Говоря, что пифагорейский лад выстраивается восходящим квинтовым ходом от ступени До (С), музыковеды включают в полученный ряд из семи ступеней ступень Фа (F), которая на чистую кварту-квинту отстоит от ступени С. А это значит, что роль стартовой ступени играет ступень Fа не С: F - C - G - D - ...
Пятой ступени без колебаний дают имя Ля (А), но тут не стоит спешить. Шестая ступень ряда имеет размер 243/256 относительно F. При этом интервал 256/243 именуется у древних греков диесой или лейммой. Стало быть адекватное наименование шестой (от F) ступени - Fb.
Далее в русле той же древнегреческой логики получаем наименования седьмой, восьмой и девятой ступеней квинтового хода: Сb - Gb - Db.
Пропорция ступени Db относительно стартовой ступени F выражается умопомрачительной целочисленной дробью: 6561/8192, которую большинство из музыковедов и не пытается интерпретировать. А между тем, переведя эту дробь к десятичному виду, получаем значение 0,800903. То есть это ~4/5 от стартовой единицы. Отклонение от натуральной б.терции всего 2 цента. Это значит, что восьмой шаг квинтой порождает пропорцию большой терции с ничтожной (для струнной настройки) погрешностью.
Десятая ступень от F образует к F пропорцию малой терции всё с той же погрешностью в 2 цента и пропорцию большой терции к ступени С. Условно обозначим эту ступень Ab*.
Далее идут ступени Eb* - Bb*, которые образуют акустически безупречные терцовые пропорции со ступенями С, G, и D.
Эти три ступени неожиданно прокладывают мост к чистому европейскому строю с бемолями, размер которых равен 24/25.
Итак, после Db имеем: Ab* - Eb* - Bb*, где b* - это бемоль европейского чистого строя.
Четыре стартовые ступени и три завершающие ступени квинтового лада от F образуют лад До-минор с пропорциями акустически неотличимыми от C-moll чистого строя:
C-D-Eb*-F-G-Ab*-Bb*. А вот все 12 ступеней лада: F-C-G-D-Bbb-Fb-Cb-Gb-Db-Ab*-Eb*-Bb*.
Естественно на этих же 12 "квинтовых ступенях" от F формируется акустически безупречная мажорная гамма. Но только - это не гамма С-dur, а гамма Eb*-dur (Eb*-F-G-Ab*-Bb*-C-Db*). Первые три и последние четыре ступени из 12, построенных квинтовыми шагами от F.
Вполне себе разумеется, что одиннадцать квинтовых шагов от любой стартовой ступени порождают хроматическую гамму, в составе которой присутствует один минорный и один мажорный лады, с абсолютно чистыми пропорциями квинт и кварт и с пропорциями терций (секст), незначительно уступающими этим же пропорциям чистого строя.
Например, если в качестве стартовой ступени взять камертонную ступень Ля, то получим:
A - E - B - F# - C# - G#(Ab) - D#(Eb) - Bb - F - C - G - D
C-D-E-F-G-A-B - C-dur
E-F-G-A-B-C-D - E-moll
Вот это и есть истинное лицо пифагорейской модели музыкального строя, которое не нуждалось ранее и не нуждается сегодня в каком-либо исправлении.
Пифагорейский лад насчитывает 12 ступеней. Но при его современном анализе обычно ограничиваются семью ступенями, считая эти ступени диатонической гаммой, в которой терции и сексты далеки от акустически чистых пропорций (5/4, 6/5, 8/5, 5/3).
В древней музыкальной традиции Китая музыкальная система 12 люй также состоит из 12 ступеней, которые уподобляются 12 месяцам солнечного года. При этом в основу пифагорейского лада и в основу китайского лада положен один и тот же принцип: квинтово-квартовый шаг. Эти музыкальные системы неотличимы друг от друга ни на йоту.
Так, может быть, есть смысл внимательно и непредвзято проанализировать все 12 ступеней квинтового лада, прежде чем делать заключения о неблагозвучности терций и секст.
Я уже вам ответил. Если лично вас предоставленная информация не вдохновляет на творческие идеи, то отнеситесь к ней, как к научно популярной информации, расширяющей ваш кругозор.
На мой взгляд, членам СНТ нет никакого смысла связываться с китайскими уличными светильниками. В продаже есть 50 вт лампы типа : Лампочка светодиодная E27 с переходником на E40, холодный свет 50 Вт. Цоколь Е27 и в комплекте переходник на Е40, чтобы напрямую вкрутить в старый светильник ДРЛ. Дроссель можно не отсоединять ввиду малого тока Лед лампы. В нашем СНТ в прошлом году вск лампы ДРЛ заменили на ЛЕД и все довольны яркостью освещения.
Струйные эффекты применительно к жидкостям во многом подобны эффектам, связанным с переносом электрического заряда при наличии внешнего электромагнитного поля. Может быть, информация о неочевидных эффектах разгона жидкостной струи наведет кого-то на мысль о возможности аналогичного разгона потока электрических зарядов, с целью энергетической подпитки автономных электронных устройств.
