Исследование накопителя. =*=

Здрассте снова.

Как известно, после выстрела, при сжатии остатка воздуха в накопителе он нагревается, а перетекающий через редуктор воздух остывает.

В зависимости от давлений и пропорций, в накопителе устанавливается после выстрела некий, чаще НЕнулевой, тепловой баланс, который затем компенсируется через стенки и атмосферу.

Если этот баланс положительный - остывая, накопитель теряеет в давлении и досасывает через редуктор, что может приводить к долгому времени установления давления в накопителе.

Если этот баланс отрицательный - нагреваясь, накопитель подрастает в давлении, обеспечивая надежное запирание редуктора, но при интенсивной стрельбе средняя температура значительно падает и может искажать картину скорости и характер работы механики боевой части.

Есть еще ряд нюансов, с этим связанный.

В общем, далее приведу таблицы теплового баланса для разных давлений в резервуаре, разных давлений за редуктором, разных объемов выстрела, и разных объемов самого заредукторного пространства.

Несколько постов резервирую.

Пустомелье приветствуется, но тема - для тех, кому холодный язык цифр понятен и полезен.

А пока уползаю к станкам.
С уважением.

Так как работа остатка воздуха накопителя, не участвующего в выстреле, на расширение, а затем обратно на сжатие до редукторного давления, идентична и отличается знаком, то рассматриваем только энергетическую составляющую порции воздуха, перетекающего из резервуара в накопитель.

Есть исключение, но оно касается только случая задувки пустой винтовки.

Итак, на примере накопителя 15см3 с заредукторным 100бар:

Резерв 2

Подпишусь.

Редуктор настраивается на нижнюю границу плато.
Ясное дело что давление переменно тк температура накопителя при стрельбе меняется(он леденеет).
При нагревании от атмосферы давление растет, значит мы автоматически попадаем в плато. За счет саморегуляции системы колебание скорости незаметно.

У Кости кислого 13 по этому поводу есть идеи и он их воплощал в жизнь на своем хулике и даже об этом писал. Если захочет отпишет еще раз.
Идея там достаточно простая изготавливается колпочек из латуни на редуктор с уплотнением через резиновое колечко, а к нему припаивается медная копелярная трубочка длинной в 1-1.5 м , трубочка закручивается в змеевик по размеру что бы вошла в резик.
Тем самым добиваемся охлождение воздуха проходящего через редуктор и так же получаем дросель перед редуктором, что нам дает более плавную забивку (без ударную)редуктора.
Как то так

Как известно, после выстрела, при сжатии остатка воздуха в накопителе он нагревается

А сам тот "остаток" разве не охлаждается при падении давления во время выстрела? Перед тем как его начнет нагревать от заполнения.

Общее давление в системе (до и после редуктора) в результате выстрела уменьшится - логично, чтоб без внешнего вмешательства общая температура понизилась. Я не возьмусь комментировать распределение температур по фазам во времени. Но если процесс заполения ЗО не слишком долгий, чтоб нагрев резика от солнца (например) успел передать тепло полученное извне газу еще в процессе заполнения ЗО - то просто не вижу от куда может появиться "положительный тепловой баланс".

Originally posted by TRDog:

У Кости кислого 13 по этому поводу есть идеи и он их воплощал в жизнь на своем хулике и даже об этом писал. Если захочет отпишет еще раз.
Идея там достаточно простая изготавливается колпочек из латуни на редуктор с уплотнением через резиновое колечко, а к нему припаивается медная копелярная трубочка длинной в 1-1.5 м , трубочка закручивается в змеевик по размеру что бы вошла в резик.
Тем самым добиваемся охлождение воздуха проходящего через редуктор и так же получаем дросель перед редуктором, что нам дает более плавную забивку (без ударную)редуктора.
Как то так

Хорошая мысль, на счет гнать переточный воздух через теплообменник.
С этой точки зрения системы с кучей капиллярок не так уж лишены положительных моментов.

Originally posted by Borshevich:

Хорошая мысль, на счет гнать переточный воздух через теплообменник.
С этой точки зрения системы с кучей капиллярок не так уж лишены положительных моментов.

Единственный минус этой системы, она крадет объем

Единственный минус этой системы, она крадет объем

Фигня, 2 метра капиллярки - 1см3. Смотря какая капиллярка, конечно.

Originally posted by TRDog:

У Кости кислого 13 по этому поводу есть идеи и он их воплощал в жизнь на своем хулике и даже об этом писал.

он уже давненько делал.
хоть некоторые товарищи и не поддерживали полет мысли.

