Текущее время: Вс ноя 18, 2018 11:26 pm




 Страница 1 из 2 [ Сообщений: 25 ]  На страницу 1, 2  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 12:57 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 08, 2012 10:42 pm
Сообщения: 3153
Откуда: Краснодарский край, г.Курганинск
Gematogen писал(а):
Появилось ощущение, ...

Вот мы плавно подошли к следующим вопросам: «Что такое пена? Пена – это благо или зло?». Более-менее вразумительно ответив на эти вопросы, получим ответы и на вопросы о влиянии воронки и о пробитие воды струей воздуха. В свое время Алексей пытался обосновать целесообразность использования пенного режима, но однозначного убедительного ответа я не видел.
Вероятно, пена действительно газ, так как сжимается, и как заявлял Михаил, константы для воды не справедливы для пены! Вопрос сложный, но для нас актуальный!
Можно посмотреть с точки зрения на плотность РТ, тогда рассмотрим зависимость апогея условной ракеты от плотности РТ:
0.10 kg/litre 134.24
0.11 kg/litre 135.94
0.13 kg/litre 137.54
0.14 kg/litre 139.03
0.16 kg/litre 140.40
0.18 kg/litre 141.64
0.20 kg/litre 142.75
0.22 kg/litre 143.72
0.25 kg/litre 144.54
0.28 kg/litre 145.21
0.32 kg/litre 145.73
0.35 kg/litre 146.10
0.40 kg/litre 146.31
0.45 kg/litre 146.37
0.50 kg/litre 146.27
0.56 kg/litre 146.02
0.63 kg/litre 145.61
0.71 kg/litre 145.04
0.79 kg/litre 144.33
0.89 kg/litre 143.46
1.00 kg/litre 142.45

Как видим, оптимальная плотность 0,45кг/литр. Но подобная зависимость говорит лишь о том, что заливать лучше чистый спирт, чем чистую воду. А, что думаете Вы?


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Воронка в воде: надо ли лечить?
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 3:13 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Ср дек 05, 2012 7:01 pm
Сообщения: 773
Брат писал(а):
...рассмотрим зависимость апогея условной ракеты от плотности РТ

Заправку оптимизировал при изменении плотности?


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 5:35 pm 
администратор
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Чт янв 01, 1970 4:00 am
Сообщения: 128
Откуда: Новый Уренгой
Александр, разве пена газ??

Объективно, с ней старт получается ровнее. с меньшим ускорением.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 7:01 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 08, 2012 10:42 pm
Сообщения: 3153
Откуда: Краснодарский край, г.Курганинск
slavich77 писал(а):
Александр, разве пена газ??

Объективно, с ней старт получается ровнее. с меньшим ускорением.

Михаил количество воды я не оптимизировал. Возможно, указанная зависимость связана только с уменьшением общего веса, так как в исходных данных указывается объем залитой жидкости, меньше удельный вес, следовательно, меньше и полный вес! Пока не представляю, с какого бока подойти к проблеме, но если сможем описать модель логикой, то наши математики смогут представить и математическую модель! Сергей, если пена не имеет свойства газа, тогда, чего и как с этим жить? :)Что ускорение меньше понятно, плотность РТ меньше! Давайте поищем информацию в Сети


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 7:36 pm 

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 3:01 pm
Сообщения: 205
slavich77 писал(а):
разве пена газ??


Всем привет !
Выскажу свои соображения.

Есть формула, дающая скорость истечения жидкого рабочего тела ("закон плотности"):
скорость = корень[(2хдавление)/плотность] .

Скорость истечения - она же удельный импульс.
Поэтому уменьшение плотности - затея полезная.

Теперь в несжимаемую воду впустим маленькие пузырьки, 1 процент от объема, потом 2, 5, 10 и т.д.
До какого-то предела плотность уменьшается, а "оно" все равно ведет себя как несжимаемая жидкость.
Начиная с какого-то "процента" среда является "двухфазной". В ней сидит совсем другая физика.
Для себя я решил, что надо не более чем 40 процентов объема пузырьков.
Эти пузырьки, выходя из сопла, уносят энергию и тратят ее на разбрызгивание воды в стороны.
УИ уже не растет "по закону плотности".
Полагаю, что разбавлять пузырьками воду в пропорции более чем 50:50 уже не следует.

Сейчас я "в муках" творю стенд для сравнения двигателей по полному импульсу и надеюсь на разрешающую способность 2 процента. Вот тогда (при наличии точного манометра) можно будет кое-что посравнивать.

Ну, эффекты зрелищности мы оставляем "за кадром".
Для зрелищности можно и стабилизатор снимать.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пт янв 25, 2013 10:52 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 08, 2012 10:42 pm
Сообщения: 3153
Откуда: Краснодарский край, г.Курганинск
ckona писал(а):
...Выскажу свои соображения.....