В паровозную эпоху проблема накипи была весьма актуальной, ведь в паровозный котел непрерывно подливается свежая вода из тендера. От своего деда - потомственного железнодорожника я слышал, что на промежуточных станциях дозаправки паровозов водой производилось насыщение воды ионами меди с помощью пролива тонкого слоя воды по медным листам. Эта простая процедура значительно удлиняла межремонтный цикл паровозного котла.
Интересно, снизит ли процесс образования накипи в бойлере подводка воды по медным трубам ?
Как этого хама и неуча до сих пор не закрыли на этом форуме?
Кто тебе, профан, дал право оскорблять собеседников ?
Жалею, что из лучших побуждений попытался указать автору на его вопиющие перлы. Правильно в народе говорят - не трогай gov-no, оно еще больше завоняет !
[ Теплопотери 6кВт для объекта размером с ЖД цистерну- это смешная величина, которую платя обычные строительные бытовки зимой. ]
Судя по вашим словам, вы не понимаете разницу между теплопотерями в строительной бытовке и холодопотерями в баке с жидким водородом. Для компенсации холодопотерь в емкости с криогенным топливом необходимо затратить сотни киловатт энергии на каждый киловатт потерь.
Но речь шла не об этом. Я рассказал вам об малоизвестном факте неизменности коэффициента теплопроводности газа при понижении его давления (плотности) в тысячу раз. Как вы объясняете отсутствие влияния плотности газа на его теплопроводность, исходя из вашей молекулярной модели газа ?
Мне не надо быть ясновидящим, ибо, как я уже приводил кредо доцента МВТУ и.С. Матвеева: "знание скрыть можно, а вот незнание скрыть нельзя".
Вы имеете очень приближенное представление о проблемах вакуумной изоляции промышленных криогенных цистерн, предназначенных для перевозки через всю страну жидкого метана, жидкого азота, жидкого кислорода и уж, тем более, жидкого водорода и жидкого гелия.
Лучистая часть теплового потока вообще никак не связана со свойствами газов, о которых идет речь в ваших статьях. С помощью сравнительно небольшого количества промежуточных экранов тепловой поток, передаваемый излучением, довольно просто свести к нулю. А вот с кондуктивной теплопроводностью газов (без учета конвекции) все гораздо сложнее.
Вы же не в курсе, что "эффект вакуумной изоляции" сильно зависит от размера тех ячеек, на которые разделен теплоизолирующий строй. Если размер ячеек больше размера свободного пробега молекул воздуха, то мы имеем дело с обычной газовой теплопроводностью, а вот если размер ячеек значительно меньше размера свободного пробега, то коэффициент теплопроводности устремляется к нулю и возникает эффект вакуумной изоляции.
Ваша модель газа может объяснить данный эффект ? Дерзайте !
Тепловой поток 30 Вт/м2 при площади поверхности цистерны 200 м2 - это целых 6 кВт, что катастрофично для хранения жидкого водорода с его малой теплоемкстью и очень малой теплотой испарения. Вот здесь и нужна настоящая вакуумная изоляция.
Илья, когда вы затрагиваете новые, мало изученные вами темы, не стоит быть столь категоричным, как школьный учитель труда.
Теплопроводность твердых материалов, как правило, обратно пропорциональна их плотности, что вполне ожидаемо. Теплопроводность газов менее предсказуема, например, не ясно почему углекислый газ имеет вдвое меньшую теплопроводность по отношению к воздуху. А теплопроводность ксенона в целых пять раз меньше воздушной.
Но самое удивительное, что теплопроводность всех газов очень слабо зависит от их плотности. Например, теплопроводность воздуха при нормальных условиях (1 бар, 300 К) практически остается такой же при давлении в 1/1000 бар.
Каким-то странным образом, теплопередача между двумя соседними поверхностями очень мало зависит от плотности разделяющего их газа.
Но всё это справедливо до поры, до времени. Как только расстояние между соседними "стенками" становится равным длине свободного пробега молекул газа - всё меняется. Дальнейшее понижение давления газа (и его плотности) прямо пропорционально понижает кондуктивную теплопроводность газа (без учета излучения). С этого момента снижение давления (плотности) в 10 раз снижает теплопроводность также в 10 раз. А снижение давления (плотности) в 100 раз снижает теплопроводность в 100 раз.
Именно поэтому для эффективной работы вакуумного сосуда Дьюара требуется глубина вакуума на уровне 0,001 - 0,0001 мм.рт.ст.
Как вы думаете, долго ли можно сохранить глубину вакуума на уровне 10 в минус четвертой мм.рт. ст в железнодорожной цистерне УралВагонЗавода, предназначенной для перевозки жидкого водорода ?
Ответ очевиден - совсем недолго. Но если пространство между внешней и внутренней оболочками цистерны заполнить многослойной экрановакуумной изоляцией с микропорами в десятые и в сотые доли миллиметра, то даже очень умеренный вакуум на уровне 10 в минус второй мм.рт.ст обеспечит высочайший уровень теплоизоляции жидкого водорода.