Originally posted by TRDog:

Единственный минус этой системы, она крадет объем

Тю, скока там толщина трубки-то этой? Или ты с водопроводных предлагаешь змеевик гнуть?

Originally posted by Sergiuss:

хоть некоторые товарищи и не поддерживали полет мысли.

А какаие контраргументы были у неподдерживающих?

Идея там достаточно простая .. . медная копелярная трубочка длинной в 1-1.5 м ....
Тем самым добиваемся охлождение воздуха проходящего через редуктор и так же получаем дросель перед редуктором

Воздух из резика под давлением скажем в 170бар начинает перетекать в ЗО, где с начала, к примеру 80бар, и устаканивается на 120бар. Т.е. по любому у перетекающего воздуха неслабое падение давления и он здорово остывает от самого факта перетекания через редуктор. Зачем его еще охлаждать? Капилярка скорее будет его греть, точнее частично компенсировать потерю тепла за счет передачи своего собственного тепла газу на такой длинне.

А дроссель действительно вещь полезная. Но там достаточно 2мм вместо 1,5м.

Ето, кстати, натолкнуло меня на мысль о термозависимости редуктора от давления в резике (числа преблизительные):

Принимаем, что все происходит достаточно быстро, в рамках нескольких секунд максимум, и теплообменом воздуха с самим резиком пренебрегаем. Воздух в ЗО во время выстрела падает со 120 до 80бар. Охлаждается. Затем его сжимают обратно до 120бар возстанавливают температуру. Восстановление давления и температуры в ЗО происходит с расширением воздуха из резика. Ссумарно температура воздуха в ЗО понизится. Вот только тоже имеет значение воздух из резика терял давление со 150 до 120 бар или с 200 до 120бар. Т.е. он расширялся на различную величину и принес в ЗО различное количество "холода".
ЗО после выстрела будет холоднее при 200бар в резике, чем при 130бар там.
В последствии железо передаст свое тепло газу и давление слегка подрастет, но подрастет на разную величину из-за разници температур.

Подумал и пришел к выводу, что длинная капилярка действительно будет служить фактором термостабилизации при редукторе, но не за счет охлаждения, а за счет нагрева проходящего через нее газа.

Originally posted by братушка: Подумал и пришел к выводу, что длинная капилярка действительно будет служить фактором термостабилизации при редукторе, но не за счет охлаждения, а за счет нагрева проходящего через нее газа.

Совершенно верно. Длинный капилляр позволяет уйти от локального охлаждения ЗО после выстрела путем уравнивания температур воздуха резика и воздуха ЗО непосредственно в ходе заполнения ЗО. Воздух резервуара через стенки капилляра догревает проходящий через него расширяющийся и охлаждающийся воздух, в результате чего температурный баланс резик-ЗО (редукторная РСР) приближается к температурному балансу резик-накопитель (прямоточка).

Воздух резервуара и сам остывает, но весьма ничтожно, по сравнению с дозой, перетекающей в ЗО. Так что капиллярка в резеруаре вполне логична.

Originally posted by Borshevich:

Пустомелье приветствуется, но тема - для тех, кому холодный язык цифр понятен и полезен.

Но при этом и слова должны отражать физическую картинку явлений.
1. В заредукторном объеме никакие остатки не сжимаюся, а перемешиваются с поступающим из редуктора воздухом (имеющим отличную от него температуру). Устанавливается средняя температура. Ну, представьте стрельнул воздухом, а из резика поступил азот. Что, воздух сожмется до малого объема?
2. Всякая система стремится к минимуму потенц. энергии U, которая у нас содержится в сжатом газе. В том числе резик с накопителем. Если после выстрела идет переток газа, то система теряет энергию (dU<0) пока не уравновесит градиенты давления. Этот избыток выделяется в системе в виде тепла (dQ>0). Где? Ну не в резике же, из которого более быстрые частицы убегают быстрее в маленькую дырочку, чем медленные и холодные. Он большой, но становится чуть холоднее. Поэтому теплота должно выделяться в редукторе (и частично в выходящем из него газе). В конце-концов, она оседает в подсистеме: редуктор, газ, стенки накопит. камеры. Теперь можно и считать. Хотя качественно уж очевидно. Подогреваются оне при заполнении. Или я не прав?
3. Случай на нижней границе давлений, когда в резике давление близко к настройке редуктора - оставлю Боршевичу. Он скользкий. На грани всяких ощущений находится. И по результату стрельбы тоже .
А вообще существует ли смысл в этом? Работает давление, ускоряющее пульку. Давление устанавливается механически относительно условных 740-750 мм. рт. ст. Температура газа при этом сказывается только на массе порции газа, которая изменяется в небольших пределах. Вряд ли даже 3-4 град С, которые даже рукой легко идентифицируются. Это соответсвует отклонению в 1% по плотности газа. Редуктор что, точнее отсекает резик?

