О площади перепускных отверстий

[Гость "Александр"]

Ну Скарабей, ну молодец! Как в воду глядел! Сейчас работаю над клапанником есть ствол – трубка внтр. 12мм по наружке 13.4мм

Если сверлить 6,5 то перемычки (по средней линии) получаться по 3мм. Можно конечно найти выход, но я хотел бы с просить у уважаемых собратьев может будет выгодней вывести зависимость между диаметром ствола диаметром перепускного отверстия. Для того чтобы оперативно рассчитать минимально возможную площадь перепускных отв. не влияющих на скорость движения поршня и далее дающее возможность определить диаметр единственного отверстия (отверстий) работающих как регулятор мощности. Т.е при каком диаметре скорость упадет в 2-а, в 3-и и т.д. раз. Аж вспотел пока сформулировал, но надеюсь понятно

ECK- какой клапанник делаешь? пиши на aleksandr.juskov@mail.ru

[Vlanik 204]

Ну Скарабей, ну молодец! Как в воду глядел! Сейчас работаю над клапанником есть ствол – трубка внтр. 12мм по наружке 13.4мм

Если сверлить 6,5 то перемычки (по средней линии) получаться по 3мм. Можно конечно найти выход, но я хотел бы с просить у уважаемых собратьев может будет выгодней вывести зависимость между диаметром ствола диаметром перепускного отверстия. Для того чтобы оперативно рассчитать минимально возможную площадь перепускных отв. не влияющих на скорость движения поршня и далее дающее возможность определить диаметр единственного отверстия (отверстий) работающих как регулятор мощности. Т.е при каком диаметре скорость упадет в 2-а, в 3-и и т.д. раз. Аж вспотел пока сформулировал, но надеюсь понятно

Ты ещё не так вспотееш когда считать начнёш...

[skarabey 686]

Прошу не расценивать как занудство, но корректнее все же будет:

"площадь поперечного сечения канала ствола".

Сейчас на свежую голову прочитал то, что второпях наисправлял. Спасибо за исчерпывающую формулировку. Добавил про ружья для ПО, чтобы было понятно о каких стволах идёт речь.

 

Насколько мне известно площадь дренажных отверстий должна быть больше в полтора - два раза, тут всё понятно, вода примерно в 800 раз плотнее воздуха. Непонятно зачем нужно с перепускными окнами так заморачиваться? Воздух всё равно быстрей! Кажется здесь имеет место некоторое заблуждение, которое бродит по инету

Игорь, извини, но заблуждение содержится во фразе "воздух всё равно быстрей". Скорость движения потока не зависит от физических свойств среды за исключением двух случаев: 1) Скорость движения потока сравнима со скоростью звука в данной среде 2) Возникающие при движении потока силы трения слишком велики, чтобы ими можно было пренебречь (вязкие жидкости).

 

Сижу расслабленый после бани и пива, читаю форум. ИМХО, "Суммарная площадь перепускных отверстий должна быть в 1,2 раза больше площади отверстия внутреннего ствола", и даже ровна - заблуждение. т.к. скорость перетока воздуха через отверстия будет ограничена неким значением ( скоростью распространения малых возмущений, в просто-народие скоростью звука в данной среде). Можно, конечно , посчитать для конкретных условий ... но точно не сегодня И это если не заногяться числом Рейнольдса для данной системы (степенью турбулентности потока) и в результате потерей энергии на завихрения потока. Я думаю, что 0,7...1 будет достаточно. Т.е. требуется 4 отверстия диаметром = половина диаметра стовола. Вот та самая цифра

Скорость звука в воздухе составляет 331 м/с, в воде -- 1435 м/с. Это соответственно 1191,6 км/час и 5166 км/час. Блин, хотелось бы мне иметь пневмат в котором скорость перетока воздуха через отверстия (и, соответственно, скорость движения поршня в стволе) будет такова, что на неё начнёт влиять упомянутое ограничение!

 

... Но не надо забывать двух очень важных вещей! Первое - вода, в отличие от воздуха, практически несжимаема. Второе, плотность пресной воды в 772 раза выше плотности воздуха (при t=20 град). Вспоминая закон Паскаля, и учитывая вышеперечисленные обстоятельства...

1) "При движении жидкости или газа со скоростями, значительно меньшими, чем скорость звука в этих средах, можно пренебречь их сжимаемостями. При движении жидкостей и газов возникают силы трения. Если эти силы невелики, ими пренебрегают и рассматриваемый газ или жидкость назывют идеальной жидкостью." Цитата из справочника по элементарной физике, авторы Н.И. Кошкин; М.Г. Ширкевич.; раздел "Механика жидкостей и газов"; глава "Динамика".