К сожалению, этого понимания секретов теплопроводности лишены современные производители бытовых термосов, эффективность которых "сдувается" за год - два. А се потому, что зеркальные колбы термосов не заполнены слоями экрановакуумной изоляцией.
Вставать на ходули - это значит искусственно преувеличивать малозначимый фактор или опираться на что-то неестественное, неосновательное.
В вашем случае "ходульным" является способ вычисления скорости струи на основании температуры газа в сосуде. Вполне очевидно, что причиной разгона газа в выхлопной струе является перепад давления. Именно разница давлений является той движущей силой, которая приводит газ в движение. Вы же умудрились исключить этот фактор при определении скорости струи (смотрите вашу таблицу). Разумеется, при повышении температуры скорость потока газа растет, но это не значит, что температура может рассматриваться как самостоятельный потенциал переноса. Соедините два сосуда, в которых газ имеет разную температуру и никакой серьезной струи вы не обнаружите.
Вы не правы в своем убеждении об однозначной связи температуры и давления газа. Понижение температуры газа наступает только при условии совершения газом работы. Именно этот момент демонстрирует опыт Гей-Люссака по расширении воздуха в пустоту.
В современной (энтальпийной) модели истечения газа разгон и торможение газового потока объясняются преобразованием внутренней (тепловой) энергии газа в кинетическую энергию. Так при истечении воздуха из баллона в атмосферу с перепадом давления более одного бара струя воздуха должна охлаждаться на 50 градусов (с 300К до 250К). На мой взгляд - это ошибочная и экспериментально неподтвержденная гипотеза. Не случайно в криогенной литературе нигде не упоминается такого рода холодильный эффект. Что же касается эффекта Джоуля-Томсона, то он заметно проявляется только при температурах газа, близких к температуре конденсации, что вы и наблюдаете при дросселировании пропано-бутановой смеси газов. При дросселировании воздуха при температуре в районе 300 К холодильный эффект дросселирования едва заметен (0,25 К на перепад давления в 1 бар).
В этом легко убедиться, замерив температуру сопла, через которое стравливается воздух. Вы это можете сделать на своем стенде, поддерживая постоянное давление в ресивере.
Если же вы будете стравливать воздух из баллона, не добавляя в него сжатый воздух из компрессора, то обнаружите ярко выраженное охлаждение вылетающей струи по мере падения давления воздуха в баллоне. Воздух, находящийся в баллоне, совершает работу по разгону струи и именно по этой причине охлаждается. Но на всём протяжении стравливания температура воздуха в струе и внутри баллона остаются одинаковыми. На этом эффекте основан холодильный цикл, именуемый "выхлопом".
В газовой термодинамике существуют постулаты, имеющие чисто теоретической обоснование. Модель истечения газа по Сен-Венану - один из таких канонов.
Но наивно предполагать, что сотрудники академических лабораторий все хором бросятся проверять сомнительные постулаты из-за чьих-то критических статей. Только реальная практическая польза в области прикладных инженерных технологий может заставить специалистов прислушаться к обоснованной критике.
Какие такие экспериментаторы в государственных лабораториях ?
Если у вас есть идеи усовершенствования инженерной расчетной модели истечения газа, то вперед с экспериментальными доказательствами.
Никто не будет менять не совсем адекватную энтальпийную модель на совсем уже неадекватную. Фантазии про истечении из отверстие с двухкратным превышением скорости звука и про охлаждение струи на 100 градусов при любом перепаде давления - это тяжелый неадекват.
Вы на каждом шагу демонстрируете дилетанский подход, в том числе и в отношении "вакуумных" истечений. От скуки на все руки....
Вы на одном вопросе сконцентрируйтесь и вникните в суть дела, и слезайте с ходулей поскорее.
Беда в том, что большинство ваших предположений о параметрах воздушной струи (давление, плотность, температура) не имеют экспериментального подтверждения. Вы их "предполагаете", а не измеряете. При этом основные предположения явно противоречат практике, например скорость вылета воздушной струи у вас не зависит от перепада давления между ресивером и атмосферой. Явно алогичным представляется и одинаковое понижение температуры струи на 100 градусов при любых перепадах давления.
Ещё более сомнительным является очень большое превышение предполагаемой вами скорости струи (490 м/сек) над скоростью звука в воздухе при 200 К - 284 м/сек.
Пока вы не получите на своём стенде экспериментальные данные о температуре струи или данные о массовом расходе воздуха, все ваши предположения мало чего стоят.
Кстати, ваша гипотеза о разгоне газовой струи исключительно за счет тепловой энергии (энтальпии) самой струи полностью совпадает с гипотезой Сен-Венана, в её сегодняшнем понимании (газ в сопле разгоняется за счет убыли энтальпии). Но если в расчетах Сен-Венана прирост кинетической энергии струи действительно совпадает с убылью энтальпии, то в ваших таблицах прирост удельной кинетической энергии (в пересчете на килограмм массы) составляет 120 050 Дж, а убыль энтальпии dh= Cp*dT = 100 000 Дж. Откуда взялись "лишние" 20 050 Дж ?, и кто является их источником ?
