устройства условно примем, что перегоняемая жидкость имеет 2 компоненты, имеющие различные температуры кипения. Разделение на фракции осуществляется следующим образом:

1. На первоначальном этапе охлаждение запускается на полную мощность и до разогрева перегонного куба аппарат работает «сам на себя». То есть, испаряющаяся из емкости жидкость конденсируется, образует тонкую пленку на стенках и стекает навстречу поднимающемуся пару обратно в куб. На своем пути она разогревается вновь образовавшимся паром и частично испаряется - это и есть «переиспарение»
2. После того как температура в емкости достигнет температуры достаточной для закипания обоих фракций, внутри конструкции образуются две области:
3. Верхняя, где конденсируются пары фракции с низкой температурой кипения.
4. Нижняя - область конденсации второй компоненты.
5. В основной холодильник по-прежнему ничего не попадает, то есть, отбора пока нет.
6. Температура испарения и конденсации каждой из фракций известны. Теперь можно изменить режим охлаждения таким образом, чтобы точка испарения первой фракции находилась у верхнего среза дефлегматора.
7. Начинается отбор 1-й компоненты смеси.
8. После того, как низкотемпературная фракция отобрана, режим изменяется еще раз и отбирается вторая часть смеси.

Способ позволяет разделить жидкость на любое количество компонентов, имеющих разную температуру кипения. Процесс инерционен, и менять режим охлаждения лучше очень аккуратно, медленно и ступенчато.

Дефлегматор Димрота

Разделяющая способность дефлегматора зависит от величины площади соприкосновения флегмы с паром и точности регулировки. Принцип же функционирования одинаков для всех типов этих устройств, различаются они только конструктивно.

Тот, что был описан в предыдущем разделе - прямоточный холодильник пленочного типа. Конструкция простая в изготовлении и достаточно эффективная. Но у нее есть недостатки - незначительная площадь взаимодействия, которая при отклонении конструкции от вертикали вообще стремиться к нулю. Второй - это сложность регулировки по температуре пара. Частично этих недостатков лишена конструкция Димрота.

Дефлегматор Димрота представляет собой стеклянную или металлическую колбу, в центре которой находится спиралевидная трубка. По ней циркулирует вода и на ней же конденсируется флегма.

Принцип работы тот же, но очевидно, что такая конструкция даже на глаз имеет большую площадь соприкосновения пара и жидкости, чем пленочный аппарат. Кроме того, взаимодействие флегмы и пара происходит по центру колбы, там, где его температура максимальна. Следовательно, и продукт на выходе будет более чистый и крепкий.

Почему в быту чаще всего применяются дефлегматор Димрота или пленочный дефлегматор для самогонного аппарата? Это связано со свойствами исходного сырья - брагой. Если при ее перегонке использовать наиболее эффективную насадочную колонну с большой площадью наполнителя, то уже через полчаса работы наполнитель загрязнится настолько, что никакая ректификация станет невозможной.

Издавна известно, что правильно полученный самогон не дает тяжелого похмелья. Очистку спиртовых паров лучше производить сразу при перегонке, чем потом, народными средствами. Ведь при неправильной очистке даже могут не спасти загубленный напиток. Что может способствовать точному разделению фракций? Каждый самогонный аппарат, если он гордо именуется колонной, имеет дефлегматор. По-другому он еще называется укрепляющим холодильником. Без дефлегматора металлическая трубка, возвышающаяся над перегонным кубом, это просто трубка. Для чего он нужен и каков принцип работы дефлегматора в самогонном аппарате? Все очень просто. Начнем с конструкции и места расположения.

Устройство самогонного дефлегматора

Дефлегматор (укрепляющий холодильник) — это что-то вроде “водяной рубашки”, расположенной в верхней четверти колонны. По сути конструкция участка колонны с дефлегматором — это две концентрические трубки разного диаметра. Внешняя трубка приварена к внутренней, а к пространству между ними подводится холодная вода. Иногда дефлегматор бывает съемным, но чаще всего он неразъемно смонтирован на самой колонне. Зона дефлегматора не имеет никаких внутренних насадок. В этом плане дефлегматор ректификационной колонны ничем не отличается от оного на обычной бражной колонне. Высокоэффективные ректификационные колонны могут не иметь дефлегматора, однако брагу на таких колоннах перегонять будет нельзя: она “забъет” насадку, какой бы не использовался. Поэтому бытовые колонные аппараты имеют дефлегматор для перегонки “в режиме самогонного аппарата”. Поэтому, планируя (рекомендуем выбрать аппарат марки ), обратите особое внимание на возможные режимы его работы.

Принцип работы дефлегматора

Суть работы этого устройства — создание нужной температуры для очистки и укрепления спиртовых паров за счет их охлаждения и так называемой приоритетной конденсации.

Поясним на примере.

В режиме работы колонны (бражной или ректификационной) “на себя”, происходит полная конденсация всех паров, поступающих из перегонного куба. На дефлегматор на этом этапе подается максимальный поток охлаждения. Весь конденсат стекает по колонне вниз, навстречу новым порциям паров. При их встрече происходит частичное испарение за счет нагрева жидкости (флегмы). Когда колонна прогреется и войдет в рабочий режим, в ней происходит разделение температурных областей. В верхней части будут конденсироваться пары веществ с более низкой температурой кипения, а в нижней — с более высокой. Как только этот режим установится, можно снижать охлаждение дефлегматора.