Ну, вот есть начало! Значит, анализ из приведенной выше зависимости не случайность. Там тоже видно, что оптимальная плотность 0,45-0,5. Немного режет слух то, что при 1-10% оно ведет себя как несжимаемая жидкость. «оно» будет сжиматься, только не сильно. Понятно, что при 50% гораздо сильней и тем не менее у этого «оно» есть предел сжимаемости, а вот у газа (пока он газ) нет. Вначале усомнился, что именно пузырьки воздуха выходят из сопла, но подумав, пришел к выводу, что ты прав!


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Сб янв 26, 2013 2:12 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
Брат писал(а):
ckona писал(а):
...Выскажу свои соображения.....

Ну, вот есть начало! Значит, анализ из приведенной выше зависимости не случайность. Там тоже видно, что оптимальная плотность 0,45-0,5.

Какой при этом прирост апогея и сколько при этом теряется из-за дополнительной массы (пеногенератор) ?
Как, каким способом регулируется на практике это соотношение? Каким образом оно проверяется?
"Время жизни" пузырьков, вероятно, значительно больше, чем время истечения.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Сб янв 26, 2013 3:19 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
ckona писал(а):
slavich77 писал(а):
разве пена газ??

Есть формула, дающая скорость истечения жидкого рабочего тела ("закон плотности"):
скорость = корень[(2хдавление)/плотность] .
Скорость истечения - она же удельный импульс.
Поэтому уменьшение плотности - затея полезная.

Бесспорно. В случае 50:50 УИ, расход и время истечения увеличатся в 1,41 раза (корень из 2)
А вот средняя сила тяги уменьшится. Не зависит она от плотности. А лишь от давления.
Часть воздуха уйдет пузырьками, значит конечное и среднее давления будут ниже.
ckona писал(а):
Теперь в несжимаемую воду впустим маленькие пузырьки, 1 процент от объема, потом 2, 5, 10 и т.д.
До какого-то предела плотность уменьшается, а "оно" все равно ведет себя как несжимаемая жидкость.
Полагаю, что разбавлять пузырьками воду в пропорции более чем 50:50 уже не следует.

Но воздух откуда берется? Из запасенных запасов. Следовательно после пены давление, а значит УИ, средняя тяга и ПИ на воздухе будут меньше.
И какой будет общий баланс?
ckona писал(а):
Сейчас я "в муках" творю стенд для сравнения двигателей по полному импульсу и надеюсь на разрешающую способность 2 процента. Вот тогда (при наличии точного манометра) можно будет кое-что посравнивать.

Алексей, мы с надеждой смотрим на тебя, это то, чего нам всем не хватает.

"Grau, teurer Freund, ist alle Theorie Und grim des Lebens goldner Baum."
"Теория, мой друг, суха, но зеленеет жизни древо" . (С) "Фауст" И.В. Гёте. (пер. Б. Пастернак)


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Сб янв 26, 2013 9:49 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 08, 2012 10:42 pm
Сообщения: 3153
Откуда: Краснодарский край, г.Курганинск
MSTR писал(а):
...
Алексей, мы с надеждой смотрим на тебя, это то, чего нам всем не хватает. ...

Чтобы Алексей наугад не проводил свои опыты, предлагаю книжку, лучше ничего не нашел!
http://hddfiles.ru/download/23194/
Полная физика истечение двухфазных сред не для средних умов, но нам нужно лишь выяснить, нужно ли применять сопло Лаваля или нет! Беглый просмотр по имеющемуся материалу дает предположение, что сопло Лаваля нужно, так как двухфазная среда может на порядок уменьшить скорость звука. Лучше почитайте книжку сами на досуге, а то получается: « Сам конкретно я не знаю, но научить могу!» :)


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Вс янв 27, 2013 12:01 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Ср дек 05, 2012 7:01 pm
Сообщения: 773
Предлагаю все-таки сначала обозначить - зачем нам пена?
Ну, если не считать визуальных эффектов.
Два крайних случая понятны: Вода плюс газ и только газ.
Переход от одного к другому осуществляется разбавлением воды пузырьками воздуха вплоть до полного ее исчезновения.
Для меня очевидны два момента:
1 - Для ракеты с водой (с правильным количеством воды) апогей больше, чем для ракеты без воды.
2 - Все характеристики являются непрерывными гладкими функциями на участке между крайними случаями.

И я с большой долей вероятности допускаю, что на этом участке нет "всплесков".
Поэтому я почти уверен, что разбавление жидкости газом снижает эффективность двигателя и отрицательно влияет на апогей.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Вс янв 27, 2013 8:26 pm 

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 3:01 pm
Сообщения: 205
Gematogen писал(а):
я почти уверен, что разбавление жидкости газом снижает эффективность двигателя и отрицательно влияет на апогей.


Gematogen !
Благодарю за четкую постановку задачи.

Есть аргументы, дополняющие твои тезисы, но меняющие последний вывод.

Удельный импульс (УИ) есть количество движения (импульс), которое образуется при отбрасывании 1 кГ расходной массы.
УИ численно равен скорости отбрасывания расходной массы.