Хорошо бы ещё исключить эжекционные эффекты на поверхности площадки весов, установив на весы слой пористого материала, например, рыхлого войлока толщиной 10-20 мм.
Сравнительная таблица результатов расчета истечения воздуха из отверстия.
Р0 -давление в ресивере, Т0 – температура в ресивере, r0 - плотность воздуха в ресивере, Р1- давление «приемника» 100000 Па,
r1- плотность воздуха в струе, Ркр – давление в струе, Tкр – температура струи, U – скорость струи, C – скорость звука при Т0,
S – сечение выходного отверстия, F – сила давления струи на площадку, G – массовый расход воздуха. N – мощность струи
Фиолетовый цвет - по И. Минину Красный цвет - по Сен-Венану
Советую обратить внимание на более чем двухкратное превышение мощности струи в сравнении с расчетной моделью Сен-Венана. Такую разницу трудно не заметить инженерам-практикам. Нужны весомые доказательства, Одного скоростного напора явно недостаточно.
Главный вопрос теории истечения газа - это точное определение давления и плотности газа на срезе сопла. Незнание этого параметра лишает нас возможности адекватно составить баланс энергий. До Сен-Венана на этот вопрос отвечали однозначно - давление на выходе из сопла равно давлению "приёмника". Другими словами, давление газа в выхлопной струе понижается до давления в той области, куда происходит истечение. Даниил Бернулли имел точно такую же точку зрения, применительно к сжимаемой и несжимаемой жидкости. Но, если истечение газа происходит в вакуум, то тогда давление газа в струе должно стать равным нулю и плотность газа также окажется равной нулю. Стало быть, из сосуда со сжатым газом в окружающий его вакуум не сможет вытечь ни грама газа. Получается явный парадокс. Сен-Венан, как ему казалось, нашёл выход из этого парадокса. Он предположил, что давление газа на срезе сопла падает не до давления "приёмника", а до такого давления, при котором весовой расход газа через сопло является максимальным (условие экстремума). Он вообразил себе, что природа настолько мудра, что обеспечивает максимальный расход газа при его истечении через сопло. Сен-Венан ничего не говорил про звуковой барьер истечения. Это уже потом его представление о критическом перепаде связали со звуковым барьером.
Илья, ну наконец-то адекватная реакция на замечания !
Часть явных нестыковок с физической реальностью устранена. Но этого мало. Вот вы критикуете академическую газодинамику за надуманные постулаты, которые никто не удосужился проверить на стендах. И это правильная позиция. Однако, это не дает вам право взамен чужих "коней в вакууме" заселять зоосад своими "конями в вакууме", созданными вашим богатым творческим воображением.
Для формирования адекватной газодинамической картины вам недостает объективных данных. Сила давления газовой струи на площадку весов - это хороший объективный параметр. Вам за это полагается медаль! Проблема лишь в том, что вы имеете дело с составным параметром (F = S*p*U^2), который не дает вам прямой информации о скорости и о плотности струи.
Нужен хотя бы еще один параметр, который позволит объективно судить и о скорости и о плотности газа. Ваша гипотеза о скорости струи, равной скорости теплового движения молекул - типичный "конь в вакууме".
Я признаю, что непосредственное измерение скорости тонкой газовой струи - сложная проблема. То же самое можно сказать и о плотности газа. Но можно пойти на хитрость.
Если научиться измерять массовый расход газа из ресивера, то в дополнение к уже имеющемуся "уравнению" - (F = S*p*U^2), добавится второе "уравнение" - (G = S*p*U).
Два уравнения при двух неизвестных решают задачу однозначного определения скорости струи: U = F/G. Далее легко определяется плотность газа в струе: p = G/(S*U).
Осталось найти способ простого измерения расход газа из ресивера. Я лично не знаю такого простого способа, но я знаю простой способ измерения расхода газа из баллона.
Если известен объем баллона, давление газа в баллоне и его температура, то на основании P1*V=m1*R*T, можно объективно судить о массе газа в баллоне. После короткого (1000мсек) стравливания газа из баллона и выравнивания температуры газа с температурой стенок баллона, можно точно рассчитать оставшуюся в баллоне массу газа через P2*V=m2RT. Разница этих двух масс дает нам объективную информацию о расходе газа.
Вот тогда можно будет реально избавиться, как от чужих, так и от своих "коней в вакууме".
Говоря, что пифагорейский лад выстраивается восходящим квинтовым ходом от ступени До (С), музыковеды включают в полученный ряд из семи ступеней ступень Фа (F), которая на чистую кварту-квинту отстоит от ступени С. А это значит, что роль стартовой ступени играет ступень Fа не С: F - C - G - D - ...
