Узел отбора по жидкости с постоянным флегмовым числом

Немного теории

Известно (Зиновьев В.А. Краткий технический справочник. Том 1. — М., ГОСИЗДАТ, 1949. — c. 362), что для малых отверстий в соответствии с формулой Торричелли расход жидкости Q определяется высотой жидкости над отверстием H и площадью самого отверстия w:

где μ — коэффициент расхода, g — гравитационная постоянная.

Как видно из этого выражения поток флегмы из малого отверстия в стакане высотой не менее H определяется исключительно площадью этого отверстия. Если таких отверстий два, то отношение потоков в них будет равно отношению их площадей, то есть флегмовое число колонны F, в соответствии с формулой Торричелли составит:

Другими словами, чтобы обеспечить постоянство флегмового числа при жидкостном отборе необходим делитель флегмы в виде стакана или трубки высотой не менее H и две отводные трубки с жиклерами, отношение площадей которых и определит требуемое флегмовое число.

Простейший вариант узла отбора с фиксированным флегмовым числом:

постоянное флегмовое число в нем обеспечивается общим источником флегмы. В данном случае это силиконовая трубка внутренним диаметром 12-13 мм. На трубке можно нанести деления, соответствующие уровню флегмы от дефлгематора. Или же просто сантиметры высоты столба. Заканчивается трубка медным сантехническим тройником, наружный диаметр 14 мм. На горизонтальные концы тройника надеты два кусочка такой же силиконовой трубки, внутрь которых вставлены жиклеры возврата и отбора. В качестве жиклеров используются медные заглушки, в которые просверлены отверстия 2.2 мм и 0.9 мм соответственно.

Заканчиваются горизонтальные трубки медными переходниками с 14 на 8 мм для подключения к колонне и холодильнику отбора:

В разобранном виде конструкция выглядит так:

 

 

 

При необходимости регулировать возврат-отбор вместо жиклеров можно использовать игольчатые краны:

В этом случае кран отбора должен находится выше крана возврата. Регулировка осуществляется в два этапа: при закрытом кране отбора краном возврата выбирается максимальная высота флегмы в вертикальной трубке. После чего краном отбора устанавливается необходимое флегмовое число. При этом высота флегмы в трубке снизится.

 

Встраиваемый узел отбора с постоянным флегмовым числом

Узел отбора удобно совместить с диоптром и встроить непосредственно в колонну:

Единственным недостатком такого решения будет невозможность регулировки возврата флегмы.  Что, впрочем, нужно лишь на этапе настройки колонны. При необходимости работы на разных мощностях жиклер возврата можно сделать заменяемым.

 

Реализация внутренней части встраиваемого в диоптр узла отбора показана на следующем рисунке:

Жиклеры отбора и возврата выполнены в виде медных заглушек с отверстиями, надетые на медные трубки через отрезки силиконовых трубочек. Такая конструкция удобна еще и тем, что случайные соринки в потоке флегмы не задержатся на отверстии жиклера, а смоются вниз.