От Ibuki
К Alexeich
Дата 12.08.2023 09:06:38
Рубрики Армия; Стрелковое оружие; Локальные конфликты;

Re: к вопросу...

>требуя остыва или долива холодненькой водички во избежание повреждения ствола из стали марки СХ (ака "сталь хреновая" согласно шутке пулеметчиков ВОВ)
C чего это сталь должна повредиться от температуры кипения?
От Alexeich
К Ibuki (12.08.2023 09:06:38)
Дата 12.08.2023 15:54:38

Re: к вопросу...

>C чего это сталь должна повредиться от температуры кипения?

С того что после того как водичка начинает кипеть, она неизбежно начинает и выкипать, обнажая ствол (что происходит тем быстрее, чем с большим возвышением/склонением) ведется стрельба. Понятно, что из "самовара" долго не постреляешь, но, в общем, если ствол "высохнет" в какой-то части - долго и не надо. Произойдет это довольно быстро по той причине, что удельная теплоемкость парообразования (на единицу массы) у воды вдвое почти меньше, чем удельная темплоемкость.
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 15:54:38)
Дата 12.08.2023 16:41:32

Ой!

>удельная теплоемкость парообразования (на единицу массы) у воды вдвое почти меньше, чем удельная темплоемкость.

Это как?
Удельная теплота испарения воды (если вы о ней) - 2300 кДж/кг.
Удельная теплоемкость - мало того, что в других величинах - 4,2 кДж/(кг*градус), так даже если имелся в виду нагрев от 0 до 100 градусов - это 420 кДж/кг.
Я чего то не так понял?
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 16:41:32)
Дата 12.08.2023 17:38:55

Re: в пандан

все эти теоретические выкладки не учитывают одного толстого обстоятельства - сальник течет :) А "намотанный" неумелыми руками течет неимоверно, превращая потери на испарение в "о-малое".
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 17:38:55)
Дата 12.08.2023 17:51:10

Re: в пандан

>все эти теоретические выкладки не учитывают одного толстого обстоятельства - сальник течет :) А "намотанный" неумелыми руками течет неимоверно, превращая потери на испарение в "о-малое".

Так я не про потери на испарение и не про выкипание воды. Если я не сильно ошибся - перегрев ствола можно получить и при заполненном водой кожухе.
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 17:51:10)
Дата 12.08.2023 19:23:35

Re: в пандан

>Так я не про потери на испарение и не про выкипание воды. Если я не сильно ошибся - перегрев ствола можно получить и при заполненном водой кожухе.

А вот тут "считать надо". Если "пленочное кипение" будет устойчивым в рубашке из перегретого пара - можно, а так - вряд ли. А лучше почитать мемуары, потому что один эксперимент заменяет горы теоретических расчетов :)
А у меня знакомый реконструктор в штатах палил из "Браунинга" без воды (потому что не умел сальники наматывать и вообще ... а покрасоваться на сходняке с местными хилли билли этакой-то красотой хотелось). Утверждал, что отстреливал подряд 150 патронов "почти непрерывно", ствол переносил издевательство (правда вопрос долго ли), кожух разгоревался до "едва дотронуться".
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 19:23:35)
Дата 12.08.2023 20:02:06

Re: в пандан

>>Так я не про потери на испарение и не про выкипание воды. Если я не сильно ошибся - перегрев ствола можно получить и при заполненном водой кожухе.

>А вот тут "считать надо".

Конечно. Если хочется, то надо!

>Если "пленочное кипение" будет устойчивым в рубашке из перегретого пара - можно, а так - вряд ли.

Как ему не быть устойчивым, если температура нагревателя исключает пузырьковое кипение?

>А лучше почитать мемуары, потому что один эксперимент заменяет горы теоретических расчетов :)

Сделано.
Я цифры по коэффициенту теплопередачи взял из старого расчета (а в расчет они попали из какого-то справочника наших термистов). Считалось примитивное устройство сброса нагрузки при испытаниях. Устройство представляло собой собранную на коленке батарею ТЭНов в корыте. Измеряли ток, напряжение и температуру поверхности ТЭНа (одного, в одной точке). В результате расхождение получилось в ~1,5 раза (температура около 200 градусов вместо расчетных 250).

