Калькулятор времени и мощности перегонки
По объёму загрузки и мощности нагрева — сколько уйдёт на разогрев и сколько на сам отбор, чтобы не гадать и не планировать перегонку «на ночь» без причины.
Как это считается
Расчёт состоит из двух физических частей.
- Нагрев до кипения. Энергия, чтобы поднять температуру всей загрузки от стартовой до точки кипения слабого спиртового раствора — около 93 °C. Считается по удельной теплоёмкости воды, 4,19 кДж/(кг·К).
- Сам отбор. Энергия, чтобы испарить нужный объём, — по теплоте парообразования воды, 2260 кДж/кг. Берётся вода, а не спирт: у этанола теплота парообразования ниже, так что оценка по воде получается консервативной.
Обе части учитывают КПД — долю энергии, которая не теряется через стенки куба и царги по пути.
Разбор примера
20 л в кубе, старт с 20 °C, мощность 2,5 кВт, план — испарить 80% объёма, КПД 85%.
- Нагрев до 93 °C: 48 мин
- Отбор 80% от 20 л — испарить 16 л: 4 ч 44 мин
- Всего на партию: 5 ч 32 мин
- Скорость испарения на этой мощности: около 3,4 л/ч
Почему насадка определяет мощность, а мощность — время
Время перегонки почти прямо пропорционально мощности — до предзахлёбного предела насадки. После него дальнейший разгон мощности не сокращает время, а срывает режим: колонна захлёбывается, разделение фракций портится. Вот что даёт та же партия 20 л на разной мощности:
| Мощность | Нагрев | Отбор | Всего |
|---|---|---|---|
| 1,5 кВт | 1 ч 20 мин | 7 ч 53 мин | 9 ч 13 мин |
| 2,5 кВт | 48 мин | 4 ч 44 мин | 5 ч 32 мин |
| 3,5 кВт | 34 мин | 3 ч 23 мин | 3 ч 57 мин |
| 5,0 кВт | 24 мин | 2 ч 22 мин | 2 ч 46 мин |
Разница между 1,5 и 5 кВт — это разница в разы по времени на одну и ту же партию. Но повысить мощность безопасно можно только до предзахлёбного предела конкретной насадки и диаметра царги — эффективная насадка с низким сопротивлением потоку пара держит более высокий предел и позволяет гнать быстрее без захлёба.
Что не учтено в расчёте
- Точка кипения растёт по ходу перегонки — по мере того, как спирт заканчивается, куб греется ближе к 100 °C. Расчёт берёт фиксированную оценку в начале отбора.
- Реальная скорость отбора ограничена не только мощностью, но и флегмовым числом: чем сильнее возврат флегмы, тем ниже скорость отбора при той же мощности нагрева.
- КПД — усреднённая оценка, а не измерение для конкретного аппарата: реальные потери тепла зависят от утепления, температуры в помещении и материала куба.
Частые вопросы
Почему время нагрева считается отдельно от времени отбора?
Это две разные фазы с разной физикой. Пока жидкость греется до кипения, вся энергия уходит на подъём температуры и дистиллята ещё нет. После закипания энергия уходит уже на испарение — и именно от этой фазы зависит, сколько получится продукта. Разделение помогает понять, где на самом деле уходит время: часто нагрев занимает значительную часть всего процесса.
Как выбрать мощность нагрева?
Мощность ограничена снизу разумным временем перегонки, а сверху — предзахлёбным пределом вашей насадки и диаметра царги: выше этого предела пар не даёт флегме стекать вниз, и колонна срывается в захлёб. Точный предел для своей царги и насадки считает калькулятор СПН — берите мощность заметно ниже этого предела, а не впритык к нему.
Почему в расчёте используется теплота парообразования воды, а не спирта?
У этанола теплота парообразования ниже, чем у воды (около 840 против 2260 кДж/кг), поэтому испарить чистый спирт физически быстрее. Но в кубе на протяжении почти всей перегонки преобладает вода — особенно в начале и в конце отбора. Расчёт по воде получается консервативным: реальное время обычно не больше расчётного, а не наоборот.
У меня плита или индукционная варочная панель, а не ТЭН — расчёт подойдёт?
Да, физика та же независимо от способа нагрева. Важна реальная мощность, которая доходит до жидкости, а не паспортная мощность прибора — у плит и индукционных панелей часть энергии всегда теряется на нагрев самой посуды и воздуха вокруг.
Как КПД нагрева влияет на время?
КПД — это доля тепла, которая реально идёт на нагрев и испарение жидкости, а не теряется через стенки куба и царги. Неутеплённая система на морозе или в холодном гараже может терять 30–40% энергии впустую — расчётное время при этом вырастает пропорционально. Утепление куба и царги — простой способ сократить время без увеличения мощности.
Можно ли просто увеличить мощность, чтобы гнать быстрее?
До определённого предела — да, время сокращается почти пропорционально мощности. Но выше предзахлёбной мощности насадки это перестаёт работать: колонна срывается в захлёб, разделение фракций портится, а иногда и жидкость выбрасывает через дефлегматор. Эффективная насадка с низким сопротивлением потоку пара держит более высокий безопасный предел мощности — то есть даёт быстрее гнать без потери качества, а не только теоретически.