Originally posted by docalex_rpt: Этот избыток выделяется в системе в виде тепла (dQ>0). Где? Ну не в резике же, из которого более быстрые частицы убегают быстрее в маленькую дырочку, чем медленные и холодные. Он большой, но становится чуть холоднее. Поэтому теплота должно выделяться в редукторе.

В коллекцию (без комментариев).

А вообще почему энергия системы должна измениться после выстрела?
при выстреле температура в ЗО падает - это понятно, потом её подогревает воздух из резика. но суммарная энергия не меняется, с чего ей менятся?

Но при этом и слова должны отражать физическую картинку явлений...

Вроде читаеш: умно и грамотно звучит.
Да вот только перечитал специально 3 раза - ни бельмеса не понял. Умом не дорос видать
Особенно понравилось:

Если после выстрела идет переток газа, то система теряет энергию (dU<0) пока не уравновесит градиенты давления. Этот избыток выделяется в системе в виде тепла

Клас! Хачу такую систему: чтоб она енергию теряла и при етом грелась от избытка. Хде дают?

А вообще почему энергия системы должна измениться после выстрела?

Да черт его знает? Может потому что на пульку Джаулей чуток потратили, на звук...

Originally posted by братушка:

Да черт его знает? Может потому что на пульку Джаулей чуток потратили, на звук...

да это понятно. а вот почему энергия системы должна менятся после закрытия БК?

Таблицы высосаны из пальца.

да это понятно. а вот почему энергия системы должна менятся после закрытия БК?

Имееш ввиду когда совсем не стреляем?
Видимо потому что не изолировано от среды обитания. Набили резик, подождали, остыл. Или на солнышке забыли - давление подрасло.

Или имееш виду после выстрела пока ЗО заполняется, секунд 5-10?
Так она и не меняется у системы вцелом. Что на выстрел потратили, то потратили. Остаток только перераспределяется между "участниками процесса заполнения ЗО": резиком и самим ЗО. Но в резултате и там и там убыло.

Originally posted by братушка:

Или имееш виду после выстрела пока ЗО заполняется, секунд 5-10?

именно.

Originally posted by братушка:

Так она и не меняется у системы вцелом. Что на выстрел потратили, то потратили. Остаток только перераспределяется между "участниками процесса заполнения ЗО": резиком и самим ЗО. Но в резултате и там и там убыло.

Если "убыло" в сравнении с тем что было до выстрела - то согласен.
Если в сравнении с тем что было после закрытия БК - то нет.

Originally posted by MadAlex: Если "убыло" в сравнении с тем что было до выстрела - то согласен.
Если в сравнении с тем что было после закрытия БК - то нет.

После выстрела (после закрытия БК и заполнения ЗО) окружающая среда частично "подкачивает" энергию системы, нагревая резик и ЗО до своей (окружающей) температуры. Но уходит на это не несколько секунд, а несколько минут, т.к. воздух - плохой проводник тепла.
Прочитайте эти ссылки, надеюсь, что они помогут вам разобраться в сути вопроса:

talks3.guns.ru

talks3.guns.ru

Originally posted by братушка:

Да вот только перечитал специально 3 раза - ни бельмеса не понял.

Ты про законы сохранения подумай. Разница между полной и внутренней энергией существует. Ну да ладно, поясню слегка:
Представь, что на входе накопительной камеры стоит перегородка. После выстрела эта перегородка будет перемещаться на расстояние dS под действием разности давлений (силы F) до некотого равновесного состояния. Эту работу А=АdS я могу "снять" и отправить на полезное дело. Как в ГП. А если перегородки нет? То эта же энергия выделяется в виде тепла, ибо другого канала "стока" энергии A нет . В редукторе она остается, а от него и газ в накопителе подогревает. Закон сохранения энергии все же должен работать.
Не печалься, здесь есть неочевидные вещи, термодинамика, одним словом.
Вот ты говоришь, никуда ничего не уходит. Тогда попробуй газ из камеры снова вернуть в резик, не совершая никакой работы над системой.
Специально и с уважением, братушке.

Глючииит...

Щас отредактирую с ответом..