Была надежда, что при постепенном нагреве не получится "перескочить" температуру в 120-130 градусов, при которой теплоотвод вроде бы намного больше. Но перескочили :-)
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 20:02:06)
Дата 12.08.2023 23:31:49

Re: в пандан

>Я цифры по коэффициенту теплопередачи взял из старого расчета (а в расчет они попали из какого-то справочника наших термистов). Считалось примитивное устройство сброса нагрузки при испытаниях. Устройство представляло собой собранную на коленке батарею ТЭНов в корыте. Измеряли ток, напряжение и температуру поверхности ТЭНа (одного, в одной точке). В результате расхождение получилось в ~1,5 раза (температура около 200 градусов вместо расчетных 250).

>Была надежда, что при постепенном нагреве не получится "перескочить" температуру в 120-130 градусов, при которой теплоотвод вроде бы намного больше. Но перескочили :-)

М-да, вот поэтому я бросил заниматься всякой там магнитогидродинамикой и теорией конденсированных состояний и переключился на вещи попроще типа на релятивистскую небесную механику в Солнечной системе, тут все просто и понятно. "Космонавт может выпустить портсигар, находясь на орбите Луны, рассчитать его положение и скорость методами небесной механики, прилететь на место через 50 лет, взять его и положить в карман"@
Засим разумно подвязать - все равно снесут эту безобразно разросшуюся подветку.
На сем
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 23:31:49)
Дата 12.08.2023 23:48:02

Re: в пандан

>М-да, вот поэтому я бросил заниматься всякой там магнитогидродинамикой и теорией конденсированных состояний и переключился на вещи попроще типа на релятивистскую небесную механику в Солнечной системе, тут все просто и понятно. "Космонавт может выпустить портсигар, находясь на орбите Луны, рассчитать его положение и скорость методами небесной механики, прилететь на место через 50 лет, взять его и положить в карман"@

Я не знаю за высокую науку, но в банальных испытаниях машин состояние "изумления" - оно если не постоянное, то очень нередкое. Причем, от сложности вопросов как-то мало зависит. Потом, конечно, придумываются объяснения, но это потом.

>Засим разумно подвязать - все равно снесут эту безобразно разросшуюся подветку.

Эт точно. (с) тов. Сухов
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 23:48:02)
Дата 13.08.2023 02:35:40

Re: в пандан

>Я не знаю за высокую науку, но в банальных испытаниях машин состояние "изумления" - оно если не постоянное, то очень нередкое. Причем, от сложности вопросов как-то мало зависит. Потом, конечно, придумываются объяснения, но это потом.

Ну какая ж она высокая. "Небесная механика наука инженерная, потому и называется механика. Формулы есть - считай себе и считай" (@ С.М.копейкин)
А чудесатости, как без них, чудесатости почитай на каждом шагу, особенно когда дают на прочтение диссертацию или на редактирование статью :)
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 16:41:32)
Дата 12.08.2023 17:18:40

Re: "Ой ну Ви же поняли"

>Это как?

Имелось в виду, на грамм и на килограмм*C. Это я слишком уж лапидарно ...
В целом, конечно, "обнажить" ствола займет определенное время, если совсем грубо "обнажить полностью" - в разы дольше, чем вскипятить от 0 градусов, но, как я и писал, всю воду "выкипать" и не надо.
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 17:18:40)
Дата 12.08.2023 17:55:24

Re: "Ой ну...

>>Это как?
>
>Имелось в виду, на грамм и на килограмм*C. Это я слишком уж лапидарно ...

Это сравнение теплого с мягким. Вы же коммунист физик!
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 17:55:24)
Дата 12.08.2023 19:24:28

Re: "Ой ну...

>>Имелось в виду, на грамм и на килограмм*C. Это я слишком уж лапидарно ...
>
>Это сравнение теплого с мягким. Вы же коммунист физик!

Поэтому и привык, что коллеги понимают с полуслова, чтоб я там не нес :)
От zero1975
К Ibuki (12.08.2023 09:06:38)
Дата 12.08.2023 14:15:47

Вода кипит при 100 градусах. А 90 градусов - это прямой угол (с)

>>требуя остыва или долива холодненькой водички во избежание повреждения ствола из стали марки СХ (ака "сталь хреновая" согласно шутке пулеметчиков ВОВ)

>C чего это сталь должна повредиться от температуры кипения?

