Музыка с собой. Как устроена портативная колонка и зачем она нужна?

Портативная колонка позволяет слушать музыку где угодно: в парке, во время хайкинга на Кок-Жайляу или пока занимаетесь спортом. Таких устройств на рынке сотни, а чем больше выбор, тем больше шансов ошибиться. Часто выбор делается на основе внешнего вида или времени автономной работы, но мы считаем, что это не главные критерии. Выбрать колонку не легче, чем акустическую систему. Нужно учесть много технических характеристик.

№1. Какая колонка называется портативной?

«Портативная» не значит «маленькая». Считается, что портативная колонка обязательно должна легко помещаться в рюкзак или даже в карман. Но бывает и так, что колонка имеет приличные габариты при весе в пять, а то и десять килограммов. Поэтому портативность – это в первую очередь не размер или вес, а лёгкость подключения и регулировки звука, а также возможность работать автономно без подключения к сети.

№2. Какие бывают портативные колонки?

По-хорошему колонка может заменить домашнюю аудиосистему.

Мало того, у неё есть несколько преимуществ перед громоздкими собратьями: провода не болтаются, колонку можно поставить где угодно, а управление звуком доступно из любой точки в радиусе действия сети. А ещё стильная колонка станет украшением интерьера. И что самое главное, ты в любой момент можешь взять её с собой на отдых, чтобы продолжить наслаждаться музыкой. Например, модель Sony SRS-XB30 выполнена из поликарбоната с прорезиненным покрытием и защитой от влаги по стандарту IPX5.

---

---

№3. Хорошо. А технология воспроизведения звука во всех колонках одинакова?

Нет. С точки зрения технологии колонки делятся на три вида:

• Моно-колонка. Здесь всего один динамик, иногда довольно громкий, но объёмного звучания не ждите.
• Стерео-колонка. Два и более динамиков звучат гораздо интереснее одного, но только при достаточной громкости и правильном расположении относительно слушателя.
• Системы 2.1. Тут есть ещё и сабвуфер, так что качественный рок стоит слушать именно на таких моделях, правда, они не очень компактны.

№4. Кому нужна портативная колонка?

Не всякий сможет позволить себе сложную акустическую систему, но звука компьютера или смартфона часто не хватает. Компромиссное решение – портативная колонка.

Предками современных портативных акустических систем были переносные магнитофоны со встроенными динамиками (помните эти огромные штуки?). С тех пор прошло минимум лет тридцать, но назначение техники осталось прежним: портативная акустика позволяет владельцу и его окружению слушать музыку там, где им хочется, и так громко, как душе угодно.

Что же касается звука, то современные колонки тоже ушли далеко вперёд. Они способны воспроизводить бас, адекватно отображать акустико-частотную картину со всеми динамическими нюансами. Конечно, до полноценного звучания им ещё придётся расти, но на нынешнем этапе портативные колонки демонстрируют колоссальный прогресс.

№5. Как выбирать колонку?

Эффективность любого гаджета зависит от тех условий, в которых его будут использовать. Нелогично покупать трёхкилограммовый чемодан для поездок на велосипеде с ветерком и музыкой, а с крошечным карманным девайсом нет смысла устраивать вечеринки на пляже. Лучше всего выбрать золотую середину – колонку, которая будет раскрываться на максимум при разных условиях. Как и в полноформатных акустических системах, здесь важны громкость, чистота и детальность звука.

Колонки весом в килограмм часто считаются компромиссным вариантом. Кроме того, у некоторых моделей, в частности у Sony SRS-XB30, есть режим Party Chain, с помощью которого можно подключить до 10 колонок в одну связку и десятикратно увеличить мощность звучания. Помимо этого у Sony есть технология NFC – быстрая беспроводная связь с небольшой зоной охвата между всеми устройствами бренда. Это и вовсе режим Party Hard.

№6. И всё же имеет ли значение объём батареи?

Конечно. Вы всё-таки будете носить портативную колонку с собой, так что времени её работы должно хватать на 4-6 часов. Это средние показатели по рынку, но в условиях длительных поездок, конечно, нужно больше времени для автономной работы. В случае с Sony SRS-XB30 всё зависит от того, работает ли подсветка, например, и в каких климатических условиях находится девайс (в идеале речь идет о 24 часах бесперебойной работы). Колонка Sony SRS-XB30 благодаря большому объёму батареи можно эффективно использовать не только по прямому назначению, но и как пауэрбанк для вашего мобильного телефона.

---

---

№7. На что ещё обратить внимание?

Количество динамиков и их размер. Иногда это видно через сетку, иногда параметры честно указывает производитель. Акустика с одним излучателем будет звучать не так чисто на полной громкости, как колонка с разделёнными. Колонка с одним каналом звучит в режиме моно, колонка с двумя каналами – в стерео. Различие между моно- и стереозвуком состоит в пространственном звучании: монозвук не обладает объёмом.

Габариты. Всё по той же причине, что и выше, это надо учитывать: слишком объёмная или тяжёлая акустика будет не очень удобна в поездках. С другой стороны, можно исходить из потребностей: решайте сами, что вам важнее, – мощность или компактность.

Управление. Даже если портативная колонка синхронизируется по Bluetooth, желательно, чтобы управлять музыкой и громкостью можно было и с корпуса. Зачастую колонкой управляют по Bluetooth – в модели Sony SRS-XB30 есть функция Hands Free, которая позволяет отвечать на звонки по громкой связи, не прерывая связь с колонкой и не портя атмосферу на вечеринке.

Мощность. Выходная мощность не влияет на качество звука, но говорит о максимальной громкости звучания колонки. Начальная точка – 1,5 Вт на один динамик. Такая колонка будет звучать чуть громче смартфона. Колонка со средними показателями обладает мощностью в 16-20 Вт, а 60 Вт – это уже монстр, похожий по звучанию на базовую мультимедийную акустику. Кстати, обратите внимание на наличие сабвуфера в колонке – его мощность учитывается отдельно.

№8. Как понять, нравится ли звук колонки?

В первую очередь обратите внимание на личные ощущения. Как и с наушниками – ничто не имеет значения, если звук не нравится именно вашему слуху. Но если всё-таки хочется разобраться, то следует снова обратить внимание на количество динамиков – они обеспечивают частотный диапазон. Чем шире частотный диапазон, тем качественнее звук. Верхние частоты портативная акустика воспроизводит в пределах 10 000-55 000 Гц. «Низы» – в пределах 20-500 Гц: чем ниже этот показатель, тем сочнее звук. В колонках бывают всякие дополнительные фичи, в зависимости от производителя. В случае с Sony – это функция

Extra Bass, которая усиливает звучание низких частот.

---

---

№9. Где и для чего нужна колонка?

Громкости смартфона будет мало на открытых пространствах, а стационарным системам нужна розетка. Портативная колонка – компромиссный вариант: по мощности она сравнится с недорогой домашней акустикой. Её можно подключать к ноутбуку или планшету для просмотра фильмов с качественным, громким звуком. Она не займёт много места в чемодане или дорожной сумке. Вы сможете подключить смартфон по Bleutooth, не вставая с шезлонга.

В некоторых моделях производители расширяют функционал, чтобы кастомизировать продукт под потребности пользователя. Если вы любитель вечеринок, то наверняка знаете, что для качественной атмосферы важна не только музыка, но и правильный свет. Так вот, Sony на лицевой стороне колонки реализовали многоцветную линейную подсветку и стробоскоп, которыми удобнее всего управлять через приложение Sony Music Center.

как устроена и ее схема.

Опубликовано 25.05.2019 автор Андрей Андреев — 1 комментарий

Всем привет! Если вы хоть немного разбираетесь в электронике, схема компьютерных колонок не будет для вас чем-то сложным. При наличии прямых рук, паяльника и необходимых компонентов, собрать такой девайс можно и самостоятельно, было бы желание.

В этом посте мы рассмотрим принципиальную схему простейшей колонки для ПК – из чего состоят такие устройства и какие функции выполняет каждый узел. О том, как работают звуковые колонки и про их функции, читайте здесь.

Блок питания

Как любому электронному устройству, компьютерной колонке для работы требуется электрическая энергия. Встроенный блок питания преобразует переменный ток в постоянный, который необходим для работы девайса. От мощности самих колонок зависит мощность блока питания.

Существуют компактные колонки с питанием от USB. Разъем, который подключается к соответствующему порту, подает на устройство постоянный ток, поэтому выпрямитель здесь отсутствует.

Такие колонки можно использовать не только в связке с компом или ноутбуком, но и смартфоном или планшетом. Для питания используется разборная зарядка от гаджета со встроенным USB портом.

Аудиовход

Все компьютерные колонки подключаются к источнику сигнала посредством джека 3,5 мм – именно такой порт встроен в звуковую плату на материнке и в большинство внешних звуковых плат.

Конечно, существуют звуковухи со специфическими портами, поэтому и оборудование требуется подключать соответствующее. Самый распространенный тип интерфейса у профессиональных акустических систем – джек 6,3 мм.

Передающий сигнал кабель может быть припаян «наглухо» к усилителю звукового сигнала или подключаться отдельно – как правило, с помощью штекеров RCA.

Между собой колонки соединяются или с помощью таких же разъемов, или обычным проводом с оголенными концами, который фиксируется с помощью специальных защелок. Кроме того, соединяющие кабеля могут быть также «намертво» приделаны к корпусу и быть неразъемными.

Усилитель сигнала

Этот узел присутствует только у активных акустических экземплярах – пассивные подключаются к внешнему усилителю. Подавляющее большинство современных компьютерных вариантов, в том числе формата 7.1 с сабвуфером и шестью сателлитами, тоже активные.

Задача усилителя – сделать слабый сигнал, который подается со звуковой платы, достаточно мощным для используемых в акустической системе динамиков. Кроме того, для усилителя сигнала характерна еще одна роль – он фильтрует входящий сигнал, удаляя лишние шумы, и выравнивает его по частотному диапазону.

Как правило, на фронтальной панели усилителя сигнала присутствуют элементы управления – как минимум, кнопка включения питания, регуляторы громкости и низких частот.

Схема простейшего усилителя для акустической системы:

Кроссовер

Этот элемент используется в многополосных вариантах, состоящих из нескольких динамиков. Он разделяет усиленный входящий сигнал на частоты, соответственно рабочему диапазону каждого излучателя. В бюджетных колонках, оборудованных одним динамиком, такого элемента нет.

Процессор

Элемент используется только в качественных аудиосистемах. Он декодирует многоканальный звук, согласно используемому колонками формату – например, Dolby Digital для систем 5,1 или Dolby Surroundдля акустики 7,1.

Динамики

Динамические излучатели – сердцевина и основной компонент любой аудио системы. Современная стандартная колонка средней ценовой категории оборудована внутри как минимум двумя динамиками – для низких и высоких частот соответственно.

Связано это с тем, что разные динамики не одинаково воспроизводят звук разной частоты – чем она ниже, тем больше должен быть диаметр динамика. В системах с сабвуфером НЧ излучатель вынесен в отдельный корпус, чтобы он не мешал звучанию остальных.

Сегодня на рынке присутствуют акустические системы с двумя типами динамиков. В первом типе используется конусный излучатель, так называемый диффузор, принцип действия которого базируется на взаимодействии магнитного поля электрической катушки с полем постоянного магнита.

На выходе получается мощный звук и сочные басы.

Второй тип динамиков вместо диффузора использует плоскую мембрану. Такие излучатели существенно проигрывают в мощности, но зато обладают весьма компактными габаритами. Это делает их весьма эффективными при создании портативных акустических систем.

Также они используются в бюджетной акустике в связке с сабвуфером.

Корпус

Большинство современных компьютерных колонок спроектировано по принципу «пустого ящика» (читайте детальнее об истории создания колонки). Вопреки распространенному заблуждению, корпус – не просто коробка, в которой покоятся динамики. Он выполняет такие задачи:

• Изолирует динамики, не давая им влиять на работу друг друга;
• Предотвращает акустическое короткое замыкание, улучшая звук на низких частотах;
• Создает условия для акустической усадки излучателей;
• Придает внешнему виду устройства определенный стиль.

Конечно, речь идет о качественных колонках, спроектированных согласно законам акустики. У бюджетных «пищалок» единственное назначение корпуса – удерживать динамики.

У более же качественных колонок, конструкторы проводят эксперименты со строением и формой корпуса, добавляют диффузоры, лабиринты и прочие элементы, которые улучшают качество звука.