Перед тем как сравнивать 2 ситуации, стоит задать себе вопрос: а можно ли их сравнивать.
Нельзя сравнивать однозначно ситуацию с подвижной стенкой и с неподвижной стенкой.
В твоем римере с подвижной стенкой давление за ней (в ЗО дефакто) упадет на столько же на сколько и в резике, если стенка движется без усилия.
Если стенка неподвижна или движется с усилием, то как раз "работу А=АdS я могу "снять" и отправить на полезное дело" и отправим на полезную работу нагрева объема за стенкой. Там как раз давление уже упадет из-за наличия усиля и она змерзнет до посинения. Ведь в нашей ситуации с нее махом скачали 20-50Дж только полезных да еще и на потери. И ты к сожалению никак не хочешь увидеть, что ета работа как раз соответствует енергорасходам на выстрел: Спева ее качнули махом с ЗО и "ушли в глубокий минус" (заморозились) там, и после за счет етой работы восстановили расходы (разогрели до исходного состояния, ну, почти).
Собственно именно про закон сохранения и думаю Никакая термодинамика не объяснит прибавку там, где что-то взяли

Как раз писал ответ коллеге, запостить не смог.

Если в сравнении с тем что было после закрытия БК - то нет.

Сразу по закрытию БК в ЗО стало ну оч.ч.чень холодно.. . бррр...
И да, в сравнении с "бррр.. " подрастет после Нагрев
Но после нагрева там будет меньше, чем до выстрела. Суммарно мы снова в убытке

Originally posted by docalex_rpt:

термодинамика, одним словом.

Да, Мудрено!

Пожалуй подпишусь , пытался сие протолкнуть почти пару лет тому назад , был при этом закидан калом "всезнающими великанами" блещущих своим образованием . Про пустобрёхов которые теоретики и просто жопорукие от природы смысла не вижу говорить , у меня это работало .А наши метры про температуры и плотности сказали - ничтожное изменение , которое не заслуживает внимания .Правильно сказали , кули этой фигней заниматься , надо бабло рубить , редукторы впаривать , на куя тут мозг напрягать и так купят .

1. В заредукторном объеме никакие остатки не сжимаюся, а перемешиваются с поступающим из редуктора воздухом (имеющим отличную от него температуру). Устанавливается средняя температура. Ну, представьте стрельнул воздухом, а из резика поступил азот. Что, воздух сожмется до малого объема?

Если утрудится расчетами, то для сведения энергетического баланса удобно пользоваться парциальной схемой расчета. Разуметтся, что фактически порции воздуха не ведут себя изолировано, а происходит смешивание.

2. Всякая система стремится к минимуму потенц. энергии U, которая у нас содержится в сжатом газе. В том числе резик с накопителем. Если после выстрела идет переток газа, то система теряет энергию (dU<0) пока не уравновесит градиенты давления. Этот избыток выделяется в системе в виде тепла (dQ>0). Где? Ну не в резике же, из которого более быстрые частицы убегают быстрее в маленькую дырочку, чем медленные и холодные. Он большой, но становится чуть холоднее. Поэтому теплота должно выделяться в редукторе (и частично в выходящем из него газе). В конце-концов, она оседает в подсистеме: редуктор, газ, стенки накопит. камеры. Теперь можно и считать. Хотя качественно уж очевидно. Подогреваются оне при заполнении. Или я не прав?

Разумеется теряет, остывает и резервуар (менее заметно) и переток. Именно этот момент (переток) я и отразил. Опять же, возвращаясь к парциальному методу расчета.

3. Случай на нижней границе давлений, когда в резике давление близко к настройке редуктора - оставлю Боршевичу. Он скользкий. На грани всяких ощущений находится. И по результату стрельбы тоже .

Кмк, как раз потому, что редуктор перестает работать уверенно.

Первые мои образцы обладали очень маленьким накопителем и работали на сходе плато - там выход на прямоток вообще не ощущался. Сейчас значительно увеличил заредукторное, снизил и практически убрал плато, системы работают на верхушке горба, при этом расход стал очень хорошим, но скользская характеристика в районе выхода в прямоток.
Полностью соглашусь, в общем.

А вообще существует ли смысл в этом? Работает давление, ускоряющее пульку. Давление устанавливается механически относительно условных 740-750 мм. рт. ст. Температура газа при этом сказывается только на массе порции газа, которая изменяется в небольших пределах. Вряд ли даже 3-4 град С, которые даже рукой легко идентифицируются. Это соответсвует отклонению в 1% по плотности газа. Редуктор что, точнее отсекает резик?

Временной граф конвекционного теплообмена выглядит экспоненциально как разряд или заряд конденсатора,
разумеется бОльшую часть разницы сжирает металл еще в процессе перетока, решение капилляркой еще более ускоряет этот процесс.
Особой разницы в формировании давления температурой или плотностью в небольших пределах быть не должно.