УИ на воде при "бутылочных" давлениях составляет 35 м/с, дотягивая до 40 м/с на предельных давлениях (об усилении бутылок речь не идет !).
УИ при выпускании сжатого воздуха составляет 350 ... 450 м/с - в 10 раз выше, чем на воде !!! (воздух неплотный, даже при 10 атм - по сравнению с водой).

Условным эквивалентом высоты апогея (очень упрощенно!) является ПОЛНЫЙ импульс - произведение УИ на отброшенную массу (точнее, интеграл по времени).

Не факт, что полный импульс максимален "на воде" - потому что УИ максимален "на воздухе".
Есть основания полагать, что варьируя плотностью пены, можно нащупать экстремум - максимум полного импульса (высоты апогея).

Исследования на эту тему
с тензометрическим стендом класса 1,0 (по моей оценке)
были проведены известной австралийской командой
и опубликованы в виде таблицы - вот в этом материале.

Из таблицы я вычислил:
7 измерений с чисто водяной тягой без пеногенератора дают в среднем полный импульс 46,3 Н*с,
2 измерения с пеногенератором, но без подмешивания в воду шампуня дают полный импульс 50,2 Н*с,
5 измерений с пеногенератором и с подмешиванием в воду шампуня дают в среднем полный импульс 54,5 Н*с.

Мы видим, что переход на пену (для конкретных исследованных конфигураций отсеков) дает 16-процентный прирост полного импульса.

Мои собственные измерения на пружинном стенде класса 10 процентов также четко показали увеличение УИ и полного импульса, по уровню сопоставимое с погрешностью измерений.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пн янв 28, 2013 9:46 am 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Ср дек 05, 2012 7:01 pm
Сообщения: 773
ckona писал(а):
Gematogen !
Благодарю за четкую постановку задачи.

:oops:
ckona писал(а):
УИ при выпускании сжатого воздуха составляет 350 ... 450 м/с - в 10 раз выше, чем на воде !!! (воздух неплотный, даже при 10 атм - по сравнению с водой).

Мне казалось, что ограничением является скорость звука...
Или это с соплом Лаваля?
ckona писал(а):
Не факт, что полный импульс максимален "на воде" - потому что УИ максимален "на воздухе".

В моей программе без проблем рассчитывается полный импульс. С водой он больше.
Конечно, удельный импульс воздуха существенно выше... Но килограмм воздуха в бутылку засунуть гораздо сложнее, чем килограмм воды. Даже 50 граммов воздуха - и то под большим вопросом.
ckona писал(а):
Есть основания полагать, что варьируя плотностью пены, можно нащупать экстремум - максимум полного импульса (высоты апогея).

Тут возникает еще один момент.
Всю энергию мы запасаем сжимая воздух (упругой деформацией бутылки пока пренебрегаем).
При водяной тяге вся энергия сжатия переходит в энергию движения РТ.
При тяге на воздухе РТ является сжатый воздух. Мы вынуждены выбрасывать источник энергии не полностью израсходовав энергию. Очевидно, что происходят непроизводительные потери.
Вода насыщеная пузырьками - промежуточный вариант. Чем больше пузырьков, тем больше потери.

Другое дело, что апогей зависит не только от полного импульса, но и от того, как он используется.
В случае с водой часть энергии тратится на подъем собственно воды.

Теоретически может оказаться, что именно конструктивно ракета с пеногенератором удачнее.

И небольшая просьба.
Алексей, если это не критично, то я прошу использовать для планирующихся испытаний на стенде одиночную бутылку. Это позволит оценить именно процесс, исключив влияние конструкции. Я думаю, что формирование струи воздуха внутри ракеты сильно влияет на процесс истечения.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пн янв 28, 2013 12:31 pm 

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 3:01 pm
Сообщения: 205
Gematogen писал(а):
прошу использовать для планирующихся испытаний на стенде одиночную бутылку.

В одиночной бутылке не будет образовываться пена.
В свое время я думал, что пена возникает при добавлении в воду шампуня.
Оказалось, что этого недостаточно - воду с шампунем надо энергично взбивать струей воды из верхней бутылки.
Только тогда получились красивые пенные старты.

Но измерения полного импульса с одной бутылкой позволят методом сопоставления оценивать погрешность установки стартового давления.


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пн янв 28, 2013 12:45 pm 
Аватара пользователя

Зарегистрирован: Сб дек 01, 2012 10:02 am
Сообщения: 3728
Откуда: Москва
ckona писал(а):
Есть основания полагать, что варьируя плотностью пены, можно нащупать экстремум - максимум полного импульса (высоты апогея).

А как ее варьировать на практике? Количеством добавленного в воду шампуня?


   
 
 Заголовок сообщения: Re: Пена, пена.
СообщениеДобавлено: Пн янв 28, 2013 6:36 pm 

Зарегистрирован: Пт дек 07, 2012 3:01 pm
Сообщения: 205
MSTR писал(а):
ckona писал(а):
А как ее варьировать на практике? Количеством добавленного в воду шампуня?

Трубочкой.
Длина трубочки задает объем воздуха в секции пеногенератора.


   
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
 Страница 1 из 2 [ Сообщений: 25 ]  На страницу 1, 2  След.


Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  

cron