У самых дешевых колонок, корпус изготовлен из самого дешевого пластика. В более качественных моделях используются качественные виды полимерных материалов. Ну, а у самых дорогих колонок, корпус, как правило, из ДСП, ДВП, фанеры или натурального дерева.

И на «закуску» – электрическая схема простейшей колонки:

Вот, собственно, и все на тему того, как устроена и работает колонка. Также для вас могут оказаться полезными публикации о том, какие бывают акустические системы. Буду благодарен всем, кто расшарит эту статью в социальных сетях.

И не забывайте, что, подписавшись на новостную рассылку, вы сможете получать уведомления о новых постах в моем блоге. До завтра!

С уважением, автор блога Андрей Андреев.

Как устроен динамик

Схема, устройство колонок

Как известно, для воспроизведения звуковых волн в большинстве акустических систем применяются динамические излучатели, или динамики. Они занимаются преобразованием электрического тока в звуковые волны путем движения специальной мембраны. Но сами по себе они не могут образовывать звук достаточно высокого качества – в комплекте с ними идет целый комплекс электротехнических устройств, заставляющих динамик работать. Если все эти детали встроены в корпус источника звука – магнитофона или телевизора – в области низких частот широкополосные динамики работают менее эффективно. Звук наполняется искажениями из-за резонансного эффекта.

Чтобы микросхемы, трансформаторы и полупроводники не мешали звуковым волнам, в большинстве современных акустических систем динамические излучатели выносятся в отдельные корпуса – колонки. Разнообразие их форм-факторов, дизайна и прочих особенностей исполнения велико, но все они имеют ряд общих черт. Как же устроены привычные для большинства пользователей колонки?

Корпус

На первый взгляд может показаться, что корпус – это маловажная часть колонок, и то, как он выглядит и из чего сделан, имеет мало разницы. На самом же деле, правильная форма и материал исполнения корпуса колонок играет одну из важнейших ролей в деле производства высококачественного звука.

Колонки напольные DALI Ikon 6 MK2 white high gloss

Все, как и было упомянуто вначале, упирается в резонанс и его эффект. От особенностей конструкции корпуса сильно зависит сила этих эффектов – наложений частот, посторонних звуков, особенно дребезжания.

В целом, корпус выполняет следующие задачи:

• устраняет акустическое короткое замыкание, улучшая качество воспроизведение низкочастотного звука;
• разделяет отдельные динамики в пространстве, мешая им негативно воздействовать друг на друга;
• создание условий для акустической усадки динамических излучателей;
• эстетическая роль – придание колонке определенной формы и стиля.

Для полноценного выполнения этих задач перед инженерами стоит задача правильно подобрать форму и материал, из которого будет изготовлена коробка для размещения излучателя, а также правильно расположить в пространстве все детали устройства.

Форма корпуса может быть самой разной, и от правильного ее подбора сильно зависит эффективность создания звуковых волн. Варианты могут быть следующими:

• Прямоугольник – стандартные колонки обычно именно такие, могут быть в форме параллелепипеда или куба. Несмотря на свою традиционность, такие колонки издают далеко не идеальный звук, поскольку прямоугольная форма располагает к созданию резонанса и сопутствующих ему эффектов.
• Форма с непрямыми углами – трапеция, пирамида.
• Круглые формы – эллипс или шар. Для широкополосных колонок скругленные стенки подходят лучше всего.

Таким образом, для обычных колонок, которые отвечают за основной диапазон звуковых частот, наиболее пригодны круглые формы. Эта особенность часто используется инженерами для компенсации качества дешевых колонок. В них передняя стенка делается прямой, а задняя и боковые объединяются в одну изогнутую поверхность, что позволяет эффективно отражать и направлять звуковые волны в сторону слушателя.

Самодельный корпус колонки

Сабвуферы же чаще кубические – это связано с особенностями воспроизведения низких частот. Также в них гораздо чаще, чем в обычные колонки, встраивается фазоинвертор – полая труба, насквозь проходящая сквозь одну из стенок и фокусирующая звуковые волны.

Материалы так же могут быть разными. В основном это, конечно, пластмасса или древесина разных типов. Могут встречаться следующие варианты исполнения корпуса колонок:

• ДВП, ДСП, фанера средней плотности. Колонки из продуктов деревоперерабатывающей промышленности получаются, по мнению многих аудиолюбителей, наиболее качественными и издают мягкие, чистые звуки. Однако используется такой вариант не слишком часто – особенно он был распространен в старых советских акустических системах. Колонки из дерева получаются массивными, поэтому они чаще всего напольные.
• Дорогие специальные полимеры. Несмотря на худшие показатели звукоизоляции, пластик, разработанный специально для производства колонок, неплохо подходит для формирования корпусов этих устройств. Однако устройства из высококачественного пластика имеют весьма высокую стоимость.
• Дешевый пластик – обыкновенный полистирол. Такие колонки зачастую совсем не поглощают звук, что приводит к множеству посторонних шумов. На большой громкости гулы и гудения слышны особенно отчетливо.

Изнутри стенки корпуса обычно отделываются дополнительным звукоизоляционным материалом – чаще всего самым простым поролоном. Это позволяет несколько улучшить характеристики даже самого дешевого материала.

Динамики

Динамические излучатели – это главная часть схемы устройства колонок. Именно они занимаются производством звуковых волн. Динамика их заключается в работе подвижной катушки. Как же работает эта часть колонки?

Схема динамика довольно проста, в нее входят самые основные электротехнические части.

Конструкция излучателя

Работает весь этот комплекс деталей также весьма просто. На корпусе колонки надежно закрепляется постоянный магнит – в отличие от электромагнита, это позволяет непрерывно создавать магнитное поле в любых условиях. В дешевых моделях используются старые материалы – магниты из обычного феррита. Более современные, технологичные и дорогие колонки оснащаются качественными неодимовыми магнитами, создающими статичное поле. Несравнимо более высокое качество таких устройств и до сих пор не слишком широкая их распространенность позволяет производителям указывать использование неодима как отличительную особенность своей продукции.

Постоянное магнитное поле окружает катушку из медного провода, находящегося под действием переменного тока, исходящего от электрической сети, аккумулятора или USB-порта в зависимости от типа колонок. Стоит отметить, что устройства работают с высокоуровневыми токами – напряжение измеряется в вольтах, десятках и, в некоторых случаях, даже тысячами вольт, а сила тока – в амперах и десятках ампер. Это создает необходимость для обеспечения линейности сигнала.

Поток электронов модулируется акустическим сигналом и, в соответствие с законами физики, создает вокруг себя электромагнитное поле. Его взаимодействие со статичным полем от постоянного магнита придает катушке динамику. Движение катушки, в свою очередь, приводит к вибрированию диффузорной мембраны, вибрации вызывают колебания воздуха, которые и воспринимаются человеческим ухом как звук.

Материал исполнения мембраны может быть разным: используются как искусственные полимеры, так и натуральные соединения, например целлюлоза. В дорогих моделях колонок может применяться тонкая титановая пластина. От этого параметра, конечно, сильно зависит качество издаваемого динамическим излучателем звука.

Разнообразие динамиков

Динамики различаются по воспроизводимому ими диапазону звуковых частот. Существуют следующие виды излучателей:

• низкочастотные (сабвуферы) – излучают звук в диапазоне 20-120 Гц;
• среднечастотные – занимаются воспроизведением основной массы звука, вплоть до 5 кГц;
• высокочастотные (твиттеры) – излучают самые высокие звуки, от 2 до 20 кГц в зависимости от технических особенностей.

2-х компонентная акустическая система

Все эти динамики различаются не только особенностями исполнения элементов конструкции, но и размерами. Так, сабвуфер обычно самый большой – от величины его диаметра зависит качество исполнения низких частот. Твиттер, наоборот, маленький, чтобы волны получались как можно более короткими.

Усилитель

Колонки могут быть активными или пассивными. В колонки первого типа встраивается собственный усилитель звука – устройство, которое преобразовывает поступающий сигнал, подстраивая его под мощность колонок. Без усиления колонки звучали бы слишком тихо.

Если используемые колонки относятся к пассивному типу, усилитель подключается к ним отдельно посредством акустических кабелей с клеммами. Усилители бывают разными и не только занимаются собственно преобразованием мощности сигнала, но и сбором и объединением сигналов от разных колонок в многоканальных акустических системах. Помимо усилителя, преобразованием может заниматься такое устройство, как ресивер.

Применение правильных материалов, снижение силы искажений звука приводит к существенному повышению качества акустической системы. Инженеры обязаны уделять разработке колонок максимум внимания, ведь колонки должны не просто издавать звук – их задача состоит в том, чтобы правильно создать звуковое поле, соответствующее десятку реальных источников звука, используя всего лишь несколько громкоговорителей.

Несмотря на весьма распространенное мнение, что на качество акустической системы влияет буквально каждый ее элемент: источник звука, ресивер, усилитель и даже сами акустические провода и кабели, звук…  12997

Ассортимент колонок – устройств, являющихся совокупностью динамических излучателей, их корпусов и дополнительной электроники – на сегодняшнем рынке неимоверно широк. В магазинах можно встретить самые…  8468

На удобство пользования акустической системой, а также на сложность подключения ее элементов друг к другу и способ введения системы в эксплуатацию влияет целый ряд параметров. Это и количество…  5869

zvukoved.net

Принцип работы динамика или как он работает?

Хотел было написать статейку по поводу выбора наушников и какие лучше покупать для каких целей, но вот незадача начал писать и сам же употреблять определенные значения величин и упоминать принципы работы динамиков и наушников в общем.

Потому решил сначала немного ввести в экскурс читателей, которые не хотят разбираться в точности как работают стандартные колонки или наушники и объяснить как говорить на пальцах что это такое и с чем его едят.

Первое что хочу сказать, что динамик или громкоговоритель или электроакустический преобразователь в зависимости от сферы применения называться может по-разному, но принцип работы у него одинаковый. И все колонки в основном работают одинаково только небольшая разница заключается в том, что эти колонки бывают разного типа, а внутри них расположены динамики (один или несколько в зависимости от перекрываемой полосы частот).

Итак, кратко, что же представляет собой динамик и как он работает.

Динамик предназначен дл преобразования электрических колебаний в звуковые. Звуковая частота это частоты, которые слышны человеческим ухом.

А сейчас немного отвлечемся для понимания физики процесса. Каждый из нас держал в руках гибкий прутик допустим деревянный и если этим прутом начать быстро махать он начинает издавать звук, при чем есть четка зависимость чем сильнее частота вращения или махов этого прута тем выше звук он издает и также чем толще и больше этот прут тем ниже звук получается при этих нехитрых манипуляций.

Так вот принцип работы обычного стандартного динамика основан на этих явлениях.

Строение динамика

Катушка, мембрана, магнит ну и соединительные провода.

Сигнал, поступая в катушку которая находится в электромагнитном поле постоянного магнита колеблется в зависимости от амплитуды поступаемого сигнала. И раскачивает мембрану (соединенной с катушкой)  которая из-за колебаний создает звук.

И как я уже говорил, чем ниже частота колебаний данной мембраны, тем ниже звук или как принято говорить у музыкантов – басы. Чем выше колебания, тем выше частота получаемых звуков. И наоборот.

Кондиционеры и фильтры для воды на сайте — http://dvoda.com.ua/

specialcom.net

Устройство динамика

Электродинамический громкоговоритель, динамический громкоговоритель, динамик, динамическая головка прямого излучения – это разнообразные названия одного и того же прибора служащего для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в колебания воздуха, которые и воспринимаются нами как звук.

Звуковые динамики или по-другому динамические головки прямого излучения вы не раз видели. Они активно применяются в бытовой электронике. Именно громкоговоритель преобразует электрический сигнал на выходе усилителя звуковой частоты в слышимый звук. Стоит отметить, что КПД (коэффициент полезного действия) звукового динамика очень низкий и составляет около 2 — 3%. Это, конечно, огромный минус, но до сих пор ничего лучше не придумали. Хотя стоит отметить, что кроме электродинамического громкоговорителя существуют и другие приборы для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в акустические колебания.

Чтобы понять, как работает электродинамический громкоговоритель, обратимся к рисунку.

Динамик состоит из магнитной системы – она расположена с тыльной стороны. В её состав входит кольцевой магнит. Он изготавливается из специальных магнитных сплавов или же магнитной керамики. Магнитная керамика – это особым образом спрессованные и «спечённые» порошки, в составе которых присутствуют ферромагнитные вещества – ферриты. Также в магнитную систему входят стальные фланцы и стальной цилиндр, который называют керном. Фланцы, керн и кольцевой магнит формируют магнитную цепь.

