"Околпачивание" МП

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Не так все просто оказалось, - всунул дымход в топку и получил колпак...) Это то, о чем я где то Вам писал.

Понял. Спишусь, созвонюсь сегодня с пользователями, может выцыганю печку у того кому не к спеху.
А их есть, - обычно печку купят, успокаиваються, и ...саму баню потом потихоньку годами строят...)

 

В банном сообществе принято обращение на ты, по принципу что в бане генералов нет и все люди братья (и сёстры ), по этому обращение на ты говорит только о отм, что я вижу в тебе банного человека а не так - мимо проходил, хочешь дистанцию, нет проблем.

Вообще-то нет, но аргументы были приведены именно из этого раздела учебника и человек их не услышал пришлось отправить к первоисточнику.

Потому что этого вполне достаточно для вывода на качественном уровне.
Можно конечно составить зависимость изменеия плотности ДГ от температуры и зависимость скрости остывания ДГ по ходу трубы, потом всё это проинтегрировать, но неужели без этого невозможно ответить в какой половине дымохода ДГ будут тяжелее? Если уж хочется получить численное значение, то можно измерить температуру ДГ в трёх точках: на входе в дымоход, в верхней средней точке и внизу на выходе и вычислить среднеарифметическое для обоих колен, результат будет тот же.
В прямом дымоходе тяга образуется за счёт разности веса столба воздуха внутри и снаружи дымохода
холодный более тяжёлый воздух постоянно выдавливает более лёгкий горячий "затекая" снизу
Для перевёрнутой U-образной трубы разницы высот нет и соответственно нет разницы в давлении на входе и на выходе, по этому там фактором тяги является именно разница веса ДГ в правом и в левом колене.

Что и требовалось доказать.
У меня нет и небыло ни какого желания тебя обижать. Никто не может знать всё и всё учитывать, но анализировать приводимые аргументы всё же надо внимательней. Я точно так же могу делать выводы из ошибочных посылов и соответственно получать неверный результат, но если вижу аргументированные возражения вполне могу признать ошибку и изменить точку зрения, это совершенно норамльная ситуация, только человеческие амбиции и претензия на всёзнайство превращают нормальную дискуссию в базар.
В общем резюме, что бы к этому не возвращаться, из темы я уходить не собираюсь, поскольку она мне весьма интересна и результаты от тебя как от независимого и адекватного экспериментатора однозначно вызывают доверие, ну а как мне с тобой общаться нежно и бережно щадя ранимую психику или по простому, как с близким по духу адекватным мужиком, решай сам. Как скажешь так и будет.

 

Ну вот с этим Вы согласились.(возьмём это как аксиому)
Обойдусь пока без формул и рисунков, их в теме предостаточно.
Выводы свои я сделал интуитивно
Описываю логику своих рассуждений:
1. В восходящей трубе газы горячие и пытаются всплыть в более холодном воздухе= выталкиваются холодным воздухом вверх.
2. Если бы не было нисходящей трубы, газы беспрепятственно летели бы дальше вверх до тех пор, пока плотность газа не сравнится с плотностью воздуха.
3. Меняем естественное истечение газов, присоединив нисходящую трубу.
В первоначальный момент вся нисходящая труба заполнена холодным воздухом и чтобы его протолкнуть нужна какая-то сила. Этой силой является сила восходящих горячих газов.
4. В нисходящей трубе газы уплотняются, плотность их повышается...
но в любом случае плотность дыма не будет больше плотности более холодного воздуха.
Вот зависимость плотностей:
Плотность дыма=Плотность возд. Х Твозд./ Т дыма.
5. Если плотность дыма меньше, то он будет "всплывать" в более холодном воздухе, а не падать вниз (как предположили Вы).

6. Доказал вывод практически: протопил свою "буржуйку", присоединил нисходящую трубу, дождался дыма снизу, снял заполненную дымом трубу. Вертел трубу как угодно - дым однозначно шёл из верхнего конца.
Так что принцип сифона сюда не подходит.

 

Я с этого и начал

Абсолютно напрасно, потому что пока прикидываешь, как изобразить свои мысли в картинках можно гораздо больше понять, да и разговор на пальцах может далеко завести от истины.

вот уже заложена мина под всё дальнейшее рассуждение потому что не определён источник движущей силы для ДГ. Сказать то можно и так и так, а что же является источником силы для движения, ведь сила земного притяжения тянет в низ и горячие и холодные газы?
Придётся перерисовать картинку для прямой тяги, так чтобы не оставалось вопросов и разночтений.

Что здесь является источником движущей силы?

