Der Rechner des Forums hat vier neue Tools. Es geht um die Erwärmung von Kühlwasser:
1.
Kühlwassererwärmung, Reservoir, Potstill
2.
Kühlwassererwärmung, Wasserstrom, Potstill
3.
Kühlwassererwärmung, Reservoir, Reflux
4.
Kühlwassererwärmung, Wasserstrom, Reflux
Am einfachsten kann man die Erwärmung von Kühlwasser über die eingesetzte Heizleistung berechnen. Was an Leistung reinkommt, muss ja vom Wasser dann aufgenommen werden. Die Tools 3 und 4 funktionieren nach diesem Prinzip. Der Nachteil dieser Methode ist, daß in der Praxis nicht die gesamte Energie beim Kühlwasser ankommt, zB da die Kochplatte auch nach unten Wärme abstrahlt und da die Destille nicht komplett isoliert ist. Der Vorteil dieser Berechnung ist allerdings, daß auch Refluxdestillationen berechnet werden können.
Die ersten beiden Tools berechnen die Erwärmung dagegen über die Destillatdaten. Das ist reichlich komplizierter, da zuerst aus den vol% die gew%, Dichte und der Siedepunkt berechnet werden müssen. Der Vorteil dieser Methode ist, daß Enegieverluste zB durch mangelnde Isolierung das Rechenergebnis nicht verfälschen. Der Nachteil ist, daß man mit dem Tool keine Refluxdestillationen berechnen kann.
Mit beiden Rechenwegen gibt es je einen Rechner für Kühler mit Wasserreservoir (also zB eine Regentonne), in welches das erwärmte Kühlwasser zurückgeleitet und dann wiederverwendet wird, also zirkuliert, und für Kühler, bei denen das Kühlwasser nach der Erwärmung nicht zurückgeleitet wird, also zB Anlagen mit Leitungswasseranschluss, wo das erwärmte Kühlwasser im Abfluss landet.
Die ersten zwei Rechner gehen davon aus, daß der verwendete Kühler genau die Kühlkraft besitzt, um die eingegebenen Werte zu erhalten.
Das bedeutet für den ersten Rechner:
Wenn man dort 100l Kühlwasser, 5l 50vol% 20°C Destillat eingibt, errechnet der Rechner eine Temperaturerhöhung des Kühlwassers um 22.8°C. Falls der Kühler aber sehr stark ist, das heißt, daß er zB sehr groß ist und mit viel und sehr kaltem Kühlwasser betrieben wird, dann wird das Destillat kälter werden als 20°C und das Kühlwasser ein bisschen wärmer. Also die errechnete Kühlwassererwärmung gilt nur, wenn auch wirklich die 20°C Destillattemperatur erreicht wird. Dies kann man über die Kühlwassermenge beeinflussen.
Bei dem zweiten Rechner ist es ähnlich.
Bei dem dritten und vierten allerdings, also den Rechnern für Refluxdestillationen, gilt nur die Vorraussetzung, daß der Kühler allgemein stark genug sein muss, um mit den eingegebenen Kühlwasserwerten den gesamten Dampf zu kondensieren. Denn die Abkühlung des Destillats lohnt sich bei Refluxdestillationen nicht zu berechnen, da das fortwährende Verdampfen und Kondensieren so viel Energie kostet, daß das Abkühlen so gut wie nichts ausmacht.
Überhaupt geht die meiste Energie auch bei einer Potstill für das Kondensieren drauf. Also hauptsächlich durch das Kondensieren wird das Kühlwasser aufgeheizt. ZB von den beim obigen Beispiel errechneten 22.8°C Kühlwassererwärmung sind gut 20°C von der Kondensation und nur 2.8°C von der Abkühlung.
Bezüglich der Kühlerlänge ist es allerdings normalerweise andersherum. Zumindest wenn man mit dem Kühlwasser nicht spart, braucht die Kondensation nur das erste Viertel des Kühlers und die Abkühlung die restlichen drei Viertel. Das bedeutet dann, im oberen Teil des Kühlers wird pro cm ca. 30 mal so viel Energie umgesetzt wie im unteren. Das kann man beim Destillieren überprüfen, indem man mit der Hand von unten nach oben über den Kühler streicht, wie plötzlich er ganz oben heiß wird, also wie plötzlich oben das Kühlwasser heißer wird. Wie gesagt, es hängt aber stark von der Kühlwassermenge ab.
Das sind also keinesfalls Tools zur Berechnung von Kühlern, sondern es sind Tools zur Berechnung von Kühlwasser. Also zB zur Beurteilung, ob eine Regentonne groß genug oder eine Pumpe stark genug ist.