Пятой ступени без колебаний дают имя Ля (А), но тут не стоит спешить. Шестая ступень ряда имеет размер 243/256 относительно F. При этом интервал 256/243 именуется у древних греков диесой или лейммой. Стало быть адекватное наименование шестой (от F) ступени - Fb.
Далее в русле той же древнегреческой логики получаем наименования седьмой, восьмой и девятой ступеней квинтового хода: Сb - Gb - Db.
Пропорция ступени Db относительно стартовой ступени F выражается умопомрачительной целочисленной дробью: 6561/8192, которую большинство из музыковедов и не пытается интерпретировать. А между тем, переведя эту дробь к десятичному виду, получаем значение 0,800903. То есть это ~4/5 от стартовой единицы. Отклонение от натуральной б.терции всего 2 цента. Это значит, что восьмой шаг квинтой порождает пропорцию большой терции с ничтожной (для струнной настройки) погрешностью.
Десятая ступень от F образует к F пропорцию малой терции всё с той же погрешностью в 2 цента и пропорцию большой терции к ступени С. Условно обозначим эту ступень Ab*.
Далее идут ступени Eb* - Bb*, которые образуют акустически безупречные терцовые пропорции со ступенями С, G, и D.
Эти три ступени неожиданно прокладывают мост к чистому европейскому строю с бемолями, размер которых равен 24/25.
Итак, после Db имеем: Ab* - Eb* - Bb*, где b* - это бемоль европейского чистого строя.
Четыре стартовые ступени и три завершающие ступени квинтового лада от F образуют лад До-минор с пропорциями акустически неотличимыми от C-moll чистого строя:
C-D-Eb*-F-G-Ab*-Bb*. А вот все 12 ступеней лада: F-C-G-D-Bbb-Fb-Cb-Gb-Db-Ab*-Eb*-Bb*.
Естественно на этих же 12 "квинтовых ступенях" от F формируется акустически безупречная мажорная гамма. Но только - это не гамма С-dur, а гамма Eb*-dur (Eb*-F-G-Ab*-Bb*-C-Db*). Первые три и последние четыре ступени из 12, построенных квинтовыми шагами от F.
Вполне себе разумеется, что одиннадцать квинтовых шагов от любой стартовой ступени порождают хроматическую гамму, в составе которой присутствует один минорный и один мажорный лады, с абсолютно чистыми пропорциями квинт и кварт и с пропорциями терций (секст), незначительно уступающими этим же пропорциям чистого строя.
Например, если в качестве стартовой ступени взять камертонную ступень Ля, то получим:
A - E - B - F# - C# - G#(Ab) - D#(Eb) - Bb - F - C - G - D
C-D-E-F-G-A-B - C-dur
E-F-G-A-B-C-D - E-moll
Вот это и есть истинное лицо пифагорейской модели музыкального строя, которое не нуждалось ранее и не нуждается сегодня в каком-либо исправлении.
Пифагорейский лад насчитывает 12 ступеней. Но при его современном анализе обычно ограничиваются семью ступенями, считая эти ступени диатонической гаммой, в которой терции и сексты далеки от акустически чистых пропорций (5/4, 6/5, 8/5, 5/3).
В древней музыкальной традиции Китая музыкальная система 12 люй также состоит из 12 ступеней, которые уподобляются 12 месяцам солнечного года. При этом в основу пифагорейского лада и в основу китайского лада положен один и тот же принцип: квинтово-квартовый шаг. Эти музыкальные системы неотличимы друг от друга ни на йоту.
Так, может быть, есть смысл внимательно и непредвзято проанализировать все 12 ступеней квинтового лада, прежде чем делать заключения о неблагозвучности терций и секст.
Я уже вам ответил. Если лично вас предоставленная информация не вдохновляет на творческие идеи, то отнеситесь к ней, как к научно популярной информации, расширяющей ваш кругозор.
Да, забыл упомянуть немаловажный фактор - цена уличных ламп, подходящих на замену ламп ДРЛ, колеблется от 300 до 400 руб.
На мой взгляд, членам СНТ нет никакого смысла связываться с китайскими уличными светильниками. В продаже есть 50 вт лампы типа : Лампочка светодиодная E27 с переходником на E40, холодный свет 50 Вт. Цоколь Е27 и в комплекте переходник на Е40, чтобы напрямую вкрутить в старый светильник ДРЛ. Дроссель можно не отсоединять ввиду малого тока Лед лампы. В нашем СНТ в прошлом году вск лампы ДРЛ заменили на ЛЕД и все довольны яркостью освещения.
Только один вопрос - а зачем здесь эта статья?
Струйные эффекты применительно к жидкостям во многом подобны эффектам, связанным с переносом электрического заряда при наличии внешнего электромагнитного поля. Может быть, информация о неочевидных эффектах разгона жидкостной струи наведет кого-то на мысль о возможности аналогичного разгона потока электрических зарядов, с целью энергетической подпитки автономных электронных устройств.