Температура должна установиться таким образом, чтобы “сдвинуть” область испарения низкокипящих фракций в верхнюю область дефлегматора. В этом случае все низкокипящие фракции начнут испаряться здесь и проходить дальше в конденсирующий холодильник, тогда как все остальные фракции не смогут покинуть колонну. Как только низкокипящие фракции (головы) отобраны, температура в колонне изменяется снова, так, чтобы теперь в той же верхней области дефлегматора испарялась основная фракция “тела”. Таким образом можно разделить все компоненты смеси, имеющие разную температуру кипения. Получается, что дефлегматор — это такой “шлагбаум”, которым можно четко разделять компоненты жидкости. Важно только помнить, что регулировка охлаждения должна производиться максимально плавно и “по чуть-чуть”, поскольку системе нужно время, чтобы установилось новое равновесие. Как правило, это занимает 20-30 секунд.

Виды дефлегматоров

Хотя принцип в основе работы дефлегматоров лежит один, они могут отличаться по конструкции и величине. Чем больше площадь контакта флегмы и пара (в определенных пределах), и чем точнее температурная регулировка, тем больше будет разделяющая способность дефлегматора. А конструкций всего две: прямоточный и дефлегматор Димрота. Иногда их путают, смешивая все в одно.

Прямоточный дефлегматор — это как раз “трубка в трубке”, что был описан выше. А дефлегматор Димрота имеет немного другую конструкцию. Она выполнена в виде трубки, внутри которой находится вторая трубка в виде спирали. Именно во внутреннюю подается вода, и здесь происходит конденсация жидкости. За счет спиралеобразной формы увеличивается площадь контакта фаз жидкость-пар, а следовательно, и эффективность разделения. Еще один плюс такой конструкции заключается в том, что этот контакт фаз происходит в зоне максимальной температуры — в центре трубки. А это тоже способствует лучшей очистке спиртовых паров, даже

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.

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 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.

Формулы для расчетов:

R = h / λ, (м2 К)/Вт;

Rs = R1 + R2 + R3 + R4, (м2 К)/ Вт;

К = 1 / Rs, Вт/ (м2 К).

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.

Твх = Тп — Т1;

Твых= Тп — Т2;

Среднюю температуру (Тср) посчитаем по формуле:

Тср = (Твх — Твых) / Ln (Твх / Твых).

То есть, в нашем случае округленно:

Твых = 48°C.

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.

Sт = N / (Tср * К), м 2 ;

Если нам, к примеру, нужно утилизировать 1800 Вт, то Sт = 1800 / (53 * 1493) = 0,0227 м 2 , или 227 см 2 .

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:

Sсеч = N * 750 / V, мм 2 , где

N – мощность (кВт);

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:

Sсеч = 1,8 * 750 / 3 = 450 мм 2 .

Если делать дефлегматор с 3 трубками, значит, площадь сечения одной трубки не меньше 450 / 3 = 150 мм 2 , внутренний диаметр – 13,8 мм. Ближайший больший из стандартных размеров труб – 16 х 1 мм (внутренний диаметр 14 мм).

При известном диаметре труб d (см) находим минимально необходимую их суммарную длину:

L= Sт / (3,14 * d);

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.

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.

Твх = 92 — 20 = 72 °C;

Твых = 92 — 30 = 62 °C;

Тср = (72 — 62)/ Ln (72 / 62) = 67 °C.

Площадь теплообмена:

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.

36 / 2,5 = 14,4.

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.

Краем глаза увидел на одном из форумов очередное обсуждение темы «как подавать воду в холодильник, навстречу пару или попутно», в котором ссылались на мою статью о строительстве БК. Я раньше этой темы не касался, поэтому решил свое мнение изложить отдельно в этой статье.

В предложенной мною конструкции БК вода подается в аппарат снизу и получается, что в дефлегматор она попадает попутно (прямоток) пару, а в холодильник навстречу (противоток). Правильно ли это? Классическая теория теплообменников гласит, что противоточные теплообменники эффективней прямоточных. Это можно проиллюстрировать картинкой.

На рисунке а изображен прямоточный теплообменник, на рисунке б — противоточный. Как видно из температурных графиков, при противотоке температура горячего теплоносителя А на выходе ниже (точка Y), а холодного Б выше (точка Z) чем при прямотоке. Данный факт объясняется тем, что в прямоточном теплобменнике температуры теплоносителей выравниваются до какого-то среднего значения, а в противоточном — температура горячего теплоносителя приближается к температуре холодного и наоборот. Дельта температур (тепловой поток) в случае противоточного теплообменника получается больше. Соответственно, эффективность противотока выше, его можно делать более компактным (либо он будет более эффективным при тех же размерах). Все вроде бы ясно.

Но, как всегда, из общего правила есть исключения. В данном случае это исключение гласит, что если температура одного из теплоносителей изменяется не непрерывно, а лишь до определенного значения (что бывает при конденсации или испарении), то тепловой поток при разных вариантах подключения становится одинаковым. В случае с дефлегматором так и происходит. Нашей задачей является поддерживать определенную температуру пара (для парового отбора — температуру кипения спирта, для жидкостного — температуру его конденсации, собственно это практически одна и та же температура). В случае с прямым холодильником (я в других статьях по привычке неправильно называю его прямоточным, хотя он может быть и противоточным) задача несколько иная — сконденсировать продукт и затем охладить его до температуры воды охлаждения, т.е. классически «теплообменная». Получается, что дефлегматор БК все равно как подключать, а холодильник нужно подключать навстречу.

Тут есть еще один момент. В воде всегда присутствует растворенный газ, который при повышении температуры стремится освободиться и в системе образуется «завоздушивание» вплоть до пробок. Поэтому в рубашечный дефлегматор целесообразнее подавать воду снизу, исключая завоздушивание — поток воды выносит пузырьки воздуха. При малых протоках через дефлегматор можно наблюдать образование пузыря воздуха в самом верху отводящей силиконовой трубки в разгар процесса — это самое оно.

Таким образом , подключение водоподачи в БК целесообразно делать снизу — попутно в дефлегматор (прямоток) и навстречу в холодильник (противоток).