Ещё в
бытность, когда у Демьяна был только верстак в подвале, общался я с ним
и по поводу газодинамики выстрела. Он меня к Игнату отправлял, мол там
и програмка небольшая есть. Так и не связался. Сам кое чего посчитывал на бумаге, так изредка в последние годы. И никак эта газодинамика ну не хочет красиво ложиться на реальные данные. Ну и понятно, уж слишком много и разных процессов при выстреле происходит.
Обчитавшись
всякими работами по импульсному истечению струй, ровненько 11.4.2008
мне в голову пришла аццкая мысль. А не откинуть ли всю газодинамику и
не попробовать ли посмотреть на процесс с точки зрения механики. Идея была в том, что рассматриваем порцию газа, вылетевшую из боевого клапана, просто, как тело с массой и энергией. Это
тело соударяется абсолютно не упругу с пулей (и воздухом перед пулей в
стволе, но этим можно пренебречь) и обменивается с ней импульсами. Вопрос лишь в том, с какой скоростью вылетает эта порция газа. И
здесь я сделал хитрое допущение, что будем рассматривать истечение газа
(вылет порции, так сказать) в вакуум на предельной скорости, где сразу
же эта порция соударяется с пулей. Предельная скорость стационарного
(именно стационарного, иначе это не поток уже будет и не возмозно
ввести понятие его скорости) истеченя воздуха в вакуум равно около
780м/с. Вот и возьмём его, полагая, что порция газа (наше тело)
сталкивается с пулей именно на этой предельной скорости.
Далее я
перейду ближе к КПД, т.к. его мы тут рассматриваем, а текст, который я
запостил 11.4.2008 (тему благополучно удалили) о импусьсах и скорости
вылета пули приведу ниже.
В резервуаре давление Р1, производим
выстрел, давление уже Р2, снижение температуры не берём, оно
минимально, да и тепловое равноевесие быстро восстановится. Получаем,
что резик отдал энергию: Ан=V(Р1-Р2), где V - обьём резерватива.
С
другой стороны, эта порция газа, как условились, вылетела с предельной
скоростью стационарного истечения v=780м/с и его энергия:
Ак=m*v*v/2,
где m - масса отстрелянной порции воздуха.
Теперь считаем КПД:
КПД=Ак/Ан,
где
массу (m) в Ак записываем, как плотность воздуха (q=1,293 грамм/литр)
на объём, а обьём соответственно, как произведение обьёма резика (V) на
безразмерную разность давлений в атмосферах (Р1-Р2).
В итоге получим для КПД, квадрат предельной скорости уножить на плотность пополам:
КПД=q*v*v/2p,
где p - атмосферное давление.
КПД=39%
Но это именно КПД с которой отстрелилась порции газа. Естественно,
что не вся энергия порции передастся пуле, тем более, как и сказал
выше, я рассматривал абсолютно не упрогуе столкновение порци газа с
пулей. Вот и приходим к моему посту от 11.4.2008. Там было так:
*************************************** Я тут в голове формирую новую темку, где хочу собрать именно данные. На
базе экспериментальных результатов с форума (по расходу и скорости) и
научных работ по истечению у меня вырисовалась интересная эмпирическая
формула, что скорость пули приблизительно удовлетворяет равенству: Скорость пули = 780*m/(М+m) где m - масса потраченного на разгон воздуха а М - масса пули.
Литр воздуха весит 1,293грамма. ***************************************
Доля переданной пуле энергии от порции газа выразится в этом случа коэффициентом:
M*m/(M+m)*(M+m)
Следовательно, полный КПДвыстрела будет равен полученному ваше КПД для порции газа помноженному на этот коэффициент:
КПДвыстрела=КПД*M*m/(M+m)^2
Здесь уже нужно ставить реальные массы пуль и массу отстрелянной порции газа.
Значения посчитанные по моим выкладкам и реальные (которые я видел на сайте) более менее сходятся.
Вот так вот мне увиделся процесс выстрела, а термодинамику ну её нафик, ещё большие расхождения и более грубые допущения.
П.С. Но где то тут у меня косяк, буду искать.
julbu 21-08-2008 23:07
Скорость звука в
газе при "наших" давлениях будет существенно меньше, я тут как-то
табличку выкладывал, да и Кайнын информацию давал.
BlacKDeatH 21-08-2008 23:12
Если это мне,
то предельная скорость истечения газа в вакуум никак не зависит от
скорости звука и давления. Да и звук нам здесь не упёрся никуда и
нечем.
иваныч 21-08-2008 23:15
Дядь Саш, дай им ещё раз формулой по голове!!!
BlacKDeatH 21-08-2008 23:24
Да знаем мы эти формулы, как облупленные. Не надо что то возводить в ранг истины, всё равно не верно, даже в приближении. Так, только порядки величин сходятся, +-30%. Вопрос не в формулах, а в физике процессов, однозначное описание которых, ну никак без экспериментальных данных не получается. Та
формула, что была, не верна, впрочем, как и моя для КПД, множитель
велиной в один порядок потерялся где то, а я туплю, не могу найти. Но вот по скорости приближение - весьма удачное.
иваныч 21-08-2008 23:36
Делаем без формул,
берём поршень площадь 1см2 ставим на него мешок с песком 500кг,
прокалываем дырочку и наблюдаем. По мере истечения песка из мешка
периодически замеряем вес и растояние подъёма. Записываем и вычисляем.
