Расчет энергии сжатого воздуха и удельного расхода.
|
17-4-2010 16:45
Mehanic
Хочу немного порассуждать на тему энергии сжатого воздуха. Поскольку всякие там адиабаты, Бойли-Мариоты и т.д. мною прочно забыты и вспоминать все это не вижу необходимости рассуждать буду как механик
 .Берем трубу длиной 1м, сечением 1см2, в ней воздух имеет давление атмосферное, т.е. 1атм. Объем воздуха 100см3. 1. Сжимаем воздух вдвое. Давление стало 2атм. При этом мы совершили работу (1кг+2кг)х0,5м/2=0.375кгм=3.75 Дж. 2. Еще раз сжимаем вдвое. Давление стало 4 атм. Работа (2+4)х0.25/2=3.75 Дж. 3. Опять вдвое, давление 8, работа таже. 4. давление 16. 5. Давление 32. 6. давление 64. 7. Давление 128. Общая работа по сжатию 100см3 воздуха до давления 128атм равна 3.75 Дж х 7= 26.25Дж. Следовательно и энергия 100см3 воздуха сжатого до 128атм -26.25Дж. Если даже у нас вообще вся эта энергия идет на разгон пули, то удельный расход будет 100/26,26= 3.8см3. Но мы должны учесть как минимум то, что в момент вылета пули воздух в стволе находится под определенным давлением-дульным. Посчитаем это давление. В калибре 4.5 при длине ствола 500мм объем ствола будет 8см3. Значит дульное давление 100/8=12.5атм. Т.е. энергия 100см3 воздуха сжатого до давления 12.5атм в разгоне пули участия не принимает. Энергия эта равна примерно 13.5Дж. Расчет не хочу приводить, чтобы не отвлекаться от главного. Минусуем ее 26.25- 13.5=12.75Дж. Расход 100/12.75=7.843см3/Дж. Т.е. 100см3 сжатые до давления 128атм могут в идеале разогнать пульку до энергии 12.75Дж, при удельном расходе 7.84см3/Дж. Возьмем другой пример. Увеличим объем воздуха до 200см3. Общая энергия станет 26.25х2= 52.5Дж. Дульное давление будет - 25атм. Энергия не участвующая в разгоне пули 32.5Дж. Энергия пули в идеале 20Дж.Удельный расход 10см3/Дж.Дальше еще хуже . Как-то не сходится вроде с практикой. |
|
17-4-2010 17:04
Кайнын
классика. чисто для истории. и для фиксации темы
|
|
17-4-2010 17:31
Arch
и я Пастернака не читал.. но мнение имею. тепло где, а? щас Боршевич проснется, похмелится - почитаем.. ) |
|
17-4-2010 17:41
Borshevich
Нечего там похмеляться - все практически верно изложено.
Автор пошел по пути естественного понимания процесса. Если проинтегрировать пошаговый расчет, приведенный в начале топика, В общем, с пополнением! ЗЫ. Ежыг меня отругал по скайпу, что я лояльно промолчал о теплообмене в процессе. Думаю, это тема отдельная. ЗЫЫ. Грэй, что бы истинно понять, как работает велосипед, увы, его надо изобретать заново. Мариотты с Люссаками просто были официально первыми, но зная о том, о чем писали они, изобретать велосипед все же легче Честно, если мне суждено дожить до твоих лет, то, если я сохраню способность понимать вещи вроде этих - буду гордицо. |
|
17-4-2010 18:24
Mehanic
Вы мне зубы не заговаривайте и туману не напускайте
. Просто ткните в ошибку.Теплообмен при сжатии мы исключим предположив что сжимал я эти 100 кубиков неделю, а при выстреле я его опустил чтобы не размывать картину. В любом случае он энергии не добавит. Да ты не волнуйся, веди себе тихонько досье и надувай щеки. Я не боюсь показаться смешным и чего-то там потерять вроде авторитета. Тема для простых смертных, "олимп" может отдахать. "Все знаем, но никому не скажем." Оно и правильно, вдруг скажешь да впросак попадешь. Давай пока в дебри не лезть, поговорим на языке арифметики, без интегралов и логарифмов. Формулы выводить и использовать не будем, обойдемся тем минимальным расчетом что приведен. Да не хочу я велосипед изобретать, мне бы про механику понять. Ты уж разобъясни старику где ошибка, а то мне самому ее вовек не найти. |
|
17-4-2010 19:23
docalex_rpt
А почему ты думаешь, что это ошибка? В твоем приближении ты не сохранил в модели параметры ПОДОБИЯ. Удлини ствол в два раза (как и накопитель), должен получить тоже самое. А пока ты просто показал, что в пистолете расход будет больше по сравнению с винтовкой. А мы и раньше это знали .
|
|
17-4-2010 19:32
Konstantin_E
Сжав 100кубов воздуха, мы вложили в них некоторую энергию, затем освободив ее, придаем разгон телу. Минус потери на давлении в стволе, вроде все правильно. Но это при выпуске всего воздуха, а в устройстве ПСП не весь воздух выпускается, только порция. Грубо говоря половина воздуха так и остается неиспользованной. К примеру если диапазон рабочего давления 200-100атм. Может из-за этого и не складывается с практикой?.. .
Или то я не туда попер? |
|
17-4-2010 19:49
val
Кажись, здесь: Как можно искать связь с реальностью, используя нереальные процессы? Твои цифры не сходятся с практикой ровно настолько, насколько ты отдалил свою модель от реальной. В общем, тема - та саная огромная банка червей, которую Пандоре нужно было бы держать закрытой |
|
17-4-2010 20:46
Borshevich
На языке арифметики совершенную на неком предельно коротком этапе совершенную работу вычитаем из уравнения состояния так, что бы скорректировать температуру. Потом считаем величину теплообмена на этом же коротком шаге, опять, по уравнению же состояния корректируем температуру. Теперь мы готовы к следующему шагу. Это будет наиболее близкая к реальной политропная модель.