Если наружная поверхность ствола будет иметь температуру кипения (условные 100 градусов), то вода не закипит. Такой вот парадокс. Для кипения надо обеспечить тепловой поток, обеспечивающий это самое кипение. А для теплового потока нужна дельта - превышение температуры нагревателя над температурой кипения. Величина этой дельты определяется с одной стороны мощностью потока, а с другой - коэффициентом теплопередачи в кипящую воду. А этот коэффициент хитро зависит от той самой дельты - при перепаде 20-30 градусов он достигнет максимума (порядка 500 кВт/(м2*градус), а при перепаде в 100 градусов (т.е. температуре ствола 200 градусов) он упадет на два порядка - до примерно 2 кВт/(м2*градус) и дальше будет почти постоянным - это пленочное кипение.

Цифры эти, разумеется, очень грубые - на них влияет множество факторов, но давайте от них отталкиваться в первом приближении.

Величину теплоотвода возьмем из книги "Занимательная физика на войне" 1928 г.:
https://img.allzip.org/g/36/orig/8894868.jpg


https://img.allzip.org/g/36/orig/8894870.jpg


https://img.allzip.org/g/36/orig/8894872.jpg


Получаем 2 ккал. (~8400 кДж) на один выстрел. Т.е. при максимальной скорострельности 600 выстр/мин поток составит 84 кВт, при технической в 300 выстр/мин - 42 кВт.

Получаем при 300 выстр/мин установившийся тепловой режим со средней температурой ствола порядка 660 градусов. А вода кипит при 100 градусах, да.

P.S. За точность сильно не пинайте - я порядок цифр хотел показать.

P.P.S. Цифры, которые привел Alexeich (0.5 ккал на выстрел) - они странные, т.к. при таком потоке 4 литра воды в кожухе закипят после 800 выстрелов непрерывной очередью. А это не бьется с практикой (кипение на второй ленте).
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 14:15:47)
Дата 12.08.2023 16:41:57

Re: Вода кипит...

>Если наружная поверхность ствола будет иметь температуру кипения (условные 100 градусов), ...

>Цифры эти, разумеется, очень грубые - на них влияет множество факторов, но давайте от них отталкиваться в первом приближении.

Я не писал о задаче "когда вода начнет кипеть" ("пленочное кипение" начинается после буквально нескольких выстрелов, НО, такое кипение не всегда переходит в испарение с поверхности по очевидной причине). Я решаю гораздо более грубую задачу о том, когда вода начнет условно бурно кипеть во всем объеме, когда уже воленс-ноленс кончай стрельбы, меняй воду или "пали ствол". Конечно, это очень грубое приближение, но КМК "интегрального решения" для прикидку "плюс-минус лапоть" достаточно.

>Получаем 2 ккал. (~8400 кДж) на один выстрел. Т.е. при максимальной скорострельности 600 выстр/мин поток составит 84 кВт, при технической в 300 выстр/мин - 42 кВт.

У Вас выходит что вся энергия * (1-КПД), КПД ок. 30%, уходит в нагрев ствола. Это очень много, на "унос горячими газами", нагрев пули и гильзы, зеркала затвора, работу механизмов ничего не остается.

>Получаем при 300 выстр/мин установившийся тепловой режим со средней температурой ствола порядка 660 градусов. А вода кипит при 100 градусах, да.

>P.S. За точность сильно не пинайте - я порядок цифр хотел показать.

>P.P.S. Цифры, которые привел Alexeich (0.5 ккал на выстрел) - они странные,

Они "из учебника", это теоретический теплотвод через поверхность ствола "Мосинки" на один выстрел (0.4 - 0.5 ккал), рассчитанные по феноменологической формуле. Можно погуглить, конечно, ибо по памяти, но "порядок верен".

> т.к. при таком потоке 4 литра воды в кожухе закипят после 800 выстрелов непрерывной очередью. А это не бьется с практикой (кипение на второй ленте).

Уточним, у меня было примерно "после 3 ленты" (375 ккал) что произойдет при равномерном нагреве с 10 до 100 градусов Цельсия (идеальная конвекция, отсутствие пресловутого "пленочного кипения", но, с другой стороны, отсутствие теплопотерь). И, напомню, речь идет о кипении при достижении температуры 100 градусов во всем объеме, т.е. когда "терпеть далее нету сил". Если стартовать с летних 25 градусов Цельсия, то Вам хватит 2 лент + 100 выстрелов.

В принципе я прикидывал примерный "верхний предел", т.к. все допущения работали в одну сторону, дабы проиллюстрировать тезис о том, что очень долго стрелять не плучится. 3 ленты и аллес даже при весьма оптимистических допущениях..
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 16:41:57)
Дата 12.08.2023 17:48:42

Re: Вода кипит...