Вот тут не понял, что ты имеешь ввиду, толи то, что плотность воздуха в атмосфере меняется с высотой? Но и плотность ДГ меняется по томуже закону. Или ты имеешь ввиду остывание ДГ в трубе? Тогда да, эффект усиления тяги по мере удлиннения трубы работает только до тех пор пока ДГ не остынут до тепературы окружающего воздуха дальнейшее увеличение высоты трубы будет только мешать, поскольку увеличит газодинамическое сопротивление потоку за счёт трения и завихрений у стенок трубы.
Но собственно это частности только отвлекающие нас от сути явления, а суть состоит в том, что в поле тяготения Земли тянет или толкает у нас то, что тяжелее. Когда мы это забываем тогда и начинаются всякие непонятки.

Если это из области инерции, то надо переходить к газодинамике, в смысле инерции газового потока, но это уже разговор из другой оперы. Восходящей силы горячих газов в природе не существует, есть результирующая сила.
Можно так же детально рассмотреть явления происходящие в процессе растопки, а они достаочно полезны в практическом плане, но думаю не в этом посте.

по описанию не понятно, так что давай с фотографиями, или эскизами. Поскольку твои постулаты как я показал несколько расходятся с физикой, то думаю ты также не строго и интерпретируешь наблюдаемые явления с точки зрения движущих сил.

 

@pn2, .
Надеялся, что предыдущим постом всё разъяснил - ан-нет!
Подойдём с другой позиции, используя эскизы и формулы.
Вернёмся к истокам, т. е. к обозначенной Вами физике 7-го класса.
Вспоминаем закон Архимеда: на всякое тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной телом среды.

На эскизе

представлены силы, действующие на дымовые газы в восходящем и нисходящем дымоходах:

Fa1 - сила Архимеда для восходящих газов
Fa2 - сила Архимеда для нисходящих газов
Fт1 – сила тяжести восходящих газов
Fт2 – сила тяжести нисходящих газов
Fп1 – результирующая (подъёмная) сила в восходящем дымоходе
Fп2 – результирующая (подъёмная) сила в нисходящем дымоходе.
(Размер стрелок пропорционален величине действующих сил)

Для наглядности и расчётов привяжемся к реальным цифрам.
Плотность воздуха при Т=20⁰С ρвозд= 1,2 кг/ м³
Плотность дыма считаем по формуле:

ρдыма= ρвозд* (273+ Твозд. гр. С)/(273+ Тдыма гр. С)

А кому лень, то сюда: thermalinfo. ru/publ/gazy/gazovye_smesi/teploprovodnosti_i_svojstva_dymovykh_gazov/28-1-0-33
Там, как в Греции… J.

Восходящий дымоход:
длина Hв= 2м
диаметр дымохода D=0.11м
температура газов Тв=300⁰С (на самом деле несколько больше)
плотность дыма для Тв=300⁰С ρв=0.6 кг/ м³ (реально поменьше)
Объём газов в восходящем дымоходе Vв=3,14 * D²/4 *Нв = 0.0095*2= 0.019м³
Fa1 = g*ρвозд*Vв= 9.8 * 1.2 * 0.019 = 0.22Н
Fт1= g*ρв*Vв= 9.8 * 0.6 * 0.019 = 0.11Н
Fп1 = Fa1 - Fт1 = 0.11Н

Нисходящий дымоход:
длина Нн = 3м
температура газов Тн=80⁰С (на самом деле несколько меньше)
плотность дыма для Тв=80⁰С ρн=1.0/ м³ (реально побольше)
Объём газов в нисходящем дымоходе Vн=3,14 * D²/4 *Нн = 0.0095*3= 0.0285м³
Fa2 = g*ρвозд*Vн= 9.8 * 1.2 * 0.0285 = 0.33Н
Fт2= g*ρн*Vн= 9.8 * 1.0 * 0.0285 = 0.28Н
Fп2 = Fa2 – Fт2 = 0.05Н

Fп1 > Fп2 → силы, действующие в восходящей части дымохода больше, чем в нисходящей, следовательно ни о каком сифонном эффекте в данной ситуации речи быть не может.

Закон Паскаля – да, работает.

P. S. А сифончик я всё же оглядел, но не во внешнем дымоходе...

 

Вынужден огорчить, сила Архимеда не является самостоятельной силой, а является результирующей двух сил

http://ru.wikipedia.org/wiki/Закон_Архимеда
Как только ты разложишь силу Архимеда по давлениям и плотности ты придёшь к указанным мною картинкам и выводам.

Фокус в том, что для твоей схемы PА=PБ и сила Архимеда равна нулю (проверь по формуле) и отсюда все остальные рассуждения идут фтопку. Остаётся только разность масс в левом и правом колене и сила земного тяготения.