Ну а можно, опять же, проинтегрировать, только тут полное уравнение будет сложнее. |
|
17-4-2010 21:03
Mehanic
Ну перцы
.Давайте тогда по пунктам. Работа посчитана правильно или нет? Это очень просто-100см3 это и есть та порция что мы выпустили через клапан и расходуется она полностью. |
|
17-4-2010 21:05
Mehanic
Т.е. ты хочешь сказать, что работа по сжатию воздуха не реальный процесс? Или считать ее нужно по другому? |
|
17-4-2010 21:08
Mehanic
Ствол взят длиной 500мм куда его уже удлинять? И причем здесь пистолет? Никакого накопителя в расчетах нет. |
|
17-4-2010 21:28
val
Да нет, конечно. Мне не понятно, как работу сжатия, даже изотемического, можно посчитать простой арифметикой. Вот Боршевич описал пошаговый метод, так точность его определяется количеством шагов, и точнее всего получится, когда их количество будет бесконечно большим, т.е. нужно интегрировать. А если углубиться, то лезут черви. Процесс реальный: сжимаем неделю, чтобы получить изотермический процесс, т.е. даем время воздуху остывать.. . Так ведь это и есть передача окружающей среде тепла = энергии = совершенной нами работы по сжатию! И как считать эту реальную изотермию? Дальше и глубже - еще хуже |
|
17-4-2010 21:40
Borshevich
Ну как-бо.. .
при площади теплообмена в квадратный дециметр, массе газа меньше полуграмма, ничтожной его теплоемкости, высокой турбулентности и доброй паре милисекунд времени, считаль процесс теплоизолированным (т.е. в чистом виде адиабатным) - как-то некошерно.
|
|
17-4-2010 21:49
Кайнын
давайте предложенный пример доведем до абсурда (типа БРИЗ такой) - это может показать его применимость.
итак, в мифическом стволе сечением 1кв.см сжимаем воздух до предложенной схеме (через поршень массой 0г) сжимаем медленно-медленно, как и предложено. без нагрева. а теперь второй случай - медленно сжимаем и потом резко отпускаем поршень - пусть летит. что с ним будет (вариантов 2) если остановится - то будет чудо если вылетит - то, судя по предположениям топикстартера, будет не меньшее чудо - откуда энергия-то на вылет взялась (ибо, хоть масса поршня и ноль, но выпихнет-то его воздух - у которого в этот момент будет ненулевая скорость)? |
|
17-4-2010 21:52
Кайнын
кстати, а что нового в этой теме по сравнению со старой про физику и импульсы...
она же topguns.ru |
|
17-4-2010 22:05
Borshevich
Вот у кого самые толстые справочники - цифири теполообмена воздух-сталь лучше бы озвучили.
|
|
17-4-2010 22:08
Mehanic
Борщевич привел формулу, посчитай по ней и посмотри насколько велика разница, а то я с логарифмами не в ладах. Сильно сомневаюсь что получится не то что намного больше, а просто больше. |
|
17-4-2010 22:10
Mehanic
Кайнын если сказать нечего, то шел бы ты.. . в другую тему. Посты твои за тебя сотру сам.
|
|
17-4-2010 22:14
Mehanic
Давайте не будем растекаться мыслью по древу. Не будем думать о том как пулька вылетает и какой это процесс. Будем рассматривать только процесс сжатия. Работу я посчитал правильно? Кто ответит. Не энергию, а именно затраченную работу.
|
|
17-4-2010 22:53
val
Странная позиция.. . за ответами на вопросы следуют указния, что и как кому делать.. . И опять те же вопросы...
В ответ напрашиваются соответствующие вопросы.. . Кстати, ранее уже сформулированные самим ТС во многих темах не только в этом разделе. К примеру: "Вопрос из зала - а чем все это может помочь практике?" |
|
17-4-2010 23:02
Borshevich
Отаг...
Аффтар текста и песен - Йож. 
|
|
18-4-2010 00:13
Konstantin_E
Наверно что-то таки не так. При 20дж и полуметре ствола, расход в 10куб великоват получается. Не, он конечно может быть, но несложно получить и меньше. |
|
18-4-2010 00:46
VZ813
(3х0,5)/2=1,5/2=0,75? По моемому так .. . ((1+2)/2)х0,5=0,75 |
|
18-4-2010 01:53
val
Да откуда? Избыточное давление 2-1=1 атм, а без "треугольного" упрощения, хоть это и мелочь, еще на 35% меньше.
Зря ты, Механик, из той темы по насосной идее убежал, там и разобрались бы.. . а ты на бутылку зажал |
|
18-4-2010 12:18
Mehanic
Есть все же на форуме люди которые вникают в написанное. Простой ответ на простой вопрос
.Работа посчитана не правильно! Что и требовалось доказать. Простая арифметическая ошибка. И не нужны ни интегралы, ни логаривмы, ни термодинамика.Мужики, будьте прще , мы не научной конференции и не в обществе красных девиц на которох нужно произвести впечатление .Это была шутка, проверка бдительности и профессионализма.Такой расчет действительно был сделан и привел меня в недоумение, но ошибка была обнаружена и появилась мысль пошутить и протестировать знание арифметики .Скучно на форуме стало. Если бы был продемонстрирован участниками другой подход, то действительно можно было бы поговорить о минимальном удельном расходе. Не на уровне расчетов, а просто на уровне качественной картинки. Чтобы понять чего действительно можно ждать от РСР. Но увы |