Между керном и стальным фланцем имеется зазор, в котором образуется магнитное поле. В зазор, который очень мал, помещается катушка. Катушка представляет собой жёсткий цилиндрический каркас, на который намотан тонкий медный провод. Эту катушку ещё называют звуковой катушкой. Каркас звуковой катушки соединяется с диффузором – он то и «толкает» воздух, создавая сжатия и разряжения окружающего воздуха – акустические волны.

Диффузор может выполняться из разных материалов, но чаще его делают из спрессованной или отлитой бумажной массы. Технологии не стоят на месте и в ходу можно встретить диффузоры из пластмассы, бумаги с металлизированным покрытием и других материалов.

Чтобы звуковая катушка не задевала за стенки керна и фланец постоянного магнита её устанавливают точно в середине магнитного зазора с помощью центрирующей шайбы. Центрирующая шайба гофрирована. Именно благодаря этому звуковая катушка может свободно двигаться в зазоре и при этом не касаться стенок керна.

Диффузор укреплён на металлическом корпусе — корзине. Края диффузора гофрированы, что позволяет ему свободно колебаться. Гофрированные края диффузора формируют так называемый верхний подвес, а нижний подвес — это центрирующая шайба.

Тонкие провода от звуковой катушки выводятся на внешнюю сторону диффузора и крепятся заклёпками. А с внутренней стороны диффузора к заклёпкам крепится многожильный медный провод. Далее эти многожильные проводники припаиваются к лепесткам, которые закреплены на изолированной от металлического корпуса пластинке. За счёт контактных лепестков, к которым припаяны многожильные выводы звуковой катушки, динамик подключается к схеме.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

Если пропустить через звуковую катушку динамика переменный электрический ток, то магнитное поле катушки будет взаимодействовать с постоянным магнитным полем магнитной системы динамика. Это заставит звуковую катушку либо втягиваться внутрь зазора при одном направлении тока в катушке, либо выталкиваться из него при другом. Механические колебания звуковой катушки передаются диффузору, который начинает колебаться в такт с частотой переменного тока, создавая при этом акустические волны.

Обозначение динамика на схеме.

Условное графическое обозначение динамика имеет следующий вид.

Рядом с обозначением пишутся буквы B или BA, а далее порядковый номер динамика в принципиальной схеме (1, 2, 3 и т.д.). Условное изображение динамика на схеме очень точно передаёт реальную конструкцию электродинамического громкоговорителя.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

studopedia.ru

Принцип работы динамика

Динамик (громкоговоритель) – аппарат, который переводит электрические импульсы в звуковые вибрации и излучает их в окружающую среду, в качестве которой как правило выступает воздух, но может и вода и др. Начало изобретению динамика положил в 1876 году Александер Грэм Белл, который создал электродинамическую головку (капсюль) для своего телефона.

Устройство динамика довольно просто: внутрь постоянного магнита помещена катушка из тонкой проволоки, прочно укрепленная к диффузору. Причем она не связана механически с постоянным магнитом, но находится в его поле.

Принцип работы динамика: когда по катушке протекает изменяющийся ток, она выступает как электромагнит, а от силы тока зависит, насколько сильно она притягивается или отталкивается от магнита. Поскольку к катушке прикреплен диффузор, колебания катушки передаются и ему. Диффузор приводит к колебанию воздуха, вибрации которого воспринимаются ухом как звук.

О том, на чем основан принцип работы динамика, наглядно и остроумно показано на видео.

На сайте есть материалы про особые эффекты, которые можно получить благодаря динамикам.

izobreteniya.net

Как работает динамик

Иллюстрация: Максим Чатский

Если два магнита поднести друг к другу, то их магнитные поля начнут взаимодействовать и противоположные полюса магнитов будут притягиваться друг к другу. Все вы детстве играли с магнитами и видели, как это происходит.

Это явление и используется в аудио-динамике. Основная деталь динамика — катушка с намотанной на нее проволокой. Если по этой проволоке пустить ток, то получится электромагнит, причем его полярность зависит от того, в какую сторону пустить ток.

Вторая важная деталь — постоянный магнит в форме кольца. В дырку этого кольца помещают катушку и соединяют ее с мембраной колонки. Обычно мембрана — это бумажный или пластиковый конус.

Этот принцип работает и в обратную сторону. Если раскачивать катушку, то поле постоянного магнита будет создавать внутри нее электрический ток, который будет менять свое направление с частотой колебаний. Так что, если вы подключите наушники к аудио-входу своего компьютера, то получится микрофон.

На контакты катушки подается электрический ток, который меняет свое направление с той же частотой, что и частота звуковых колебаний той музыки, которую мы собрались слушать. От этого катушка превращается в магнит, полюса которого меняются местами с той же частотой, что и ожидаемый звук. Из-за этого она колеблется и передает свои колебания мембране.

Мембрана толкает воздух перед собой образуя звуковые волны. Точно так же образуются волны на воде, если толкать воду рукой в ванне. Для того, чтобы мембрана работала эффективнее, ее делают в виде конуса. Так же и в ванне, волны получаются больше, если толкать воду не прямой ладонью, а слегка согнутой.

theoryandpractice.ru

Как устроены акустические системы. Окончание

Приветствую, друзья!

В первой части статьи мы познакомились с устройством основных компонентов акустических систем – динамиков.

Магнит, катушка и бумага заставляют наши сердца биться быстрее, особенно когда звучит любимая мелодия.

Теперь самое время задать вопрос — а сколько акустических систем надо?

Как вы думаете – зачем используют две (или больше) акустических систем, а не одну?

Зачем эти дополнительные затраты, а?

Да и место на столе этот «лишний» ящик занимает…

Затем же, зачем человек имеет два органа слуха, которые нужны ему не только для красоты и симметрии.  Имея два уха, человек может различать направление прихода звуков. Звуковая картина при этом приобретает красоту, полноту и объем!

Этот факт можно отразить сухим техническим языком: звуковые сигналы, попавшие в органы слуха, обрабатываются звуковым процессором, расположенном в межушном пространстве, и рассчитывается направление их прихода. А если серьезно, то ведь как прекрасно, гуляя в лесу или парке, слушать пение птиц, доносящееся с разных сторон!

Следует отметить, что существует разные подходы к воспроизведению многоканального звука.

Первый (который мы рассмотрели) – это две одинаковые двух- или трехполосных АС. Для эффективного воспроизведения низких частот они должны иметь достаточно большие размеры.

Но человеческое ухо не в состоянии локализовать направление, откуда приходит звук именно низких частот. Поэтому один большой низкочастотный динамик вполне справится с задачей.

Таким образом, нужен один громоздкий ящик (а не два), который можно установить где-нибудь  под столом.

Такую штуковину называют сабвуфером.

Он, как правило, содержат в себе фазоинвертор. Средне-высокочастотные динамики (сателлиты) при этом устанавливаются в небольшие дополнительные корпуса. В последние годы появились новые стандарты звуковоспроизведения (так называемые многоканальные системы), при этом сателлитов может быть два, четыре или еще больше.

Если сателлита четыре, то два из них устанавливают спереди от слушателя, а два – сзади. После того как все подсоединено и включено, можно начинать палить в монстров из гранатомета. Звук из сабвуфера может послужить поражающим фактором и для самого игрока )))

Активные и пассивные акустические системы

Пассивные акустические системы содержат только динамики и фильтры. Активные  имеют в себе еще и встроенные усилители. Дело в том, что стандартный выход звуковой карты обладает небольшим уровнем мощности и не может обеспечить необходимую громкость АС.

Чтобы не возиться с дополнительными коробками и проводами, усилитель мощности придумали встраивать прямо в акустическую систему.

Большинство компьютерных акустических систем (АС) – активные.

Начинка этих АС  включает в себя, кроме усилителей, и блоки питания.

Источник питания недорогих АС – это обычно понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и фильтрующий конденсатор.

Этот источник преобразует переменное сетевое напряжение 220 В в постоянное в диапазоне (ориентировочно) 12 – 24 В.

Усилители даже самых дешевых моделей акустических систем содержат регулятор громкости, как вещь совершенно необходимую.

Более качественные системы содержат и регуляторы тембра.

Усилители мощности большинства компьютерных колонок сделаны на основе интегральных микросхем.

Такая микросхема содержит в себе  почти все компоненты усилителя и устанавливается на радиатор, отводящий тепло.

Усилитель и блок питания уменьшают внутренний объем АС, что, вообще говоря, ухудшает воспроизведение низких частот.

Впрочем, качественное воспроизведение — это отдельная большая и сложная тема. Большинство компьютерных АС такого воспроизведения, увы, не обеспечивают.

В самом деле, о каком качестве может идти речь, если корпуса акустических систем нередко пластмассовые, а их объем – 1 – 2 литра?

А почему магнита не видно?

Если вы внимательно читали статью, рассматривали рисунок с устройством динамика и смотрели на свои акустические системы, то у вас мог возникнуть вопрос. Почему снаружи не видно магнитного стержня?

Действительно, в низкочастотных динамиках центральный керн обычно закрыт полукруглым колпачком.

Он защищает подвижную катушку и зазор от попадания посторонних частиц. Этот зазор имеет небольшую толщину (1 – 2 мм), в нем действует сильное магнитное поле.

Если туда попадут металлические частицы или опилки – их ничем оттуда не достанешь! И звук будет воспроизводиться со скрежетом и искажениями.

Кроме защиты, колпачок выполняет и другую функцию – расширяет диапазон воспроизводимых головкой звуковых частот в верхнюю сторону. Он работает как небольшой дополнительный диффузор. Высшие звуковые частоты он не воспроизводит, но со средними вполне справляется.

Таким образом, низкочастотная головка становится низко-среднечастотной. И можно ограничиться двух- (а не трех-) полосной акустической системой. Хорошо придумано, не правда ли?

В заключение скажем несколько слов

 О параметрах акустических систем

Вообще говоря, таких параметров много. Акустика и качественное воспроизведение звука – вещи, прямо скажем, весьма сложные. Укажем только на некоторые, чтобы не забивать голову излишними подробностями.

Output Power (RMS)

Это выходная мощность. RMS – это Root Mean Square, среднеквадратическое значение, ограниченное нелинейными искажениями. Измеряется в ваттах (Вт). Чем она больше, тем громче могут звучать акустические системы.

PMPO (Peak Music Power Output)

Это пиковая кратковременная музыкальная мощность. Величина, которая означает максимально достижимое пиковое значение сигнала независимо от искажений вообще за некоторый минимальный промежуток времени.

Измеряется в ваттах, обычно в несколько раз выше Output Power. Это исключительно маркетинговая уловка, которую не стоит брать во внимание. Применяется для характеристики дешевых АС.

Frequency Response

Это диапазон воспроизводимых частот. Напомним, что человеческое ухо слышит (в идеальном случае) звуки с частотой от 16 до 20 000 Герц. Поэтому некая «идеальная сферическая АС в вакууме» должна этот диапазон воспроизводить.

На практике такого чаще всего не бывает. Нижняя граница определяется размерами низкочастотного динамика и корпуса, верхняя – диапазоном частот, воспроизводимых высокочастотным динамиком.

Встроенный усилитель, естественно, также должен воспроизводить весь этот диапазон частот. К счастью, это легко обеспечить. Если воспроизводятся звуки в диапазоне 40 – 18 000 Герц – это уже неплохо.

Signal to Noise Ration (SNR)

Это  отношение сигнал/шум (точнее говоря, отношение мощности полезного сигнала к мощности шума). Измеряется в децибеллах (дБ). Характеризует не динамики активных акустических систем, а параметры встроенного в них усилителя.

Чем оно больше, тем лучше. Шумы вы можете услышать в паузе (когда звука нет), если установите максимальную громкость.

Или если вплотную поднесете ухо к динамику. Услышите неприятное на слух шипение.

Запись вида «SNR 80 dB» (или S/N ration) означает, что напряжение полезного сигнала больше напряжения шума  в 10 000 раз.

Это, кстати сказать, не так уж и много.

Вот так, друзья!

Теперь некоторые надписи сзади корпуса АС перестали быть для вас непонятными иероглифами. Не так ли?

Можно еще почитать.

Что такое термопредохранители.

До встречи на  блоге!

vsbot.ru

Как устроена громкость и звук? Разбор

Если вы когда-нибудь подбирали себе музыкальную колонку, то сталкивались с тем, что сделать это не так-то просто, особенно если вы не специалист в звуковой аппаратуре. И еще ладно, если вы можете послушать акустику в магазине, но если такой возможности нет, то как понять?