В паровозную эпоху проблема накипи была весьма актуальной, ведь в паровозный котел непрерывно подливается свежая вода из тендера. От своего деда - потомственного железнодорожника я слышал, что на промежуточных станциях дозаправки паровозов водой производилось насыщение воды ионами меди с помощью пролива тонкого слоя воды по медным листам. Эта простая процедура значительно удлиняла межремонтный цикл паровозного котла.
Интересно, снизит ли процесс образования накипи в бойлере подводка воды по медным трубам ?
Как этого хама и неуча до сих пор не закрыли на этом форуме?
Кто тебе, профан, дал право оскорблять собеседников ?
Жалею, что из лучших побуждений попытался указать автору на его вопиющие перлы. Правильно в народе говорят - не трогай gov-no, оно еще больше завоняет !
Ваше воинствующее дилитанство зашкаливает:
"Работа турбодетандера не сильно затратнее работы компрессора или обычного электрического нагревателя для бытовки."
Турбодетандер вообще не потребляет энергию, он её вырабатывает !
[ Теплопотери 6кВт для объекта размером с ЖД цистерну- это смешная величина, которую платя обычные строительные бытовки зимой. ]
Судя по вашим словам, вы не понимаете разницу между теплопотерями в строительной бытовке и холодопотерями в баке с жидким водородом. Для компенсации холодопотерь в емкости с криогенным топливом необходимо затратить сотни киловатт энергии на каждый киловатт потерь.
Но речь шла не об этом. Я рассказал вам об малоизвестном факте неизменности коэффициента теплопроводности газа при понижении его давления (плотности) в тысячу раз. Как вы объясняете отсутствие влияния плотности газа на его теплопроводность, исходя из вашей молекулярной модели газа ?
Мне не надо быть ясновидящим, ибо, как я уже приводил кредо доцента МВТУ и.С. Матвеева: "знание скрыть можно, а вот незнание скрыть нельзя".
Вы имеете очень приближенное представление о проблемах вакуумной изоляции промышленных криогенных цистерн, предназначенных для перевозки через всю страну жидкого метана, жидкого азота, жидкого кислорода и уж, тем более, жидкого водорода и жидкого гелия.
Лучистая часть теплового потока вообще никак не связана со свойствами газов, о которых идет речь в ваших статьях. С помощью сравнительно небольшого количества промежуточных экранов тепловой поток, передаваемый излучением, довольно просто свести к нулю. А вот с кондуктивной теплопроводностью газов (без учета конвекции) все гораздо сложнее.
Вы же не в курсе, что "эффект вакуумной изоляции" сильно зависит от размера тех ячеек, на которые разделен теплоизолирующий строй. Если размер ячеек больше размера свободного пробега молекул воздуха, то мы имеем дело с обычной газовой теплопроводностью, а вот если размер ячеек значительно меньше размера свободного пробега, то коэффициент теплопроводности устремляется к нулю и возникает эффект вакуумной изоляции.
Ваша модель газа может объяснить данный эффект ? Дерзайте !
Тепловой поток 30 Вт/м2 при площади поверхности цистерны 200 м2 - это целых 6 кВт, что катастрофично для хранения жидкого водорода с его малой теплоемкстью и очень малой теплотой испарения. Вот здесь и нужна настоящая вакуумная изоляция.
Илья, когда вы затрагиваете новые, мало изученные вами темы, не стоит быть столь категоричным, как школьный учитель труда.
Теплопроводность твердых материалов, как правило, обратно пропорциональна их плотности, что вполне ожидаемо. Теплопроводность газов менее предсказуема, например, не ясно почему углекислый газ имеет вдвое меньшую теплопроводность по отношению к воздуху. А теплопроводность ксенона в целых пять раз меньше воздушной.
Но самое удивительное, что теплопроводность всех газов очень слабо зависит от их плотности. Например, теплопроводность воздуха при нормальных условиях (1 бар, 300 К) практически остается такой же при давлении в 1/1000 бар.
Каким-то странным образом, теплопередача между двумя соседними поверхностями очень мало зависит от плотности разделяющего их газа.
Но всё это справедливо до поры, до времени. Как только расстояние между соседними "стенками" становится равным длине свободного пробега молекул газа - всё меняется. Дальнейшее понижение давления газа (и его плотности) прямо пропорционально понижает кондуктивную теплопроводность газа (без учета излучения). С этого момента снижение давления (плотности) в 10 раз снижает теплопроводность также в 10 раз. А снижение давления (плотности) в 100 раз снижает теплопроводность в 100 раз.
Именно поэтому для эффективной работы вакуумного сосуда Дьюара требуется глубина вакуума на уровне 0,001 - 0,0001 мм.рт.ст.
Как вы думаете, долго ли можно сохранить глубину вакуума на уровне 10 в минус четвертой мм.рт. ст в железнодорожной цистерне УралВагонЗавода, предназначенной для перевозки жидкого водорода ?
Ответ очевиден - совсем недолго. Но если пространство между внешней и внутренней оболочками цистерны заполнить многослойной экрановакуумной изоляцией с микропорами в десятые и в сотые доли миллиметра, то даже очень умеренный вакуум на уровне 10 в минус второй мм.рт.ст обеспечит высочайший уровень теплоизоляции жидкого водорода.