6-7 класс ЦПШ однако. Тут думать надоть.
BlacKDeatH 21-08-2008 23:43
Вот именно это то и посчитать можно, и именно в тех 6-х 7-х классах. Здесь речь о нестационарном импульсном истечении да ещё и в практическом приложении. Думать пока не получается, слишком сложно. Как упростить до удобоваримой модели?
julbu 21-08-2008 23:53
quote:Originally posted by BlacKDeatH: Если
это мне, то предельная скорость истечения газа в вакуум никак не
зависит от скорости звука и давления. Да и звук нам здесь не упёрся
никуда и нечем.
А причем тут вообще вакуум? В
реальных условиях, скорость потока газа через не профилированное
отверстие ограничено скоростью звука в нем.
gammer 22-08-2008 12:00
так а с практикой то как там дело обстоит? было, небыло?..
BlacKDeatH 22-08-2008 12:02
quote:Originally posted by julbu: скорость потока газа через не профилированное отверстие ограничено скоростью звука в нем.
Нет
не ограничена, а просто имеет очень близкое значение при внешнем
сопротивлении среды (типа пуля или даже атмосферный воздух). Хочешь почитать эксперименты по поводу, начни с этого:
А
вакуум здесь при том, что я описал своё приближение парой постов выше,
что бы мoивировать механическую модель и взять некое определённое
значение для потока на выходе из боевого клапана.
иваныч 22-08-2008 12:26
Скорость звука
действительно не причем, определяется количеством молекул, которые
могут пролезть в это отверстие, см. истечение газов и жидкостей через
отверстие.
BlacKDeatH 22-08-2008 12:43
quote:Originally posted by иваныч: ...определяется количеством молекул, которые могут...
...которые могут сформировать поток с выраженной групповой скоростью переднего фронта
sas11 22-08-2008 23:56
quote:Originally posted by BlacKDeatH: никак не зависит от .. и давления.
А мне чет кажется зависит и здорово.
BlacKDeatH 23-08-2008 03:09
quote:Originally posted by sas11:
А мне чет кажется зависит и здорово.
Неа. В
основном только от предельной скорости стационарного истечения в
вакуум, формы сопла (если таковое есть) и фона (давления окрижающей
среды). К скорости звука все эти дела сходятся имменно в виду
наличия фона, который и имеет определённую скорость звука, косвенно
влияющую на на конечные данные.
П.С. Поток и скорость распостранения фронта - весьма разные вещи
blackbird 23-08-2008 05:38
Братва! изучайте труды тов. Жуковского..... все станет проше и понятнеее....
...
с некоторых величин и значений, воздух можно рассматривать как
"сплошную среду", т.е твердое тело...... Все придуманно в 20-30 годы...
ЗОЛОТОЙ век аэродинамики,.... зачем обнаучивать, то, что не нужно
вовсе... В технике и механике до сих пор есть вещи, которые не обяснимы
формулами, но подвластны законам статистики и мех. испытаниям....
BlacKDeatH 23-08-2008 15:02
Это и без его трудов понятно.
Kline_Kinder 23-08-2008 19:54
quote: В
резервуаре давление Р1, производим выстрел, давление уже Р2, снижение
температуры не берём, оно минимально, да и тепловое равноевесие быстро
восстановится. Получаем, что резик отдал энергию: Ан=V(Р1-Р2), где V - обьём резерватива.
Разве так считается Ан? А рассуждал так же само . Только скоростью "фиктивного" тела не задавался, волю оставлял... Только было это в аспекте ударник-клапан: Типо на тарелку действуют с разных сторон импульс от ударника и множество импульсов от молекул... А
топикстартер чего молчит. Почему не напомнил знакомому физику что после
выстрела в стволе газ сжатый остается, а значит энергия, которая
теряется безвозвратно. Как Брикс говорил метко, отличать нужно: -КПД процесса и КПД устройства.
BlacKDeatH 23-08-2008 20:10
О!!! ...кто то повнимательней почитал. Именно здесь и затык, и я никак не могу привести этот маразм к порядку (да и времени особо нет).
Процессы и устройства пока оставим. Тут, как говорит уже зелёный Смит, батоно Кайнын сказал, что по частям хвост кромсать будем.
Kline_Kinder 23-08-2008 20:35
quote: Именно здесь и затык, и я никак не могу привести этот маразм к порядку (да и времени особо нет).
А я тоже уперся и забросил , тоже резко про дела прочие вспомнил, как ребенок когда уроки при мне делал . Принял
что: чтобы поверхность явл. емкостью с газом давления Р она должна
обладать импульсом равным (и противоположным) сумме импульсов тех
молекул газа которые упруго с ней соударяются. Кстати в молекулярной теории газа для молекул поятие "сила" не предусмотрено, только "импульс". Это я туже книжку упоминаю. Может не стоило задаваться скоростью наперед? Может просто считать что, газ объемом V и давлением Р (масса М), обладает импульсом, допустим С. Вопрос: от чего зависит С, если описывает именно "газ".
Kline_Kinder 23-08-2008 20:51
quote: Процессы и устройства пока оставим. Тут, как говорит уже зелёный Смит, батоно Кайнын сказал, что по частям хвост кромсать будем.
Уже Брикс20 раскромсал posted 19-2-2008 18:01 в а пример расчета для страждущих posted 20-2-2008 00:11 в
Разборка макетов
.