Чем больше Ватт, тем громче, так? Но ведь громкость в децибелах…

Громкость в децибелах или ваттах, частотный диапазон — что это все означает? А если спросить про соотношение сигнал/шум? И это не говоря о том, что звучание — это дело вкуса.

Насколько качественный у музыкальных колонок звук? Насколько мощный бас? Сможет ли колонка раскачать комнату, дачу или целый район? Почему и как мы слышим, и как производители это учитывают и превращают в лайфхаки. Сегодня разберемся в том, как подобрать себе оптимальную акустикуи.

А поможет нам в этом небольшая портативная Bluetooth-колоночка JBL Partybox 310.

Что такое звук?

Для начала давайте ненадолго вернемся на урок физики и вспомним, что вообще такое звук.  Это механические колебания, распространяющиеся по воздуху, жидкости или даже по твердому телу в виде волн. Но для нас звук, это в большинстве случаев — просто колебание давления в воздухе.

Давление меняется, наши барабанные перепонки улавливают эти изменения и мы слышим звук!

Соответственно, чем сильнее перепады давления? тем звук громче. Казалось бы, все просто. Но здесь физика начинает смешиваться с человеческими ощущениями и все становится сложнее.

Восприятие громкости

Сперва о том, что такое децибелы. Все думают, что это что-то там про громкость. На самом деле дБ — это универсальная штука для обозначения величин в очень широких диапазонах. Потому что децибелы отображаются в логарифмической шкале, и формула у них соответствующая: логарифм отношения двух значений. То есть логарифм показывает не насколько громкий звук, а на сколько порядков этот звук мощнее базового уровня.

Например, утверждение «громкость звука составляет 30 дБ» означает, что интенсивность звука в 1000 раз превышает порог слышимости звука человеком. Но и в данном случае не все так просто. Изменения давления в воздухе измеряется в децибелах, но вот наше восприятие громкости в другой величине — фонах!

Начнем с того, что все частоты мы слышим по-разному. Дело в том, чувствительность нашего уха к разным частотам сильно разная. Поэтому, громкость, это скорее про наши ощущения, чем про давление.

Что это такое?

Фон (др.-греч. φωνή звук)

Фоны — это такие кривые громкости которые были построены по усредненным ощущениям людей с нормальным слухом в возрасте от 18 до 25 лет включительно. На этот счет даже есть ГОСТ, стандарт ISO 226. Поэтому не переживайте — все официально. Люди были проверены с вымытыми ушами.

Шкала фонов отличается от шкалы децибелов тем, что в ней значения громкости коррелируют с чувствительностью человеческого слуха на разных частотах.

Например, тон с частотой 1000 Гц мы начинаем слышать при значении 0 децибел, то есть прямо на пороге слышимости. А тон с частотой 20 Гц мы начнем слышать только в районе 80 децибел.

Поэтому в басовитых колонках нужны большие и мощные динамики для низких частот. В JBL Partybox 310 таких динамиков целых два, по 176 мм каждый. Но и за высокие частоты тут отвечают два динамика, естественно, диаметром поменьше — 65 мм.

Кстати, с этими кривыми есть интересный момент. Если нанести на график звуки разных языков, то окажется, что наша речь попадает как раз в провал на графике — примерно от 250 до 5000 герц. То есть у нас от природы есть своеобразный аппаратный усилитель речи. А свистящие призвуки мы слышим громче всего. Именно поэтому они нас так бесят.

Во-вторых, мы воспринимаем громкость нелинейно. Тихие звуки мы различаем между собой гораздо лучше, чем громкие.

Именно поэтому и шкала громкости в фонах, которые мы привыкли называть децибелами тоже не линейная, а логарифмическая. Это значит, что при увеличении громкости в 10 раз мы получим +10 дБ, а в 100 раз +20 дБ. Это объясняет, почему разница между громкой музыкой 110 децибел и шумовым оружием (200 Дб) не выглядит такой уж большой в децибелах. Хотя мы же знаем, что и при 100 децибелах можно стать шумным оружием, всё зависит от выбора композиции.

Ватты

Окей, с тем, что такое громкость и её восприятием мы разобрались. Но как понять, с какой громкостью будут звучать акустика и хватит ли нам этой громкости, чтобы раскачать нужное помещение?

Этот вопрос не менее каверзный. Громкость в децибелах на колонках никогда не указывается. Зато указывается мощность в Ваттах. Например, в характеристиках JBL Partybox 310 можно найти значение полной выходной мощности — 240 Вт RMS.

Что это значит? Оказывается, мощность тоже бывает разная.

Тут важно обратить на буковки RMS — это значит предельная синусоидальная мощность или Rated Maximum Sinusoidal. Если по-простому, колонка может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. То есть реально на пределе сил. В основном именно такой показатель указывают все приличные производители.

Но нам нужно чтобы музыкальная колонка могла работать более одного часа, поэтому вычислим другой показатель, который называется просто синусоидальная мощность. Это уже такая мощность, при которой колонка сможет бесконечно долго работать без повреждений. Она обычно процентов на 25 меньше RMS.

Итого получается, что наш монстр может выдавать примерно 180 Вт! Кстати, важный момент, часто на дешевых колонках указывают всякие запредельныей мощности типа 1000 Вт, но не RMS а PMPO — не путать с PIMP.

PMPO — Peak Music Power Output. Это еще один способ указания мощности. Но проблема в том, что это такая мощность, которую динамик сможет выдержать в течение 1-2 секунд. Поэтому внимательно изучайте какого типа Ватты вам продают.

В JBL Partybox 310 — 240 RMS или примерно 180 Вт чистой мощности. Но много это или мало?

Смотрите, например, у маленькой, но громкой JBL Charge мощность: 30 Вт RMS. Такой колонки хватит, чтобы раскачать небольшое помещение до 20 квадратных метров.

240 Вт RMS хватит на целый спорт зал, а с учетом что тут Тут Bluetooth 5.1 и можно подрубить вторую вторую колонку, чтобы они работали в паре, то можно и концерт устроить.

Вообще эта колонка много чего умеет. Звук можно передать не только по Bluetooth, но и через AUX-вход, а также можно воткнуть USB-флешку и переключать треки прямо с колонки или через специальное приложение Partybox App.

Через это же приложение, можно стримить музыку и управлять светом: тут куча вариантов подсветки. Или даже можно настроить караоке — для этого есть микрофонные входы. Микрофон у JBL тоже есть — PBM100. Он довольно простой, зато его специально создавали под линейку Partybox. У него кардиоидная диаграмма направленности, поэтому слышно только голос, никаких посторонних шумов.

Также прямо в колонке есть целая панель звуковых эффектов. Получается настоящий передвижной караоке. Колонка тяжелая, конечно, но тут есть ручка, как в чемодане, и колесики — очень удобно придумали. Что важно, есть защита от брызг IPX4. А значит и на природе можно устроить движ.

Кстати, ёмкость аккумулятора 72 Вт*ч. Его хватит на 5 часа работы, если врубать музыку на полную, в экстренных условиях, например, на улице с низкой температурой можно рассчитывать на 2-3 часа работы. А в негромком чилл-режиме колонка может проработать до 18 часов.

АЧХ

Ладно, с громкостью и мощностью понятно, а как же с качеством звука?

Тут есть два способа. Первый — просто послушать разные колонки и подобрать себе по вкусу, потому что у каждого свои предпочтения, свои любимые жанры и в конце концов, свой слух.

Второй способ — посмотреть на амплитудно-частотную характеристику звука колонки. Она показывает то, как громко динамики воспроизводят звуки разных частот, а если точнее, то насколько равномерно громкость распределена по частотам. Самому провести замер АЧХ не очень просто, но в интернете обычно можно найти тесты АЧХ на популярные гаджеты.

В идеальном случае АЧХ должна быть почти П-образной с резким возрастанием на самых низких частотах, горизонтальной линией к высоким частотам и падением где-нибудь в районе 20 килогерц. В реальности даже очень дорогие студийные или сценические акустические системы дают не идеальную АЧХ, а в доступных обычному покупателю устройствах она будет сильно отличаться от идеала. Здесь нужно смотреть на то, чтобы на графике не было сильных проседаний, чаще всего это заметно в басах, то есть самых низких частотах, которые расположены слева на графике.

Чтоб вы понимали масштаб явления. Если сравнить АЧХ этой колонки и iPhone 12 Pro, то будет наглядно видно, почему смартфоном комнату не раскачать и он будет звучать пискляво, хоть и громко. Но точных студийных замеров АЧХ для нашей колонки в интернетах, к сожалению, нет.

Соотношение сигнал/шум

Наконец, качество звука показывает соотношение сигнала к шуму. Это говорит нам о том, насколько полезный сигнал, то есть звуки песни или кино, превосходит шум, который неминуемо есть в любой акустике. Его можно заметить самому, если не подавать на колонку или усилитель никакой звук и выкрутить громкость на максимум. Соотношение сигнала к шуму измеряют в децибелах и чем оно больше, тем лучше. Условно можно сказать, что 80 децибел — хороший уровень, 100 — High End. В этой колонке соотношение — 90 децибел, что очень даже хорошо.

Итоги

Сегодня мы узнали гораздо больше о звуке и о том, на что стоит обратить внимание при выборе музыкальных колонок в комнату, на дачу или для выездов на природу. В то же время мы узнали о JBL Partybox 310, которая является представителем мощных и универсальных колонок, которые подойдут для тусовки дома или на природе. Это своеобразный чемоданчик звука с подветкой, встроенным аккумулятором, высокой громкостью и неплохим качеством. В общем, и для дома, и для пикника.

Post Views: 4 202

Как устроена портативная колонка и зачем она нужна?

Как устроена портативная колонка и зачем она нужна?

Использование портативных колонок актуально для повышения качества звука плееров, компьютеров, ноутбуков, смартфонов и планшетов. Устройства подключаются к гаджетам через Bluetooth и обеспечивают отличное звучание.

Портативные колонки – альтернатива стационарным акустическим системам. Они с легкостью подключаются к смартфонам, плеерам, ноутбукам и планшетным компьютерам, расширяя возможности устройства в воспроизведении звука и существенно улучшая его качество. Подключение к гаджетом осуществляется при помощи Bluetooth или NFC, эксклюзивные модели имеют встроенный модуль Wi-Fi.

Конструкция и технические характеристики

Конструкция портативной колонки представляет собой один или несколько динамиков, которые размещаются в автономном корпусе, а также оснащается модулями для подключения к мобильным устройствам, компьютерам и ноутбукам. Модели имеют аккумуляторы разного объема для обеспечения долговременной работы без подключения к электросети.

Главные технические характеристики:

1. Качество звука – моно- или стерео-эффект за счет размещения в корпусе одного или сразу нескольких динамиков.
2. Выходная мощность – устройства до 2 Вт обеспечивают качественное звучание, сравнимое со звуком флагманского смартфона, до 20 Вт – похоже на аудиосистему домашнего кинотеатра, до 40 Вт и более – аналогично громкости устанавливаемых в автомобилях акустических систем.
3. Питание – большинство устройств имеют заряжаемые аккумуляторы разной емкости, лишь некоторые работают от электросети.
4. Частота – до 20 000 Гц и чем она больше, тем более качественным будет звук;
5. Способ подключения к гаджетам – преимущественно Bluetooth или NFC, иногда в сочетании с выходом в Интернет через Wi-Fi и возможностью проводного подключения через специальный кабель.

Вес моделей напрямую зависит от их конструкции и функциональных возможностей. Некоторые устройства имеют массу в 100-200 грамм и легко помещаются в карман одежды, другие же весят порядка 1-2 кг, но при этом обладают максимальной мощностью и расширенным функционалом.

Портативные колонки существенно расширяют возможности пользователей смартфонов, плееров и других гаджетов. Они помогают обеспечить качественный звук даже в условиях отсутствия электрической сети – например, на прогулке или пикнике, в автомобиле (при отсутствии стационарной акустической системы) или дома. Их легко переносить – модели имеют минимальный вес и характеризуются высокой мобильностью.

Приобрести портативные устройства можно практически во всех магазинах электроники. Сложнее, если вы решили заказать крупную партию для последующей продажи или, например, для оригинального подарка сотрудникам компании, друзьям и родственникам. В этом случае обратите на предложение компании MC Trade.

Хотите читать новости в удобном для вас виде?