 

огромное спасибо за ссылку, везде искал данные по силумину не мог найти.
Отмечу ещё несколько ошибок, что бы не растягивать эту в сущности побочную тему до бесконечности.
Я частично сам ввёл тебя в заблуждения использовав в своих примерах для упрощения и наглядности массу, для случая труб одинакового сечения это ничего не меняет, но на самом деле газ это не твёрдое тело, там улетающая вверх молекула газа не тянет за собой весь кирпич объём из которого она улетела, а всего лишь освобождает место для других молекул, по этому если строго, то оперировать надо плотностями как удельными величинами.
Далее высота дымохода в печи считается от уровня колосника и сравнивать имеет смысл равные колена, что бы исключить влияние других факторов. Самое забавное, что если воспользоваться твоим вариантом, когда вход в восходящее колено выше чем нисходящее то PА окажется меньше чем PБ поскольку средняя плотность ДГ меньше чем плотность холодного воздуха, то Архимедова сила будет действовать против тяги, котрую будет обеспечивать именно эффект сифона. С точки зрения бытовой логики парадоксально, а с точки зрения физики абсолютно закономерно.
Кстати именно это и произошло в твоём опыте, когда ты заполнил опускное колено дымохода ДГ, а затем отсоединил его и начал крутить, меняя высоту противопроложных концов, дым исправно шёл вверх выдавливаемый с того конца который оказаля ниже.

 

Грущу... сквозь, но физика за 7-й класс к этому относится иначе:

Заметьте, со всех сторон - это, увы, не две силы, а несколько больше.
Как-то мы забуксовали.
Может дело в определении сифонного эффекта?
Надеюсь, понятно, что он никак не связан с сантехническим сифоном (это просто гидрозатвор + эффект сообщающихся сосудов), а также с сифоном для газирования воды.

В википедии написано следующее:
Сифон (от др.-греч.σίφων «трубка; насос») — изогнутая трубка с коленами разной длины, по которой жидкость поступает из сосуда с более высоким уровнем в сосуд с более низким уровнем жидкости. Для обеспечения работоспособности сифон необходимо предварительно заполнить жидкостью.

Сифон для газов у Перельмана выглядит следующим образом:


От себя добавлю ещё одну картинку:


Всё указанное никак не противоречит моим понятиям о сифоне и его эффекте.
Что имеем в нашем случае:

Для простоты восприятия горячий воздух заключил в невесомые шары.
Рис. 1. Шарик с горячим воздухом запускаем в пустую трубу, он долетает до верхней точки.
Рис. 2. Добавляем несколько шариков, условно считая, что они не остыли (пока).
Шарики равномерно распределяются в левом и правом колене. При этом подъёмные силы в левых и правых шариков равны. (Аналогия сообщающихся сосудов для жидкости, только перевёрнутая вверх ногами)
Рис. 3. За счёт остывания шариков в правом колене левые шарики выдавливаются в правое колено.
Рис. 4 Добавили N шариков, при этом 1-ый выдавился из правого колена, и если он легче окружающего воздуха, то полетит вверх.
Прекращаем подачу шариков в левое колено...
По сифонному эффекту шарики правого колена (синие) должны продолжать вылетать через нижний конец и вытянуть за собой какую-то часть красных. Но этого не произойдёт.
Как Вы думаете, почему?

P. S В выходные с приятелем обсуждали эту тему.
Он к. ф-м.н.
Два листа формул, вспомнили и Бернулли и Торичелли и старика Ньютона...
До истины не докопались.

Наверно с сифонами пора заканчивать, по крайней мере в этой теме.
Доводов я привёл предостаточно.
Хотя видимо прав Ю. М. Хошев:
"Ни один любитель бань не любит признаваться, что он не прав,
но ещё больше он не любит, когда правы другие" (Теория бань)

 

Как ты любишь всё усложнить, потом сам себя этим запутать. Я не случайно привёл самы простой и очевидный вариант.
Форма предмета и колличество сил на него действующих ни как не изменяют причину вызывающую появление выталкивающей силы, а она возникает благодаря разности гидростатических давлений подчёркнуто красным. Просто для прямоугольного тела величину этой силы можно посчитать простейшей формулой подчёркнуто синим, а для тела сложной формы надо взять двойной интеграл но при этом направление действия силы ни как не изменится потому что ни как не изменяется причина появления этой силы.
Может быть тебе будет легче понять если ты вспомнишь, что в формулировке закона Архимеда отсутствует форма предмета погружённого в жидкость, а согласно легенде сам Архимед воспользовался собственной эврикой для определния предмета весьма сложной формы - золотой короны плотность которой ему поручили определить поскольку возникли сомнения в честности её изготовителя.
По этому если нет разницы гидростатических давлений нет и ни подъёмной, ни выталкивающей силы, остаётся только разность плотностей в холодном и горячем колене.
И в том и в другом и в третьем случае разницы гидростатических (атмосферных) давлений нет.