>>Получаем 2 ккал. (~8400 кДж) на один выстрел. Т.е. при максимальной скорострельности 600 выстр/мин поток составит 84 кВт, при технической в 300 выстр/мин - 42 кВт.

>У Вас выходит что вся энергия * (1-КПД), КПД ок. 30%, уходит в нагрев ствола. Это очень много, на "унос горячими газами", нагрев пули и гильзы, зеркала затвора, работу механизмов ничего не остается.

Это не у меня. Это у Владимира Петровича Внукова. Ссылку я привел - ни отстаивать правильность приведенных им цифр, ни опровергать их я не могу. Предположу лишь, что указанный им нагрев воды за 200 выстрелов было очень легко проверить (подозреваю, что из него он и исходил при "назначении" теплоотвода в 2/3 полной энергии).


>>P.P.S. Цифры, которые привел Alexeich (0.5 ккал на выстрел) - они странные,

>Они "из учебника", это теоретический теплотвод через поверхность ствола "Мосинки" на один выстрел (0.4 - 0.5 ккал), рассчитанные по феноменологической формуле. Можно погуглить, конечно, ибо по памяти, но "порядок верен".

>> т.к. при таком потоке 4 литра воды в кожухе закипят после 800 выстрелов непрерывной очередью. А это не бьется с практикой (кипение на второй ленте).

>Уточним, у меня было примерно "после 3 ленты" (375 ккал) что произойдет при равномерном нагреве с 10 до 100 градусов Цельсия (идеальная конвекция, отсутствие пресловутого "пленочного кипения", но, с другой стороны, отсутствие теплопотерь). И, напомню, речь идет о кипении при достижении температуры 100 градусов во всем объеме, т.е. когда "терпеть далее нету сил". Если стартовать с летних 25 градусов Цельсия, то Вам хватит 2 лент + 100 выстрелов.

Я встречал утверждение со слов ветерана, что Максим кипел после 1,5 лент.
Правда или нет - не знаю. Но предположу, что если бы он кипел после трех лент подряд - с конденсаторами не заморачивались бы.
От Alexeich
К zero1975 (12.08.2023 17:48:42)
Дата 12.08.2023 20:03:18

Re: Вода кипит...

>Это не у меня. Это у Владимира Петровича Внукова. Ссылку я привел - ни отстаивать правильность приведенных им цифр, ни опровергать их я не могу. Предположу лишь, что указанный им нагрев воды за 200 выстрелов было очень легко проверить (подозреваю, что из него он и исходил при "назначении" теплоотвода в 2/3 полной энергии).

Странновато, ибо теплоотвод все же идет в знач степени "уносом газов", этим ну никак пренебрегать нельзя. Ну да специалисту виднее.

>Я встречал утверждение со слов ветерана, что Максим кипел после 1,5 лент.
>Правда или нет - не знаю.

Так многое от начальных условий зависит. В летнюю жару у Вас температура воды в кожухе изначально может быть градусов 40, ну и "начал кипеть" и "кипение по объему", когда пулемет превращается в "самовар", как я уже писал - вещи разные.
От zero1975
К Alexeich (12.08.2023 20:03:18)
Дата 12.08.2023 23:33:39

Re: Вода кипит...

>>Я встречал утверждение со слов ветерана, что Максим кипел после 1,5 лент.
>>Правда или нет - не знаю.

>Так многое от начальных условий зависит. В летнюю жару у Вас температура воды в кожухе изначально может быть градусов 40, ну и "начал кипеть" и "кипение по объему", когда пулемет превращается в "самовар", как я уже писал - вещи разные.

Я могу ошибаться, но по-моему, "начал кипеть" пользователь просто не заметит.

Вот тут видео, показывающее этот кипятильник в работе:
https://www.youtube.com/watch?v=oKHdsdj-EZA
Три ленты по 250 патронов из британского Виккерса. Конденсатор с термосифоном в наличии, но хорошо видно, как из кожуха валит пар. Причем закипела вода на середине первой ленты (видимо, нагрета уже была).

А вот тут где-то с 14:30 видно, как это выглядит без конденсаторов:
https://www.youtube.com/watch?v=lARgVokqQ48
Кстати, комментатор здесь на 11:30 говорит, что пулемет закипит после 600 выстрелов при стрельбе очередями по 25 выстрелов с перерывами по 8 секунд между очередями (т.е., при скорострельности 1/4 от максимальной).