Как устроена газовая колонка. Основные узлы газовой колонки. Компоненты газовой колонки и принцип их работы.

Газовая колонка сегодня есть почти в каждом доме. И поэтому, нужно обязательно знать ее устройство, чтобы вовремя диагностировать поломку.

 

Типы газовых колонок

 

Традиционно, проточные водонагреватели объединяют в группы, исходя из вида камеры сгорания. Всего бывает два вида газовых колонок:

1.      С камерой сгорания открытого типа.

2.      С камерой сгорания закрытого типа. При таком типе устройства, кислород направляется на горелку с помощью вентилятора. Обычно, в подобные устройства производитель встраивает электронный блок, контролирующий работу водонагревателя.

 

 

Механизм газовой колонки

 

Газовая колонка – это проточный водонагреватель. Ее отличие от того же бойлера состоит в том, что в данном устройстве вода нагревается не в самой емкости, а во время прохождения по трубам. Поэтому, в газовой колонке нет никакой емкости для накопления жидкости. Механизм и принцип работы газовых колонок является практически одинаковым, независимо от модели устройства и его производителя.

 

Основные компоненты газовой колонки:

- газозапальник и деталь для розжига, обеспечивающие зажигание горелки;

- камера горения и горелка – отвечают за обеспечение колонки энергией тепла;

- водяной блок – элемент, подающий газ при отключении воды и отключает его, после закрытия крана;

- теплообменник – нужен для передачи тепла к змеевику, в котором и прогревается жидкость;

- змеевик – трубка, в форме спирали, расположенная рядом с теплообменником;

- патрубок для воды и газа – подключает колонку к газо- и трубопроводу;

- патрубок дымохода – соединяет колонку с дымоходом, с помощью которого отводится азот;

- система управления – регулирует уровень температуры и др.

Во многих современных моделях проточных водонагревателей предусмотрены дополнительные элементы безопасности. Например:

·                    Датчик измерения тяги – если в дымоходе нет тяги, он блокирует работу водонагревателя

·                    Клапан газа – если в системе падает давление, элемент прекращает подачу газа

·                    Датчик огня — если газовый водонагреватель не загорается в течение некоторого времени, газ будет перекрыт.

 

Принцип работы устройства

 

То, как работает проточный водонагреватель, поймет каждый. Ведь принцип работы подобного прибора вовсе не сложный.

1.                  При сгорании газа происходит процесс выделения тепла.

2.                  Тепло нагревает медный теплообменник.

3.                  Теплообменник нагревает размещенный рядом змеевик. И теплообменник, и змеевик, выполняются из сплавов с высокой теплопроводимостью. Это обеспечивает быстрый нагрев жидкости.

4.                  Змеевик подает нагретую воду в трубу.

5.                  Через дымоход отводятся все вредные излишки.

Внимания заслуживает водяной блок. Именно он обеспечивает запуск водонагревателя. И главный компонент – это водяной редуктор, который в народе называют «жабкой».  Работает он по такому принципу:

- когда кран открывается, вода должна пройти через редуктор.

- в определенной камере редуктора уровень давления будет выше. Благодаря этому мембрана сгибается и толкает тарелку. Тарелка же давит на шток.

- водяной шток оказывает давление на расположенный рядом шток газа.

- шток газа воздействует на элемент выключателя, появляется искра.

- также шток оказывает влияние на механический датчик газа, проникая в систему розжига и к горелке.

- после появления искорки, воспламеняется горелка и свеча зажигания, создающая искру, прекращает работу. Это происходит в результате подачи датчиком огня сигнала на панель управления.

- после закрытия крана с горячей водой, давление в обоих камерах становится одинаковым. Подача газа к горелке останавливается.

 

Нынешние модели водонагревателей имеют встроенный датчик температуры воды. После нагрева воды выше указанных градусов, он подает сигнал на панель управления, после чего прекращается подача газа к колонке. После охлаждения воды, датчик снова начинает работать и продолжается нагрев воды.

Способы розжига

В газовых проточных водонагревателях предусмотрены такие виды розжига:

1.                  Ручная. Необходимо повернуть вентиль на колонке самостоятельно, после чего самому разжечь запальник спичкой или зажигалкой.

2.                  Пьезорозжиг. Газ также сначала подается на запальник, после чего нажимается кнопка для возникновения искры. Дальше можно открыть подачу газа.

3.                  Автоматический розжиг. Это наиболее удобный вариант, но и стоимость таких колонок будет несколько выше.

 

Проверенная компания Тепломега предлагает всем желающим купить газовую колонку в Харькове, Полтаве, Сумах и других городах Украины. Цена газовой колонки в Украине от нашего интернет-магазина приятно Вас порадует. Наши специалисты помогут подобрать оптимальный вариант и купить недорого газовую колонку. 

Как устроена сетка Bootstrap

Вы здесь: Главная — CSS — CSS Основы — Как устроена сетка Bootstrap

Сетка Bootstrap состоит из 12 колонок, так как число 12 делится на большое количество чисел без остатка. Деление на числа 2, 3, 4, 6, 12, позволяет получить много вариантов равных частей. Для верстки любого макета, 12 колонок вполне достаточно. Основу сетки Bootstrap составляют 3 обязательных класса, по аналогии с табличными тегами.

.container --> <table>    // контейнер
.row --> <tr>    // ряд
.col-x-x --> <td>    // колонка, где x будет с разными значениями

Классический пример сетки с двумя колонками.

<div>
    <div>
        <div>
            Первая колонка
        </div>
        <div>
            Вторая колонка
    </div>
</div>

Контейнеры в Bootstrap 4

Сетка должна быть обернута в класс .container или .fluid-container. В чем разница? Класс .container задает фиксированную ширину. Это значит, что при увеличении размеров экрана, блоки не будут растягиваться на всю ширину страницы.

Класс .fluid-container будет тянуть блоки на всю ширину страницы, как резина.

Ряды в Bootstrap 4

Внутри одного контейнера можно создавать сколько угодно рядов.

<div>
<div>
    <div>
        Шапка
    </div>
<div>
    <div>
        Контент
    </div>
<div>
        Колонка справа
    </div>
<div>
    <div>
        Подвал
    </div>
</div>

Колонки в Bootstrap 4

Название колонки всегда начинается с col, комбинация символов после дефиса – это сокращенное название ширины экрана у девайсов.

.col-          // extra small (<576px) для мобильных
.col-sm       // small
.col-md      // medium
.col-lg     // large
.col-xl    // extra large (>1200px) для больших десктопов

После размера ширины экрана, указывается количество колонок. Сколько колонок будут занимать блоки на страницах.

.col-sm-6     // на маленьких экранах блок займет 6 колонок
.col-lg-3     // на большом экране тот же блок займет 3 колонки


В HTML разметке мы прописываем блоку, сколько ему колонок занимать на маленьком и большом экране.

<div></div> </code>

Ширина колонок

Пример ниже демонстрирует, как зависит ширина колонки от размеров экрана. Сколько конкретно пикселей приходится на одну колонку от самых маленьких до самых больших экранов, высчитывается браузером автоматически. Поскольку в CSS правилах фреймворка, ширина колонок указана в %. Иначе говоря, такой показатель, как ширина колонок, нас вообще не должен беспокоить.

Как получить 5 колонок одинаковой ширины?

Для этого есть специальный класс .col.

<div>
     <div>
        <div>Column 1</div>
        <div>Column 2</div>
        <div>Column 3</div>
        <div>Column 4</div>
        <div>Column 5</div>
    </div>
</div>

Высота колонок

А как насчет высоты, вертикального выравнивания? И здесь так же можно не волноваться. В сетке Bootstrap 4 все колонки имеют одинаковую высоту, независимо от количества контента.

Отступы у колонок

У Bootstrap есть классы для добавления отступов колонок, которые начинаются со слова offset, затем указывается величина экрана и количество колонок. Сдвинуть элемент вправо на 3 колонки.

<div>
    <div></div>
</div>

Вложенные колонки

В колонку можно вкладывать новую сетку, где также доступны все 12 колонок. Класс .container во вложенной сетке прописывать уже не нужно, сразу создаем ряд.

<div>
    <div>
        <div>
             Вложенный блок 1
        </div>
        <div>
            Вложенный блок 2
        </div>
    </div>

Горизонтальное выравнивание колонок

Для горизонтального выравнивание относительно главной оси, в Bootstrap есть классы:

justify-content-center //     по центру
justify-content-start //     в начале главной оси
justify-content-end //     в конце главной оси

Заключение

Умение верстать по сетке Bootstrap, часто встречается в обязательных требованиях при трудоустройстве в профессиональные веб-студии. Дабы сберечь ваше время и нервы, настоятельно рекомендую приобрести видео-курс по Bootstrap, именно этого автора. Говорить просто о сложных вещах – это редкое, но очень ценное качество для преподавателя.

• Создано 02.09.2019 10:41:51
• Михаил Русаков

Предыдущая статья Следующая статья

Копирование материалов разрешается только с указанием автора (Михаил Русаков) и индексируемой прямой ссылкой на сайт (http://myrusakov.ru)!

Добавляйтесь ко мне в друзья ВКонтакте: http://vk.com/myrusakov.
Если Вы хотите дать оценку мне и моей работе, то напишите её в моей группе: http://vk.com/rusakovmy.

Если Вы не хотите пропустить новые материалы на сайте,
то Вы можете подписаться на обновления: Подписаться на обновления

Если у Вас остались какие-либо вопросы, либо у Вас есть желание высказаться по поводу этой статьи, то Вы можете оставить свой комментарий внизу страницы.

Порекомендуйте эту статью друзьям:

Если Вам понравился сайт, то разместите ссылку на него (у себя на сайте, на форуме, в контакте):

1. Кнопка:
   <a href=»https://myrusakov.ru» target=»_blank»><img src=»https://myrusakov.ru/images/button.gif» alt=»Как создать свой сайт» /></a>

   Она выглядит вот так:

2. Текстовая ссылка:
   <a href=»https://myrusakov.ru» target=»_blank»>Как создать свой сайт</a>

   Она выглядит вот так: Как создать свой сайт

3. BB-код ссылки для форумов (например, можете поставить её в подписи):
   [URL=»https://myrusakov.ru»]Как создать свой сайт[/URL]

Как работает колонна

Не так давно мы еще раз обратили внимание на красивую простоту горшка. Мы объяснили его внутреннюю работу и почему из них исходит так много великих духов. Теперь давайте окунемся в мир непрерывных колонн.

Перегонные кубы для колонн существуют уже около двух столетий, причем бывший ирландский акцизный мастер Эней Коффи изобрел свой кофе еще в 1830-х годах. Хотя его изобретение не было первой системой непрерывной дистилляции, оно, безусловно, оказало наибольшее влияние.Сегодня существует бесчисленное множество изменений его дизайна, производящих все, от водки до виски, и все, что между ними.

Перегонная колонна 101

Как и положено, системы непрерывной дистилляции работают непрерывно. Это означает, что контролируемое количество ферментированной воды (будь то пиво, вино, агава или сахарный тростник) постоянно закачивается в перегонный куб, в то время как с другой стороны появляется постоянный запас свежеперегнанного спирта. Посередине происходит увлекательный инженерный замысел.

Колонна все еще на заводе New Riff Distillery / Фото: New Riff Distillery

Кадры с колоннами, как следует из названия, состоят из прямых колонн. В большинстве случаев они избегают луковичной конструкции горшка, характерной для типичных систем периодической дистилляции. В мире производства бурбона, вероятно, будет только одна колонна, используемая для производства постоянного потока слабых вин — так называется спирт, полученный после первой дистилляции. Эти вина с низким содержанием вина затем загружаются в удвоитель, по сути, в небольшой котелок, который работает непрерывно.Для водки, где нужно почти полностью удалить ароматизаторы, желательна высокая степень разделения. Может быть четыре или пять связанных колонн, которые все служат для все большей степени очищения духа. И, конечно же, это просто крайности для дистилляции в колонне. Существует довольно много промежуточных вариантов для разных ликеро-водочных заводов и спиртных напитков.

Колонна состоит из ряда тарелок или лотков. Вещество, подлежащее перегонке (обычно называемое «сырьем» на промышленном языке), подается в колонну примерно на полпути по вертикали.Сырье стекает через тарелки колонны под действием силы тяжести. Однако из нижней части колонны идет поток пара. Когда пар вступает в контакт с сырьем, он улетучивает этанол и ароматические компоненты. В результате эти пары начинают возвращаться вверх через пластины.