2) К сожалению закон Паскаля в данном случае применён ошибочно т. к. он описывает статическое состояние, а мы имеем дело с динамическим состоянием -- переходным процессом.

___________________

 

Дорогие друзья. Как выяснилось, тема неоднозначна. Давайте попробуем в ней разобраться. Для этого есть три пути -- наблюдение, вычисление и эксперимент. Все три инструмента нам доступны.

Сверлить или не сверлить -- вот в чём вопрос!

[Юстас 0]

Доброго времени суток всем, я с маленьким предложением, а хорошо бы цифирьки перевесть в чертёжик, оно понятнее будет, на этой ветке кто-то уже говорил за регулятор РПП, и как замечательно эту озвучку перевести в картинки, просто и понятно, ЧММ(вместо ИМХО ), наверное у многих имеются РПП-шки. Я ведь сколь лет тупо перекачивал ружжо, не думая ни о последствиях, ни об улучшениях, порой гарпун, пройдя сквозь рыбку так забуривался в грунт... Так что, если б чертёжик, так оно б замечательно

[skarabey 686]

Доброго времени суток всем, я с маленьким предложением, а хорошо бы цифирьки перевесть в чертёжик, оно понятнее будет, на этой ветке кто-то уже говорил за регулятор РПП, и как замечательно эту озвучку перевести в картинки, просто и понятно, ЧММ(вместо ИМХО ), наверное у многих имеются РПП-шки. Я ведь сколь лет тупо перекачивал ружжо, не думая ни о последствиях, ни об улучшениях, порой гарпун, пройдя сквозь рыбку так забуривался в грунт... Так что, если б чертёжик, так оно б замечательно

А фотки подойдут? http://apox.ru/forum/index.php?showtopic=1965 http://apox.ru/forum/index.php?showtopic=1...amp;#entry12134

[HaNTeR 12]

сцуко.. сколько халявных помошникаф :biggrin2:.... прям все так и ждут что им на мыло отправят чертежи :)

[PavMiGor 0]

Ребята, вы вдохновенно гоните :)

Кто первым изобрел пневмат? Правильно папуас, когда наловил курар, выжал с них яду для стрел, и стал эти стрелами плеваться через трубочку по дичи и врагам.

Так вот, диаметр "входного" отверстия ствола равен "выходному" и если на "входе" проковырять еще парочку поперечных отверстий, запихать все это дело папуасу в рот (обеспечить подачу воздуха через поверхность большую диаметра ствола), то стрельнуть сильнее все равно не получится... :)

Потому думаю что диаметр перепускных отверстий д.б. = диаметру ствола.

 

Второй пример:

Узкая дорога (ствол) по ней могут проехать 10 машин в минуту, а съездов на эту дорогу несколько почти в одном месте. Теоритически со всех съездов одновременно за минуту на дорогу могут съехать 40 машин допустим. Только вот не съедут, потомучто больше чем 10 ствол не пропустит. :)

[allex 12]

Уважаемы колеги

Все давно уже просчитано и содержится в Гостах и справочниках

семитомник Справочник Машиностроителя конструктора автор Ануфриев

если не изменяет память. там все есть и сечения при скоростях и кпд

скользяших пар и расчеты на прочность к сожелению нет под рукой

так что название может быть не совсем точным а автор вроде точно

с уваженим

Александр

[Gamazin 23]

... то стрельнуть сильнее все равно не получится...

Потому думаю что диаметр перепускных отверстий д.б. = диаметру ствола.

...

 

Ага. Верно. Только ты не брал в учет потери от завихрений, смены направления воздушного потока и т.д.

[HaNTeR 12]

Allex: ага.. вы попробуйте сначала по тому же Анурьеву построить ружье... посмотрим что у вас получится... к сожалению далеко не все так хорошо как кажется... хотите банальный пример ? запросто...

 

цитата: (по ГОСТу 9833-61) резиновые кольца круглого сечения применяются в гидравлических устройствах с возвратно поступательным перемещением со скоростью до 0.3м/сек.... при давлении до 100кгс....

в пневматических устройствах при давлении до 6кгс и скорости перемещения до 0.5м/с...

 

то есть в ружьях если верить Анурьеву нада использовать сааафсем другие манжеты.. потому как круглые видите ли низзяя.. посмотрите натяг манжет.. тоже узнаете много интересного.. сравните его с реальным..

 

по этому справочники справочниками, а реальность к сожалению совсем другая.

[skarabey 686]

Мда... скорость поршня по данным из различных источников от 25-ти до 40 м/с, давление от18-ти до 50 кг/см2, а в плунжерном ружье может быть и 200-300 кг/см2. Может ГОСТ устаревший? А в каком году в СССР был выпущен первый пневмат? В 1961-ом об этом только мечтали.