К сожалению, этого понимания секретов теплопроводности лишены современные производители бытовых термосов, эффективность которых "сдувается" за год - два. А се потому, что зеркальные колбы термосов не заполнены слоями экрановакуумной изоляцией.
Да, к сожалению, больше всего удручает нетщательность при проведении эксперимента и неряшливость в обработке полученных данных.
Вставать на ходули - это значит искусственно преувеличивать малозначимый фактор или опираться на что-то неестественное, неосновательное.
В вашем случае "ходульным" является способ вычисления скорости струи на основании температуры газа в сосуде. Вполне очевидно, что причиной разгона газа в выхлопной струе является перепад давления. Именно разница давлений является той движущей силой, которая приводит газ в движение. Вы же умудрились исключить этот фактор при определении скорости струи (смотрите вашу таблицу). Разумеется, при повышении температуры скорость потока газа растет, но это не значит, что температура может рассматриваться как самостоятельный потенциал переноса. Соедините два сосуда, в которых газ имеет разную температуру и никакой серьезной струи вы не обнаружите.
Вы не правы в своем убеждении об однозначной связи температуры и давления газа. Понижение температуры газа наступает только при условии совершения газом работы. Именно этот момент демонстрирует опыт Гей-Люссака по расширении воздуха в пустоту.
В современной (энтальпийной) модели истечения газа разгон и торможение газового потока объясняются преобразованием внутренней (тепловой) энергии газа в кинетическую энергию. Так при истечении воздуха из баллона в атмосферу с перепадом давления более одного бара струя воздуха должна охлаждаться на 50 градусов (с 300К до 250К). На мой взгляд - это ошибочная и экспериментально неподтвержденная гипотеза. Не случайно в криогенной литературе нигде не упоминается такого рода холодильный эффект. Что же касается эффекта Джоуля-Томсона, то он заметно проявляется только при температурах газа, близких к температуре конденсации, что вы и наблюдаете при дросселировании пропано-бутановой смеси газов. При дросселировании воздуха при температуре в районе 300 К холодильный эффект дросселирования едва заметен (0,25 К на перепад давления в 1 бар).
В этом легко убедиться, замерив температуру сопла, через которое стравливается воздух. Вы это можете сделать на своем стенде, поддерживая постоянное давление в ресивере.
Если же вы будете стравливать воздух из баллона, не добавляя в него сжатый воздух из компрессора, то обнаружите ярко выраженное охлаждение вылетающей струи по мере падения давления воздуха в баллоне. Воздух, находящийся в баллоне, совершает работу по разгону струи и именно по этой причине охлаждается. Но на всём протяжении стравливания температура воздуха в струе и внутри баллона остаются одинаковыми. На этом эффекте основан холодильный цикл, именуемый "выхлопом".
В газовой термодинамике существуют постулаты, имеющие чисто теоретической обоснование. Модель истечения газа по Сен-Венану - один из таких канонов.
Но наивно предполагать, что сотрудники академических лабораторий все хором бросятся проверять сомнительные постулаты из-за чьих-то критических статей. Только реальная практическая польза в области прикладных инженерных технологий может заставить специалистов прислушаться к обоснованной критике.
Как об стенку горох...
Какие такие экспериментаторы в государственных лабораториях ?
Если у вас есть идеи усовершенствования инженерной расчетной модели истечения газа, то вперед с экспериментальными доказательствами.
Никто не будет менять не совсем адекватную энтальпийную модель на совсем уже неадекватную. Фантазии про истечении из отверстие с двухкратным превышением скорости звука и про охлаждение струи на 100 градусов при любом перепаде давления - это тяжелый неадекват.
Вы на каждом шагу демонстрируете дилетанский подход, в том числе и в отношении "вакуумных" истечений. От скуки на все руки....
Вы на одном вопросе сконцентрируйтесь и вникните в суть дела, и слезайте с ходулей поскорее.
Илья Монин, прошу извинить за ошибку в фамилии.
Беда в том, что большинство ваших предположений о параметрах воздушной струи (давление, плотность, температура) не имеют экспериментального подтверждения. Вы их "предполагаете", а не измеряете. При этом основные предположения явно противоречат практике, например скорость вылета воздушной струи у вас не зависит от перепада давления между ресивером и атмосферой. Явно алогичным представляется и одинаковое понижение температуры струи на 100 градусов при любых перепадах давления.
Ещё более сомнительным является очень большое превышение предполагаемой вами скорости струи (490 м/сек) над скоростью звука в воздухе при 200 К - 284 м/сек.
Пока вы не получите на своём стенде экспериментальные данные о температуре струи или данные о массовом расходе воздуха, все ваши предположения мало чего стоят.