Пар в жидкость и повторить

Благодаря базовой геометрии каждый лоток немного холоднее, чем нижний. Это вызывает небольшую конденсацию паров на каждом поддоне.Поскольку горячие пары постоянно проходят через систему, эти конденсированные пары повторно перегоняются и снова переходят в парообразное состояние. Это быстрое превращение из пара в жидкость в пар происходит снова и снова. Эта реакция все больше отделяет более тяжелые соединения, такие как сивушные масла, от более легких соединений, таких как этанол, по мере того, как пары поднимаются по колонне. В результате увеличивается «чистота» духа. Если имеется достаточно тарелок, дистилляция в колонне может производить спирт с содержанием этанола более 96%.

колонка все еще в Purity Vodka / Фото: Purity Vodka

По мере того, как спирт проходит через колонну, в конце концов, он достигает точки, где дистиллятор готов взять его из дистиллятора. Но помните: эти пары еще горячие, поэтому нам нужно конденсировать их в жидкую форму. Что делают некоторые ликеро-водочные заводы, так это настраивают трубопровод входящего сырья так, чтобы он работал в противотоке по отношению к исходящим парам. Трубопровод горячего пара затем передает тепло по трубопроводу исходного материала, таким образом охлаждая спирт до жидкости, одновременно нагревая поступающее сырье.Это энергоэффективная и экологически чистая система.

Все спиртные напитки, от водки до виски

Эти кадры варьируются по размеру от относительно крошечных колонн всего 16 дюймов в диаметре до невероятно огромных гигантов диаметром 96 дюймов, выкачивающих реки спирта. Цифры могут быть ошеломляющими. Новый ликеро-водочный завод Bulleit в Шелбивилле, штат Кентукки, имеет колонну среднего размера с диаметром 42 дюйма и заполняет 800 баррелей в день. Jack Daniel’s имеет две колонны диаметром 72 дюйма и четыре колонны диаметром 54 дюйма, что делает их крупнейшим заводом по производству виски в США.С.

Колонна дистилляции до сих пор кажется достаточно простой. Включите огонь, начните перекачивать сырье и дождитесь выхода спирта. Однако эта кажущаяся простота противоречит необходимости квалифицированных операторов. Эти кубы необходимо постоянно контролировать, потому что небольшое изменение скорости потока сырья, уровня поступающего спирта, охлаждения и т. Д. Может иметь огромное влияние на качество конечного спирта.

Колоночные кадры иногда получают плохую репутацию из-за того, что люди думают, что настоящие «ремесленные» духи могут появиться только из горшков.Это далеко от истины. Конечно, перегонные кубы используются для приготовления любого количества водок с нейтральным вкусом и смесей для виски с нижней полки. Но они также используются для создания Pappy Van Winkle и Johnnie Walker Blue, двух брендов, от которых мало кто откажется. Стойки колонн — это еще один инструмент в арсенале винокурни.

---

С Distiller вы всегда будете знать, что находится в бутылке, прежде чем потратите ни цента. Оценивайте, просматривайте и открывайте для себя духи! Зайдите в Distiller или скачайте приложение для iOS и Android уже сегодня!

Основное оборудование для дистилляции и эксплуатация

Дистилляционная колонна является важным элементом, используемым при перегонке жидких смесей для разделения смеси на составные части или фракции в зависимости от разницы в летучести.Фракционные колонны используются в небольших лабораторных перегонках, а также в крупных промышленных перегонках.

Типы ректификационных колонн

Существует много типов дистилляционных колонн, каждая из которых предназначена для выполнения определенных типов разделения, и каждая конструкция отличается по сложности.

Колонны партии

При периодической работе сырье в колонну вводится порциями. То есть в колонну загружается «порция», а затем выполняется процесс дистилляции.Когда желаемая задача достигнута, вводится следующая партия корма.

Колонны непрерывного действия

Напротив, непрерывные колонны обрабатывают непрерывный поток сырья. Никаких перерывов не происходит, если нет проблем с колонной или окружающими технологическими установками. Они способны работать с высокой пропускной способностью и являются наиболее распространенными из двух типов. Мы сосредоточимся только на этом классе столбцов.

Типы непрерывных колонн

Непрерывные колонны можно классифицировать по:

характер кормов, которые они перерабатывают

• бинарный столбец — корм содержит только два компонента
Многокомпонентная колонка
• — корм содержит более двух компонентов

количество потоков продуктов у них

• Многопродуктовая колонна — колонна имеет более двух потоков продуктов

, где выходит дополнительный корм, когда он используется для помощи при разделении

• экстрактивная перегонка — дополнительное сырье появляется в потоке кубового продукта
• азеотропная дистилляция — дополнительное сырье появляется в верхнем потоке продукта

тип внутренней части колонны

• тарельчатая колонна — в которой тарелки различной конструкции используются для удержания жидкости, чтобы обеспечить лучший контакт между паром и жидкостью, следовательно, лучшее разделение.
• насадочная колонна — в которой вместо тарелок используются «насадки» для улучшения контакта между паром и жидкостью

Основные компоненты ректификационных колонн

Дистилляционные колонны состоят из нескольких компонентов, каждый из которых используется либо для передачи тепловой энергии, либо для улучшения передачи материалов.
Типичная дистилляция содержит несколько основных компонентов:

• вертикальная оболочка, в которой осуществляется разделение жидких компонентов
• Внутренние элементы колонны, такие как тарелки / тарелки и / или насадки, которые используются для улучшения разделения компонентов
• ребойлер для обеспечения необходимого испарения для процесса дистилляции
• конденсатор для охлаждения и конденсации пара, выходящего из верхней части колонны
• орошающий барабан для удержания конденсированного пара из верхней части колонны, чтобы жидкость (орошение) могла быть возвращена обратно в колонну

В вертикальном кожухе размещены внутренние части колонны, которые вместе с конденсатором и ребойлером составляют дистилляционную колонну.Схема типичной дистилляционной установки с одним потоком сырья и двумя потоками продукта показана ниже:

Основные операции и терминология

Жидкая смесь, которая должна быть обработана, называется подачей, и она обычно вводится где-то около середины колонны на тарелку, известную как подающая тарелка. Лоток подачи разделяет колонну на верхнюю (обогащающую или ректификационную) секцию и нижнюю (очистную) секцию. Сырье стекает по колонне, где собирается в нижней части ребойлера.

Тепло подается в ребойлер для образования пара. Источником подводимого тепла может быть любая подходящая жидкость, хотя на большинстве химических предприятий это обычно пар. На нефтеперерабатывающих заводах источником нагрева могут быть потоки на выходе из других колонн. Пар, поднятый в ребойлере, повторно вводится в установку в нижней части колонны. Жидкость, удаляемая из ребойлера, известна как кубовый продукт или просто кубовый продукт.

Пар движется вверх по колонне и, покидая верхнюю часть агрегата, охлаждается конденсатором.Конденсированная жидкость хранится в емкости для выдержки, известной как орошающий барабан. Некоторая часть этой жидкости возвращается обратно в верхнюю часть колонны, и это называется орошением. Конденсированная жидкость, которая удаляется из системы, известна как дистиллят или головной продукт.

Таким образом, внутри колонны существуют внутренние потоки пара и жидкости, а также внешние потоки исходных материалов и потоков продуктов в колонну и из нее.

Часть 1:
Что такое ректификационные колонны?

Часть 2:
Внутреннее устройство столбца

Изображение предоставлено Национальным энергетическим центром передового опыта Государственного колледжа Бисмарка

Основы колоночной дистилляции

На прошлой неделе я дал вам список из десяти бурбонов по выгодной цене, и хотя я не буду опрашивать вас по этому материалу, я определенно надеюсь, что вы делаете свою домашнюю работу.

Как вы, возможно, помните, на прошлой неделе я сказал, что «промышленность бурбона обладает ресурсами и возможностями для производства огромных объемов кукурузного сока, а также опытом, чтобы делать это хорошо». Я не вдавался в технические причины, которые делают бурбон таким легким в массовом производстве, но сделаю это сейчас.

Преимущество бурбона в том, что его производят в основном в кубах, которые позволяют дистилляторам непрерывно производить спиртные напитки без необходимости останавливаться после каждой партии для очистки куба. По идее, все равно это означает круглосуточное производство любимой выпивки.

Бурбон — не единственный спирт, производимый в колоннах; другие включают большинство белого рома, почти все джины и водки, некоторые бренди (включая арманьяк) и зерновые спирты, используемые в купажированных виски.

Но прежде чем я углублюсь во все это, было бы полезно сделать обзор основ дистилляции и немного словарного запаса, просто чтобы получить представление о том, как производился ликер до изобретения колонны.

Все догнали? В сегодняшней колонке я собираюсь обсудить основы колонной дистилляции.

Краткая грунтовка Pot Still Primer

Чтобы понять, как по-прежнему работает столбец, мы начнем с рассмотрения того, как по-прежнему работает горшок. При перегонке в горшке вы помещаете партию сброженной жидкости (пиво или вино, которые вы планируете перегонять) в медный горшок. Вы закрываете кастрюлю крышкой и нагреваете ее. Когда жидкость нагревается, спирт в жидкости сначала закипает (потому что спирт кипит при более низкой температуре, чем вода) и превращается в пар. Пары спирта поднимаются в головку аппарата; затем они переходят в руку, а затем в катушку.Змеевик погружен в холодную воду, в которой спирт снова конденсируется в жидкость. Жидкий спирт выходит из змеевика в сборный сосуд.

Но пары, которые поднимаются, никогда не являются чистым этанолом. Если бы это было так, каждая партия виски, текилы или бренди имела бы вкус Everclear. Пары представляют собой смесь спирта, родственных соединений и других соединений, придающих вкус и аромат.

Кастрюля по-прежнему позволяет дистиллятору делать только одну партию спиртных напитков за раз, поэтому ее необходимо опорожнить и очистить, прежде чем можно будет начать следующую партию.Кроме того, в перегонных кубах можно перегонять только до определенного уровня чистоты: обычно от 60 до 80 процентов спирта по объему.

Патент, Коффи, Колонка … Что?

Перегонные кубы колонны возникли в 19 веке, развиваясь на основе основных разработок французских, ирландских и шотландских винокурен. Целью этих дистилляторов было разработать более эффективную систему дистилляции, которая позволила бы производить продукт более высокого качества, в большем количестве и за более короткое время.

Среди этих пионеров был шотландец по имени Роберт Штайн .Он изобрел средство непрерывной дистилляции, которое затем запатентовал. Во времена Штейна винокурня могла производить 5 000 галлонов виски в год, тогда как его новомодный завод мог производить 150 000 галлонов виски.

Stein’s по-прежнему был первым, кто был назван патентом , еще , и он изменил лицо производства виски. До этого момента единственным виски в Шотландии был солодовый виски, производившийся небольшими объемами, небольшими партиями в тысячах перегонных кубов по всей Шотландии.Изобретение Штейна позволило производителям виски производить виски в больших объемах, но также позволило создать новый продукт: виски зерна . Название сбивает с толку; Солодовый виски — это зерновой виски, поскольку он сделан из зерна (ячменя). Но с точки зрения дистилляции зерновой виски — это просто виски, изготовленный из зерен , а не из ячменного солода, таких как кукуруза, пшеница или рожь.

Виски с негабаритным напитком не соответствовали требованиям от партии к партии, от фермы к ферме, от перегонного куба к перегонному столу. Торговцы в Глазго, Эдинбурге и Лондоне продавали солодовый виски, но им нужен был стабильный продукт, поэтому они начали смешивать солодовый виски с зерновым виски, чтобы создать первые купажированные виски, подобные сегодняшним Chivas Regal, Johnnie Walker или Famous Grouse.Виски, которые принесли виски миру, были купажированными виски, и все они были результатом изобретения Роберта Штайна и Aeneas Coffey’s .

Коффи был ирландец, который через несколько лет после Штейна изобрел собственный непрерывный перегонный куб, известный сегодня как Коффи . (Коффи также запатентовал свой перегонный куб, поэтому его также иногда называют патентом , еще .)

Таким образом, все эти термины в основном означают одно и то же: патентный куб, куб Коффи, столбец и непрерывный куб.

Как работает колонка?

Колонна все еще у Джима Бима. Кэри Джонс

Грубо говоря, представьте себе высокую колонну, наполненную горшком, еще стоящим на горшке, и еще горшком. Колонна по-прежнему имеет перегородки или перфорированные пластины, которые создают камеры внутри перегонного куба. Затор поступает в верхнюю часть перегонного куба и сразу же начинает тонуть. На данный момент затор по-прежнему с низким содержанием алкоголя, как пиво или вино.