[PavMiGor 0]

Ага. Верно. Только ты не брал в учет потери от завихрений, смены направления воздушного потока и т.д.

Не брал. Основным ограничением скорости потока в стволе является поршень толкающий гарпун, а не эти "завихрения".

Чуть считанем:

Мда... скорость поршня по данным из различных источников от 25-ти до 40 м/с

Возьмем 50 м/с (с запасом) = 30 км/ч - скорость потока.

Сила необходимая для смены направления чего-либо пропорциональна массе этого чего-либо... сколько по массе воздуха загоняется в ствол?... ну понятно, сила (потеря на поворот) пренебрежительно мала.

Завихрения, ну да есть (ламинарного потока практически не возможно добиться), но на 30 км/ч потери от завихрений будут малы, но будут... Уговорили, пусть площадь перепускных отверстий будет 1.1 от площади сечения ствола, для успокоения

Хотя, если при определенной площади перепускных отверстий возникнет небольшое дросселирование - это еще не факт что плохо. При очень небольшой потере в скорости гарпуна, можно получить очень "мягкий" выстрел...

[skarabey 686]

Возьмем 50 м/с (с запасом) = 30 км/ч - скорость потока.

50 м/с = 180 км/ч !

30 км/ч = 8,(3) м/с

 

Сила необходимая для смены направления чего-либо пропорциональна массе этого чего-либо... сколько по массе воздуха загоняется в ствол?... ну понятно, сила (потеря на поворот) пренебрежительно мала.

А может всё-таки сначала посчитать? Результат может удивить.

[HaNTeR 12]

skarabey: ну я бы не стал утверждать что пневматов тогда небыло.... но гост реально старый. но тем не менее до сих пор действует.

это вобщем не повод для споров. мой Анурьев издания 2004 года. и там приведен именно этот гост. это я к тому что "далеко не все то полезно что в рот полезло"... по этому справочникам верить можно, но с оглядкой.

 

по площади сечений отверстий. я лет пять назад подходил к дедам с кафедры газо/гидродинамики. (готовят специалистов для Ленинградского Металического завода. и преподы там с завода). они дали нескольким студентам задание курсовое - посчитать влияние этих самых отверстий для "перетекания газа в каналах от 8 до 16мм".. смысл свелся к тому что увеличение отверстий до примерно 70% заметно сказывается на потерях. до примерно 80% - уже очень мало заметно. и дальше - практически не заметно.

[skarabey 686]

Да может я и ошибаюсь. Мне действительно интересно когда пошел в серию первый советский пневмат и что это было за ружьё. А ружья для ПО попадали в Союз и ранее. Иногда их путь до отечественного потребителя был достаточно причудлив. Например я в 196? году нашел французский арбалет в забитом досками чулане. Кто и когда его там оставил не знаю. Говорили только что якобы в нашем доме раньше жили итальянцы из посольства которые когда началась Вторая мировая уехали в Италию. Я-то имел в виду вот что: при массовом производстве предприятие обязано соблюдать госты. За этим кстати очень строго следили. А при х-ках ружья согласно приведённому госту рыба будет дохнуть разве что со смеха.

 

Хм, вот это гораздо интереснее. Здесь для меня пока много неясностей. Я пожалуй подготовлю список вопросов, не возражаешь?

[HaNTeR 12]

я к сожалению не владею информацией о первых промышленно выпущеных отчесетвеных ружьях, но совершенно четко знаю что в середине 60-х охотились с пневматическими ружьями. причем весьма даже технически продвинутыми. хоть и с передним зацепом, но весьма и весьма достойными.

 

насчет вопросов - задавайте. но опять же - я не гидро/газодинамик, по этому мои познания простираются ровно на столько на сколько меня это интересовало. но что знаю - готов рассказать.

[PavMiGor 0]

50 м/с = 180 км/ч !

30 км/ч = 8,(3) м/с

Тысячи извенений, вы правы

[Алник 2]

Уважаемые коллеги. Обсуждение вопроса о необходимой площади перепускных отверстий в стволе пневматического ружья встречается во многих темах форума, да и на других форумах тоже. Но пока я встречал только словесные аргументы и цифры без расчетов. Поэтому тему, видимо, можно считать открытой. Не судите строго, но попробую вставить свои "пять копеек". Предлагаю вариант расчетной формулы:

Kp=2/(0,000012*(V/Ks)²+2), где

- Кр - коэффициент давления. Показывает отношение давления в стволе (соответственно - силы, действующей на поршень) при движущемся и неподвижном поршне;

- V - скорость движения поршня, м/сек;

- Ks - отношение суммарной площади перепускных отверстий к площади поперечного сечения канала ствола.