По этому нет и Архимедовой силы. Остаётся только разность плотности газа в правом и левом колене в поле земного тяготения.

 

@pn2, -весьма познавательно- но колпак и канал -вещи разные.

 

Ну это нас от основной темы в сторону увело.
По поводу колпака, формально по ходу ДГ соглашусь, но практическито исполнение весьма неудачное в абсолютном большинстве случаев топка и колпак выполняются в разных объёмах

Результат такого исполнения с размещением дымохода в центре топки мы это видим вот в этом случае.

Пока труба опущенная внутрь топки была относительно короткая ДГ на стенках буржуйки заметно остывать не успевали и всё нормально крутилось, как только трубу опустили ниже, ДГ стали успевать заметно остыть и лететь вверх в дымоход стали отказываться. Вспомним что в рассматриваемой печи мы имеем дело с рубашкой заполненой водой и ДГ остывают намного быстрее чем на стенках имитирующей её буржуйки граничащих с воздухом.

 

Да-а-а! Не умеем мы видеть за деревьями лес!
А на рисунках с шариками всё прозрачно
И я пока останусь при своём мнении.
Оставим в покое Архимеда с его сифоном.
Если хотите продолжить с привлечением научного совета форума, то лучше это сделать в курилке.

Дымоход не совсем в центре, он смещён к одно из стенок

Вероятно поддымливание было из-за плохой герметизации дверки топки (щель около 2мм), да и внутренний дымоход был наращен без герметизации (труба в трубу с щелью порядка 1мм)

Некоторое время назад Василий комментировал:

Я склоняюсь к этой точке зрения.
Подтвердить это практически пока не могу - нет нержавеющего дымохода.
Но тенденции и наблюдения позволяют сделать этот вывод, а именно:
на фото температура крышки печи с приваренным к нему внутренним дымоходом более 330гр.С (пирометр в "зашкале").
В начале внешнего дымохода (до поворота) температура 280гр.С. Это обусловлено плохим контактом внутреннего и внешнего дымоходов (зазор между трубами около 1мм).
В середине температура уже 140гр.С, а на выходе аж 70гр.С
При этом труба чёрная с толщиной стенок 2-3мм, нержа была бы холодней.
Ну а разница с первым экспериментом (вертикальная труба) говорит о том, что тяга в этом случае (труба чуть ниже горизонтального положения) намного ниже. Это видно по обильным клубам дыма из-за нехватки кислорода.

 

Феноминально и восхитительно. Ты меня точно не разыгрываешь?
На рисунках с шариками действительно всё прозрачно

Сделай доброе дело просвети меня за счёт какой силы левые шарики выдавливаются в правое колено
Нарисуй мне эту силу, успокой мятущуюся душу.

Я имел ввиду не твою модель а обсуждаемый прототип. То, что несмотря на смещение дымохода кзади всё равно осталось поддымливание говорит лишь о том, что с прототипом дела будут ещё хуже.

На верхние щели я для себя сразу сделал скидку, хотя при хорошей тяге и через них дым бы не пошёл, но это не суть, я обратил внимание на то, что поддымливать стало и через нижнюю дверцу.

Я всегда читаю комментарии Василия в немом восхищении, это же надо так виртуозно обращаться с логикой (про цифры я вообще молчу)
Если во внутреннем колене что-то дожигается то это значит, что оно там горит. Ты не задумывался, какая температура у огня и насколько это сочетается с утверждениями о холодных дымовых газах на выходе из печи? Что же на самом деле, его печка немножко беременна или немножко бесплодна?
По поводу теплоёмкости дымовых газов должен заметить, что пары воды в них никуда не деваются, а по поводу роли сажи и прочих твёрдых частиц в теплоёмкости ДГ предлагаю тебе сравнить резуьтаты первого эксперимента с высокой вертикально дымовой трубой где ясно видно отсутствие несгоревших частиц (дым прозрачный) и цифры на горизонтальной трубе с обильно коптящим дымом. В первом случае дымоход по сравнению с первой зафиксированной точкой измерения остыл на выходе на 130 градусов, а в случае горизонтального колена аж на 210 градусов.
Причина разной скорости остывания разумеется в другом, я просто хочу продемонстрировать размер той мухи величины изменения теплоёмкости из которой Василий сумел получить такого роскошного слона такое убедительное обоснование.

 

Вот же написано

И физика за 7-ой класс уточняет:

 

На странице 3 расчёты.Процесс горения печи.docx