Аппарат постоянно нагревается снизу. Обычно это влечет за собой нагнетание пара на дно перегонного куба и его повышение.Верх колонны — самая холодная часть, поэтому, когда затор входит, оно опускается вниз. Когда жидкость взаимодействует с паром, тепло испаряет затор и заставляет спирт и другие летучие молекулы подниматься в дистиллятор. (Вода и твердые частицы зерна в заторе падают на дно перегонного куба.)

Каждый раз, когда пары ударяются о тарелку, они снова начинают конденсироваться, и по мере того, как они конденсируются, более тяжелые вещества (например, когенераторы) остаются в конденсации. По мере того, как пары поднимаются из камеры в камеру и от тарелки к тарелке, они выделяют больше вещества, отличного от этанола, и удерживают больше вещества, являющегося этанолом.

Кубические перегонные кубы могут выдерживать крепость до 190-х годов или 95% крепости. Однако бурбон, бренди и другие спиртные напитки обычно не перегоняют до такой степени крепости. Например, по закону нельзя перегонять бурбон крепостью более 160.

Пары спирта отводятся из верхней части перегонного куба в конденсатор, где снова конденсируются в жидкость.

В некоторых случаях спирт затем повторно перегоняют, по крайней мере, один раз, иногда в кастрюле, иногда в другой колонке.Затем водку и джин разбавляют водой и разливают по бутылкам. Виски и бренди, очевидно, идут в бочки для выдержки.

Роль меди

Кастрюли изготовлены из меди. Перегонные кубы иногда изготавливают из меди, иногда из нержавеющей стали, а иногда из смеси. Вы можете найти полностью нержавеющий куб с медными элементами внутри. Медь удаляет большую часть серы из дистиллята. Сера возникает естественным образом в процессе ферментации. Он придает кислый вкус спиртным напиткам, поэтому его лучше удалить.

Сера реагирует с медью с образованием сульфата меди, который отделяется от дистиллята, удаляя запахи серы из конечного продукта.

Как работает дистилляционная колонна

Колонная дистилляция 101

Единственные настоящие «движущиеся» части дистилляционной колонны — это мешалка, смывка / пиво и пар, и этот пар движется, мальчик! Колонная дистилляция — это на самом деле просто многократное переключение фаз на пластинах, пока содержимое не попадет в конденсатор вашего продукта, где оно навсегда превратится в жидкость, которая будет использоваться в качестве ремесленного спирта.Хотя это кажется довольно простой концепцией, знание и понимание того, почему каждая часть находится в своем конкретном месте, важно для хорошей работы.

Вы начинаете процесс с того, что ваша ферментация (процесс в другой раз) становится вашей посудой, пивом или загрузкой чайника в кастрюле, бочонке или чайнике. Когда вы будете готовы превратить его в этиловый спирт, вы включите нагрев и, если есть, заставьте мешалку более равномерно распределять тепло, пока она не испустит пар, движущийся вверх по колонке. На данный момент StillDragon предпочитает использовать систему пластин и пузырьковых крышек из-за ее широкого и щадящего рабочего диапазона.

Итак, пар движется вверх и по пути наименьшего сопротивления через колпачки на каждой пластине. Если вы начинаете пробежку, на каждой пластине будет мало жидкости или совсем не будет жидкости, и пар будет продолжать движение вверх, пока не достигнет чего-то более холодного и не конденсируется, где на каждой пластине образуется жидкий слой. И вот так вы завершили один цикл дистилляции.

Пар будет повторять эту картину несколько раз для того количества тарелок, которое есть в вашей колонке.Интересная, научная часть (как будто это уже не была забавная наука) заключается в том, что когда образуются жидкие слои, пар, проходящий через пузырьковые крышки, рассеивается в каждом жидком слое, вызывая повторный нагрев жидкости (потому что пар горячее, чем жидкость. ) и каждую тарелку, чтобы закипеть, создавая больше пара на каждом шагу.

Вы также заметите, что на тарелках есть крышки, которые больше похожи на чашки. Это позволяет жидкости перетекать в них, стекая обратно к пластинам ниже, чтобы испариться позже.Это также гарантирует, что пластины не затопят, а пар должным образом нагреет жидкий слой.

Каждый раз, когда пар конденсируется, а затем снова превращается в пар, происходит фазовый переход и завершается цикл дистилляции. Это также происходит в верхней части колонны с пластинами, в том, что мы называем дефлегматором (de-fleg-may-ter). Теперь эта жемчужина хитроумного устройства представляет собой трубку в конденсаторе оболочки со сквозными трубками, которые достаточно велики, чтобы обеспечить двустороннее движение. Итак, в какой-то момент вашего бега у вас будет пар, продолжающий движение вверх, в то время как часть пара сбивается на пластину внизу.

Пар, проходящий через конденсатор, движется к концу дороги или конденсатору ружья. Это еще одна трубка в кожуховом конденсаторе, но эта имеет гораздо меньшие сквозные трубы, чтобы создать больше поверхностного пространства для сбивания пара.

Теперь пар находится в окончательном жидком состоянии и будет выходить из попугая. Не забудьте вставить туда свой алкометр, чтобы посмотреть, какой ABV вы создали!

И это основная версия колонной дистилляции для начинающих.Это повторяющийся фазовый переход, которому способствуют такие детали дистилляционной колонны, как медные пластины и колпачки, пока он не попадает в охлаждающий конденсатор, где переходит в конечное жидкое состояние, которое в наши дни также известно маленьким детям как «жидкая храбрость». (Другими словами, этикетки с надписью «7x дистиллированный» могли быть созданы на 7-пластинчатой ​​колонке.)

Если вы хотите получить более полное представление о колонной дистилляции, посетите форум сообщества StillDragon. Он полон вопросов и ответов, предоставленных дистилляторами, начиная с ранних стадий и заканчивая более опытными.

Дистилляционная колонна — обзор

4.2.3 Колонны

Дистилляционные колонны (дистилляционные башни) состоят из нескольких компонентов, каждый из которых используется либо для передачи тепловой энергии, либо для улучшения передачи материала. Типичная дистилляционная колонна состоит из нескольких основных частей:

•

Вертикальный кожух, в котором осуществляется разделение компонентов.

•

Внутренние элементы колонны, такие как лотки, тарелки или насадки, которые используются для улучшения разделения компонентов.

•

Ребойлер, обеспечивающий необходимое испарение для процесса дистилляции.

•

Конденсатор для охлаждения и конденсации пара, выходящего из верхней части колонны.

•

Емкость для орошения для удержания конденсированного пара из верхней части колонны, чтобы жидкость (орошение) могла быть возвращена обратно в колонну.

В вертикальном кожухе размещены внутренние части колонны, вместе с конденсатором и ребойлером образуется дистилляционная колонна (Рисунок 4.6).

Рисунок 4.6. Отдельные части колонны атмосферной дистилляции.

Источник : Speight, J.G. 2007. Химия и технология нефти 4 ^{-е издание} . CRC Press, Taylor & amp; Francis Group, Бока-Ратон, Флорида.

В установке для перегонки нефти жидкая смесь исходного сырья обычно вводится около середины колонны на тарелку, известную как загрузочная тарелка. Этот лоток делит колонну на верхнюю (обогащение, ректификация) и нижнюю (очистку).Сырье стекает по колонне, где собирается в нижней части ребойлера. В ребойлер подается тепло для образования пара. Источником подводимого тепла может быть любая подходящая жидкость. На большинстве химических заводов это обычно пар, а источником нагрева могут быть потоки на выходе из других колонн. Пар, поднятый в ребойлере, повторно вводится в установку в нижней части колонны. Жидкость, удаляемая из ребойлера, называется кубовым остатком.

Пар движется вверх по колонне; когда он выходит из верхней части агрегата, он охлаждается конденсатором.Конденсированная жидкость хранится в емкости для выдержки, известной как орошающий барабан. Некоторая часть этой жидкости возвращается обратно в верхнюю часть колонны, и это называется орошением. Конденсированная жидкость, которая удаляется из системы, известна как дистиллят или головной продукт. Таким образом, внутри колонны существуют внутренние потоки пара и жидкости, а также внешние потоки сырья и потоки продуктов в колонну и из нее.

Колонна разделена на несколько горизонтальных секций металлическими поддонами или пластинами, каждая из которых является эквивалентом перегонного куба.Чем больше тарелок, тем больше повторная перегонка и, следовательно, тем лучше фракционирование или разделение смеси, подаваемой в башню. Башня для фракционирования сырой нефти может иметь диаметр 13 футов и высоту 85 футов, высота определяется по общей формуле:

c = 220d2r

Где c — производительность в баррелях в сутки, d — диаметр в футах, и r — количество остатка, выраженное в виде доли сырья (Nelson, 1943).

Сырье в типичную колонну попадает в зону испарения или испарения, то есть в зону без тарелок.Большинство лотков обычно располагается над этой зоной. Однако подача в барботажную башню может осуществляться в любой точке сверху вниз с лотками выше и ниже точки входа. Это, конечно, зависит от типа сырья и желаемых характеристик продуктов.

4.2.3.a Лотковые колонны

Тарельчатые колонны обычно объединяют открытый проточный канал с водосливами, сливными стаканами и теплообменниками. Свободному поверхностному потоку над тарелкой мешают пузырьки газа, проходящие через перфорированную тарелку; с возможной утечкой жидкости через верхний лоток.

Обычно лотки представляют собой горизонтальные плоские металлические листы специальной сборки, которые размещаются на определенном расстоянии в вертикальной цилиндрической колонне. Лотки состоят из двух основных частей: (1) часть, где происходит контакт пара (газа) и жидкости — зона контакта , и (2) часть, где пар и жидкость разделяются после контакта — зона сливного стакана . .

Классификация лотков основана на:

1.

Тип пластины, используемой в зоне контакта.

2.

Тип и количество стоек, образующих зону слива.

3.

Направление и путь жидкости, протекающей через контактную зону тарелки.

4.

Направление потока пара (газа) через (отверстия) в пластине.

5.

Наличие перегородок, уплотнений или других дополнений в зоне контакта для улучшения разделительной способности лотка.

Обычные типы пластин для использования в зоне контакта :

1.

Подносы с колпачком , в которых колпачки устанавливаются над стояками, закрепленными на пластине (рисунок 4.5). Колпачки бывают самых разных размеров и форм: круглые, квадратные и прямоугольные (туннельные).

2.

Сито лотков с отверстиями разной формы (круглые, квадратные, треугольные, прямоугольные (прорези), звездочки), отверстиями разного размера (от 2 мм до 25 мм) и несколькими отверстиями. узоры (треугольные, квадратные, прямоугольные).

3.

Клапан Лотки, которые также доступны в различных формах клапана (круглые, квадратные, прямоугольные, треугольные), размерах, весе (легкие и тяжелые), размерах отверстий, а также в виде фиксированных или плавающих клапанов. .

Лотки обычно имеют один или несколько сливных стаканов. Тип и количество используемых в основном зависит от площади сливного стакана , необходимой для обработки потока жидкости. Однопроходные тарелки — это те, у которых есть один сливной стакан, подающий жидкость из тарелки выше.Это единственная барботажная зона, через которую жидкость проходит, чтобы контактировать с паром, и один сливной стакан, через который жидкость проходит на тарелку ниже.

Лотки с несколькими сливными стаканами и, следовательно, с несколькими проходами для жидкости, могут иметь несколько конфигураций расположения. Сливные стаканы могут проходить параллельно от стены к стене, или они могут поворачиваться на 90 или 180 градусов на последовательных лотках. Схема расположения сливного стакана определяет расположение пути потока жидкости и направление потока жидкости в зоне контакта тарелок.

Задание предпочтительного направления пару, протекающему через отверстия в пластине, побудит жидкость течь в том же направлении. Таким образом, можно управлять расходом и направлением потока жидкости, а также высотой жидкости. Наличие перегородок , сетка сита или матов-туманообразователей , неплотно или ограниченно сброшенная насадка и / или добавление других устройств в контактную зону может быть полезным для улучшения контактных характеристик лотка, и, следовательно, его эффективность разделения.

Самым важным параметром тарелки является ее производительность разделения, и четыре критерия важны при проектировании и работе тарелочной колонны. Для обеспечения требуемого разделения:

1.

Уровень эффективности лотка в нормальном рабочем диапазоне.

2.