Задавшись значениями Ks и V, можно подсчитать потери, вызванные дросселированием воздушного потока при переходе в ствол.

Очевидно, что в начале движения эти потери отсутствуют (нулевая скорость) и увеличиваются по мере разгона.

Вывод формулы не выкладываю. В основе лежит уравнение Бернулли. Конечно, формула эта для идеальных условий и не учитывает пограничных потерь, изменения направления движения воздуха и т.д., но для приблизительной оценки думаю сгодится.

Изменено 19 марта, 2010 пользователем Алник

[skarabey 686]

Коэффициент отношения площади перепускных отверстий к площади внутреннего сечения ствола -- 1,2 цифру озвучил Vlanik уже давно, он её брал из справочника, а из какого -- уже сам не помнит.

По моим прикидкам процесса происходящего в стволе при выстреле -- мы имеем дело не со скоростью поршня, а с ускорением, причём не исключено что в некоторых случаях величина ускорения переменна.

[Vladman 97]

...

По моим прикидкам процесса происходящего в стволе при выстреле -- мы имеем дело не со скоростью поршня, а с ускорением...

Для оценки влияния сечения переходных отверстий важна, как указано в формуле, именно скорость. Ускорение просто делает эту скорость переменной во времени, но к рассчету более-менее существенного отношения не имеет.

[allex 12]

скорость всего лиш есть интеграл от ускореня 

 

а ускорение первая производная от ск4орости

 

и это однозначное соответствие...  

 

а это значит что любая из этих функций описывает

 

процес в пределах принятой математической модели

 

но это функции, а не величины 

 

 

 

а оперирывать средними значениями при выстреле некоректно

 

нелинейный и очень быстрый процес   

 

более или менее такой процес

 

можно описать диф уравнием   тоесть нужно смтореть на выстврел 

 

как на процес а от того что взять в качестве аргументов скорость

 

или ускорение зависит  только порядок диф уравния

 

Хотя конечно можно и соствить упрошению модель и получив

 

коэфициэнты экспереметальным путем  интерполировать их

 

на некую небольшую область  функции   Я так делал когда

 

делал расчет своих клапаников.  при таком подходе можно 

 

примерно определить параметы например для ствола 10 мм

 

есои есть экспереметальные данные для 12 мм ствола и то 

 

если они  подчинятся законам подобия  или  оценить 

 

энергию 7 мм гарпуна если есть данные на 8 мм А так

 

без экспериментальных данных расчет будет очень очень

 

неточным  Конечно все это только мое мнение и ничего более

 

Удачи

 

 

[allex 12]

Вотчетыре стволика с поршнем 

в пермом воздух создает давление и давит с силой 20 кг

во втором пружина счтитаем что она ничегоне весит тоже 20 кг

в третьем пружина тянет с усилием 20 кг 

а в четвертым просто груз соствляет единое 

целое с поршнем создает силу тоже в 20 кг

одинаково ли будет поршню при торможении?

 

почему вес поршня влияет на энергию удара если 

всегда 20 кг а в первом столике поршень весит 

совсем мало а в четвертом еремешается 20 кг и еше чуть чуть.

[skarabey 686]

А какое отношение эта задача имеет к скорости перетока воздуха через перепускные отверстия? :(

[Алник 2]

Мне было просто интересно, как же влияет сечение перепускных отверстий на давление в стволе при выстреле. Очевидно, что снижение давления максимально в конечной фазе движения поршня (при его максимальной скорости). Формула позволяет сделать расчет для конкретного сочетания сечений ствола и перепускных отверстий и желаемой скорости движения гарпуна при выходе из ствола. Потери энергии гарпуна при выстреле будут естественно меньше, поскольку потери на перепускных отверстиях изменяются (в процессе разгона поршня) от нуля до максимума, который я и считал.

[skarabey 686]

Мне было просто интересно, как же влияет сечение перепускных отверстий на давление в стволе при выстреле. Очевидно, что снижение давления максимально в конечной фазе движения поршня (при его максимальной скорости). Формула позволяет сделать расчет для конкретного сочетания сечений ствола и перепускных отверстий и желаемой скорости движения гарпуна при выходе из ствола. Потери энергии гарпуна при выстреле будут естественно меньше, поскольку потери на перепускных отверстиях изменяются (в процессе разгона поршня) от нуля до максимума, который я и считал.

Когда обсуждали эту тему два года назад, было такое мнение что больше чем в 1,2 раза площадь перепуска увеличивать бессмысленно, так как дальнейшее увеличение ничего не даёт при скоростях гарпуна 25-40 м/с. Тогда же Сергей Ермоленко составил расчётную таблицу в Экселе: http://apox.ru/weapon/gun-handmade/858-avtomaticheskij-raschet-perepusknyx-otverstij