Кстати, ваша гипотеза о разгоне газовой струи исключительно за счет тепловой энергии (энтальпии) самой струи полностью совпадает с гипотезой Сен-Венана, в её сегодняшнем понимании (газ в сопле разгоняется за счет убыли энтальпии). Но если в расчетах Сен-Венана прирост кинетической энергии струи действительно совпадает с убылью энтальпии, то в ваших таблицах прирост удельной кинетической энергии (в пересчете на килограмм массы) составляет 120 050 Дж, а убыль энтальпии dh= Cp*dT = 100 000 Дж. Откуда взялись "лишние" 20 050 Дж ?, и кто является их источником ?
Хорошо бы ещё исключить эжекционные эффекты на поверхности площадки весов, установив на весы слой пористого материала, например, рыхлого войлока толщиной 10-20 мм.
Сравнительная таблица результатов расчета истечения воздуха из отверстия.
Р0 -давление в ресивере, Т0 – температура в ресивере, r0 - плотность воздуха в ресивере, Р1- давление «приемника» 100000 Па,
r1- плотность воздуха в струе, Ркр – давление в струе, Tкр – температура струи, U – скорость струи, C – скорость звука при Т0,
S – сечение выходного отверстия, F – сила давления струи на площадку, G – массовый расход воздуха. N – мощность струи
Фиолетовый цвет - по И. Минину Красный цвет - по Сен-Венану
Советую обратить внимание на более чем двухкратное превышение мощности струи в сравнении с расчетной моделью Сен-Венана. Такую разницу трудно не заметить инженерам-практикам. Нужны весомые доказательства, Одного скоростного напора явно недостаточно.
Формулу Сен-Венана можно применять корректно, только с учётом введённого им понятия о критическом отношении давления:
Ркр/Рб = [2/(k–1)]k/(k–1) (при k = 1,4 Ркр/Рб = ψ*= 0,5283).
Главный вопрос теории истечения газа - это точное определение давления и плотности газа на срезе сопла. Незнание этого параметра лишает нас возможности адекватно составить баланс энергий.
До Сен-Венана на этот вопрос отвечали однозначно - давление на выходе из сопла равно давлению "приёмника". Другими словами, давление газа в выхлопной струе понижается до давления в той области, куда происходит истечение. Даниил Бернулли имел точно такую же точку зрения, применительно к сжимаемой и несжимаемой жидкости.
Но, если истечение газа происходит в вакуум, то тогда давление газа в струе должно стать равным нулю и плотность газа также окажется равной нулю. Стало быть, из сосуда со сжатым газом в окружающий его вакуум не сможет вытечь ни грама газа.
Получается явный парадокс.
Сен-Венан, как ему казалось, нашёл выход из этого парадокса.
Он предположил, что давление газа на срезе сопла падает не до давления "приёмника", а до такого давления, при котором весовой расход газа через сопло является максимальным (условие экстремума).
Он вообразил себе, что природа настолько мудра, что обеспечивает максимальный расход газа при его истечении через сопло.
Сен-Венан ничего не говорил про звуковой барьер истечения. Это уже потом его представление о критическом перепаде связали со звуковым барьером.
Илья, ну наконец-то адекватная реакция на замечания !
Часть явных нестыковок с физической реальностью устранена. Но этого мало. Вот вы критикуете академическую газодинамику за надуманные постулаты, которые никто не удосужился проверить на стендах. И это правильная позиция. Однако, это не дает вам право взамен чужих "коней в вакууме" заселять зоосад своими "конями в вакууме", созданными вашим богатым творческим воображением.
Для формирования адекватной газодинамической картины вам недостает объективных данных. Сила давления газовой струи на площадку весов - это хороший объективный параметр. Вам за это полагается медаль! Проблема лишь в том, что вы имеете дело с составным параметром (F = S*p*U^2), который не дает вам прямой информации о скорости и о плотности струи.
Нужен хотя бы еще один параметр, который позволит объективно судить и о скорости и о плотности газа. Ваша гипотеза о скорости струи, равной скорости теплового движения молекул - типичный "конь в вакууме".
Я признаю, что непосредственное измерение скорости тонкой газовой струи - сложная проблема. То же самое можно сказать и о плотности газа. Но можно пойти на хитрость.
Если научиться измерять массовый расход газа из ресивера, то в дополнение к уже имеющемуся "уравнению" - (F = S*p*U^2), добавится второе "уравнение" - (G = S*p*U).
Два уравнения при двух неизвестных решают задачу однозначного определения скорости струи: U = F/G. Далее легко определяется плотность газа в струе: p = G/(S*U).
Осталось найти способ простого измерения расход газа из ресивера. Я лично не знаю такого простого способа, но я знаю простой способ измерения расхода газа из баллона.
Если известен объем баллона, давление газа в баллоне и его температура, то на основании P1*V=m1*R*T, можно объективно судить о массе газа в баллоне. После короткого (1000мсек) стравливания газа из баллона и выравнивания температуры газа с температурой стенок баллона, можно точно рассчитать оставшуюся в баллоне массу газа через P2*V=m2RT. Разница этих двух масс дает нам объективную информацию о расходе газа.
Вот тогда можно будет реально избавиться, как от чужих, так и от своих "коней в вакууме".