Скорость парообразования на «верхнем пределе», то есть максимальной паровой нагрузке.

3.

Скорость пара на «нижнем пределе», т.е.е., минимальная паровая нагрузка.

4.

Падение давления в тарелке.

Эффективность разделения тарелки является основой производительности колонны в целом. Основная функция дистилляционной колонны — разделение потока сырья на (по меньшей мере) один поток верхнего продукта и один поток нижнего продукта. О качестве разделения, выполняемого в колонне, можно судить по чистоте верхнего и нижнего потоков продукта. Спецификация уровней примесей в верхнем и нижнем потоках и степень извлечения чистых продуктов устанавливают критерии успешной работы дистилляционной колонны.

Очевидно, что на эффективность лотка в первую очередь влияет конкретный рассматриваемый компонент. Это особенно актуально для многокомпонентных систем, в которых эффективность может быть разной для каждого компонента из-за его различной диффузионной способности, диффузионных взаимодействий и различных факторов срыва. Скорость потока пара также является фактором эффективности тарелки. Обычно увеличение скорости потока увеличивает эффективную скорость массопереноса, одновременно уменьшая время контакта.Эти противодействующие эффекты приводят к примерно постоянному значению эффективности лотка в его нормальном рабочем диапазоне. При приближении к нижнему рабочему пределу лоток начинает плакать и теряет эффективность.

4.2.3.b Колонны с насадками

Насадочные колонны похожи на реакторы с тонким струйным слоем, где пленка жидкости стекает вниз по поверхности насадки, контактируя с восходящим потоком газа. Небольшой фрагмент геометрии насадки можно точно проанализировать, предполагая периодические граничные условия.Это позволяет калибровать модель пористой среды для большого сегмента насадки.

Насадка в дистилляционной колонне создает поверхность для растекания жидкости. Это обеспечивает большую площадь поверхности для массообмена между жидкостью и паром.

Дистилляционные колонны — обзор

Дистилляционные колонны следует оптимизировать с учетом как капитальных затрат, так и эксплуатационных (энергетических) затрат. Эвристика использования коэффициента орошения, в 1,03–1,3 раза превышающего минимальный коэффициент орошения, соответствует как капитальным, так и эксплуатационным затратам для систем бинарной дистилляции (Alhajji and Demirel, 2015; 2016).

Пример 5.8

Оптимальная дистилляционная колонна: Диабатическая конфигурация

Рассмотрим дистилляционную колонну, состоящую из N различных элементов. Площадь тепломассообмена определяется отдельно. Определив инвестиционные затраты C _i для элемента i как линейную функцию от размера A _i , мы имеем

Ci = αiAi + βi

, где α — стоимость пропорциональности коэффициент и β — фиксированная стоимость (включая площадь теплообмена).Мы предполагаем, что средние эксплуатационные расходы C _i являются линейной функцией потерь эксергии в элементе i в год

Ci, av = γi [Exi + T0Pi] + δi

, где γ _i — коэффициент пропорциональности затрат, а δ _i — фиксированная стоимость, а T _o — эталонная температура (температура окружающей среды). Здесь потери эксергии разделяются на термодинамический минимум E _xi (например, минимальная работа разделения) и необратимый вклад T _o P _i , где P _i — энтропия, произведенная в элементе i .

В диабатической дистилляционной колонне каждый элемент достаточно мал, так что равное распределение производства энтропии может быть приблизительно достигнуто регулированием тепловых потоков и, следовательно, расходов жидкости и пара. Мы предполагаем, что каждый элемент выполняет заданную функцию Дж _io . Функция общих затрат C _t для всех элементов N составляет

Ct = ∑iN (Ci, av + τCi)

, где τ — годовая норма амортизации.Используя вариационный подход, минимизируем лагранжиан как

Ω = ∑iN (Ci, av + τCi) + ∑iNλi (Ji − Jio) = 0

Это должно удовлетворять следующим условиям.

∂Ω∂Ai = 0 и ∂2Ω∂Ai2> 0 (для всех i )

Используя Xav = JoLA, P _i становится Pi = Ji2LiAi. Таким образом, Ω равно

Ω = ∑iN [ταiAi + τβi + γiExi + δi + γiToJi2LiAi + λi (Ji − Jio)]

Производная по A _j дает систему независимых уравнений

.

∂Ω∂Aj = ταj − γjToJj2LiAj2 = 0

или

(a) τ = γjToPjαjAj

, и мы имеем

∂2Ω∂Aj2 = 2τAj> 0

Поскольку τ является константой, которая зависит только от экономических условий уравнения(a) должен быть независимым от элемента j и, таким образом, быть инвариантом на протяжении всего процесса. Произведение τ _j αA _j — это годовые затраты, связанные с необратимыми потерями энергии с точки зрения потерь эксергии. Эти две величины должны быть равны в любом элементе.

Мы можем сделать вывод, что при этих предположениях оптимальное распределение элементов по размерам требует равнораспределения отношения γToP / (αA) по всем элементам, а стоимость потерь эксергии равна амортизированной пропорциональной инвестиционной стоимости в этом элементе. .

Принцип равнораспределения в основном используется для исследования колонн бинарной дистилляции и должен быть распространен на многокомпонентные и неидеальные смеси. Следует также учитывать связь между движущими силами, поскольку связь тепломассопереноса может быть значительной, и ею нельзя пренебрегать, особенно в диабатических колоннах.

Эксплуатация перегонной колонны — Самогонный аппарат и оборудование для ликеро-водочного завода

Выдержка из КОМПЛЕКСНЫЙ ДИСТИЛЛЕР стр. 64

Для связанных изображений см. Полную версию в разделе «Рецепты и информация»

Перегонка соединений
Если вы находитесь на В поисках самого чистого продукта, который можно получить путем дистилляции, соединение по-прежнему остается вашим инструментом
.Цена явно более высокой чистоты — это немного более сложная операция и более длительный период эксплуатации
.
Соединение по-прежнему представляет собой просто перегонный куб с конденсатором наверху и средством возврата
контролируемых количеств сконденсированной жидкости обратно в колонну в виде индуцированного обратного потока. Рекуперационная установка
обеспечивает разумное разделение за счет естественного орошения в ее насадке, и чем длиннее ее насадочная колонна
, тем лучше она работает. Колонна с составом обеспечивает значительно лучшее разделение
, которое происходит за счет рециркуляции флегмы в верхней части ее колонны снова и снова, до тех пор, пока компоненты
смеси жидкость / пар в колонне не установятся в динамическое равновесие.
Стадия 1
Чрезвычайно важно дать колонке достаточно времени для уравновешивания. Когда это состояние достигается,
состав этой смеси остается неизменным в каждой зоне колонны, даже несмотря на то, что молекулы
постоянно входят в эту точку и покидают ее. В частности, смесь жидкости и пара в самом верху колонны
в конечном итоге будет состоять из одного и только одного соединения. Однако это будет верно только тогда, когда
весь пар, достигающий верха, возвращается в колонну в виде орошения жидкости.Как только часть конденсированного пара
будет собрана в виде продукта, другие компоненты поднимутся в колонне немного выше.
Это было рассмотрено в предыдущих главах, но здесь стоит повторить, потому что понимание этого
жизненно важно для правильной работы соединения.
После того, как котел нагрелся и регулятор мощности снизил мощность примерно до 750 Вт, убедитесь,
, что вся сконденсированная жидкость возвращается в колонну, и что конденсатор наверху конденсирует
весь пар.Затем колонку оставляют в покое на два часа, пока она не достигнет равновесия, и весь
наиболее летучий компонент сможет добраться до вершины.
Многие люди обеспокоены тем, что слишком сильное охлаждение орошения приведет к нарушению равновесия в колонне.
, и было предложено множество оригинальных конструкций для минимизации этого «переохлаждения». К счастью, эти
опасения беспочвенны. Что происходит, когда флегма охлаждается ниже температуры конденсации
(чего очень трудно избежать, если вы хотите конденсировать весь пар), так это то, что «буферная зона»
устанавливается в самом верхнем слое насадки.Здесь холодный флегма быстро нагревается до точки кипения
, и сохраняется как равновесие, так и общая флегма колонны. См. Главу 8
для полного обсуждения того, как это работает.
Стадия 2
По прошествии двух часов при 100% орошении система находится в равновесии, и верхняя секция
заполнена форшотами. Этот продукт нужно собирать очень медленно (1-2 капли в секунду), чтобы вы не нарушили равновесие. На этом этапе вы должны действовать осторожно, потому что количество форшотов на
невелико, и было бы легко потревожить небольшую зону, в которой они обитают, в верхней части колонки
.Вы начнете собирать их при температуре 60ºC (140º F), и по мере того, как они будут собраны, температура будет медленно повышаться. Выбрасывайте их до тех пор, пока температура пара не перестанет повышаться, и затем
начнет сбор головок, которые могут быть добавлены в следующую партию для извлечения этанола. К этому времени
температура должна быть стабильной на уровне около 78 ° C (173 ° F). От средней партии можно ожидать 100 — 150 мл головок
. Ваш нос должен лучше всего судить о том, когда все головы собраны,
, но если вы хотите быть абсолютно уверены (или если вы простужены!), Наберите 250 — 300 мл (около чашки).КОМПЛЕКСНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР 65
Стадия 3
С этого момента будет проходить почти чистая азеотропная смесь этанола и воды, и
может быть собран в качестве основного продукта. Температура должна оставаться абсолютно стабильной на протяжении всего сбора
основного продукта, и вы можете увеличить скорость сбора примерно до 4 капель в секунду.
Мы даем рекомендации в отношении капель в секунду, но на размер капли влияют многие факторы: состав
, температура и размер трубки, из которой она капает.Реальная мера — это производительность
, помня, что мы хотим собирать основную часть этанола при 90% дефлегмации. 750
Ватт будет производить около 50 мл 95% этанола в минуту, поэтому вам нужно собирать от 4 до
5 мл в минуту, чтобы установить коэффициент обратного потока 90%.
Лучший способ измерить это — установить медленный поток, начать сбор его в небольшой градуированный цилиндр
и измерить время, необходимое для сбора 10 мл. Продолжайте регулировать клапан, пока
не займет две с половиной минуты.Когда вы будете удовлетворены скоростью сбора, подсчитайте количество падений, которые вы получите
за 10 секунд. Сделайте это три или четыре раза и возьмите среднее значение.
В будущем вы можете сбросить установку на тот же коэффициент рефлюкса 90%, регулируя клапан, пока не получите
правильное количество капель, падающих за 10 секунд. Эту настройку можно произвести довольно быстро.
По нашему опыту, правильная скорость сбора составляет примерно 35 капель за 10 секунд — недалеко от
4 капли, которые мы рекомендовали выше! Однако для достижения наилучшей точности вам следует провести это измерение
самостоятельно и откалибровать свою систему.
Исходя из того, что 20 литров, заправленных в бойлер, содержат 8 литров этанола, на его сбор у
уйдет около 14 часов. Вы можете получить немного лучшую чистоту, если уменьшите скорость отбора
до 2 капель в секунду, но пробег займет вдвое больше времени.
Чтобы добиться высочайшей чистоты, вы выберете медленную дорогу и, вероятно, не захотите часами смотреть на
, не говоря уже о дополнительном внимании, которое требуется в конце, проверяя появление хвостов
.К счастью, все токсичные соединения и головки были удалены, поэтому можно совершенно безопасно остановить пробег
в любое время и возобновить его позже. Вам придется снова уравновесить колонку, но поскольку наиболее летучим компонентом
теперь является этанол, это займет всего час при 100% дефлегмации. Как только равновесие будет достигнуто
, вы можете немедленно приступить к сбору продукта.
Стадия 4
Поскольку вы знаете, сколько этанола было в котле, и вы знаете скорость сбора, вы можете
вычислить, когда должен быть конец цикла.Примерно за час до этого времени вы должны начать собирать
в маленькие бутылочки и проверять их на вкус и запах, прежде чем добавлять их в основную емкость. Обоняние
намного более чувствительно, чем термометр.
Когда вы обнаружите хвосты в продукте, переключитесь на контейнер для хвостов. Теперь вы можете увеличить скорость сбора,
, и продолжать, пока температура не поднимется на несколько градусов, показывая, что весь этанол был собран на
. Собранные хвосты можно добавить в котел следующей партии вместе с головками.
Стадия 5
Продукт из смеси по-прежнему часто намного чище, чем водка, производимая в промышленных масштабах, и большинство
человек очень довольны ею, поскольку она получается из перегонного куба.