В принципе, я концентрируюсь на моменте реакции редуктора на некоторый тепловой дрейф давления по завершении основного цикла заполнения накопителя.

Получается, с одной стороны, что большое снижение температуры перетока делает работу редуктора более жесткой и четкой, с другой стороны, это уже общеизвестно, относительный к расходу недостаток объема накопителя ведет к значительному увеличению расхода и снижению стабильности НСП.

А теперь для тех, кого смущают дурные минусы.

Именно так те люди, кто считает деньги, в промышленных масштабах получают жидкий азот, жидкий кислород, ВВД (его, иногда еще, на турбокомпрессорах) и прочую газовую шнягу. Причем рабочие давления ожижителей намного меньше пресловутых ста бар. А всякие дайверы с айрганнерами вынужденно качают поршневыми компрессорами/насосами с ничтожным КПД, только потому, что последние относительно компактны и автономны.

Originally posted by Borshevich:

Временной граф конвекционного теплообмена выглядит экспоненциально как разряд или заряд конденсатора,

В RC цепи на активном сопротивлении R энергия выделяется.

Originally posted by Borshevich:

Получается, с одной стороны, что большое снижение температуры перетока.. .

Переток в редукторе - это аналог активного сопротивления, только в газовой цепи. Он также должен греться.
Извини, я не цепляюсь, просто хочу, чтобы картина была яснее.

В RC цепи на активном сопротивлении R энергия выделяется.

Ну и здесь перетекает за счет нагрева или охлаждения,
R - в роли теплопроводности раздела сред,
С - в роли теплоемкости носителя (газа)

Переток в редукторе - это аналог активного сопротивления, только в газовой цепи. Он также должен греться.
Извини, я не цепляюсь, просто хочу, чтобы картина была яснее.

Тут вообще не очень ясно, если сравнивать потенциал газа на выходе из перетока с потенциалом на входе, то он остывает, сжимая то, что перед ним. В какой из частей перетока это наиболее выражено - там и происходит значительный теплообмен.

Вот выходит, что на протяжении всей капиллярки в резервуаре, давление плавно ТОЛЬКО ПАДАЕТ, то бишь капиллярка передает тепло из резервуара переточному газу, сама при этом получается некой промежуточной температуры.

Хрен разберет, вот все редукторы, которые работают паршиво - у них у всех болезни механического рода, чаще геометрия и материал штока и седла, иногда несосности и трение.

Originally posted by TVA:
После выстрела (после закрытия БК и заполнения ЗО) окружающая среда частично "подкачивает" энергию системы, нагревая резик и ЗО до своей (окружающей) температуры. Но уходит на это не несколько секунд, а несколько минут, т.к. воздух - плохой проводник тепла.
Прочитайте эти ссылки, надеюсь, что они помогут вам разобраться в сути вопроса:

talks3.guns.ru

talks3.guns.ru

Это тоже очевидно, я бы даже сказал что подкачивает не из окружающей среды, а из стенок резервуара, причем довольно быстро, а они уже из окружаюшей среды. - тут медленней
Но разве вопрос ТС был о этом?

Originally posted by docalex_rpt:

Представь, что на входе накопительной камеры стоит перегородка. После выстрела эта перегородка будет перемещаться на расстояние dS под действием разности давлений (силы F) до некотого равновесного состояния. Эту работу А=АdS я могу "снять" и отправить на полезное дело. Как в ГП. А если перегородки нет? То эта же энергия выделяется в виде тепла, ибо другого канала "стока" энергии A нет .

нет. нихрена не так.
Никакой доп работы А в случае с редуктором не выделяется. просто перемешиваются теплый и холодные газы.

Originally posted by MadAlex:

нет. нихрена не так

Ну, для вас же нет разницы между "обратимыми" и "необратимыми" процессами .

Originally posted by docalex_rpt:

Ну, для вас же нет разницы между "обратимыми" и "необратимыми" процессами .

Честно, не понял что ты хотел сказать)
Поясни, если не сложно
Только не надо рассказывать глобально в чем отличее между этими процессами - расскажи пожалуйста а приложении к рассматриваемой задачке

В примере приведенном выше:
С перегородкой - обратимый процесс. Затратив ту же работу Fds (мощность F*Vперегородки),систему можно вернуть в исходное состояние. Если роль перегородки выполняет редуктор (дюза), то выделение энергии происходит в этом месте (мощность = град P*площадь дюзы*Vгаза), а процесс необратимый.

P.S. К слову,

Originally posted by MadAlex:

нет. нихрена не так.

Подобный способ дискуссии, не сопровождаемый никакими аргументами в приличной компании, мягко говоря, свидетельствует о неуважении.