Var får jag tag i kemikalier och utrustning? - Fråga Här!

2008-05-19, 23:12 #**5173**

Medlem

Reg: Apr 2002

Inlägg: 685

Ok, den enkla förklaringen till att utgångshastigheten kan vara högre än brinnhastigheten:
Tänk dig ett avsmalnande rör med tvärsnittsarean 2 i ena änden och arean 1 i andra. Genom detta går ett konstant flöde med vatten. Flödet ges av vattnets hastighet gånger arean och måste vara lika stort på båda sidor; in = ut. Således måste vattnets hastighet fördubblas för att uppfylla ovanstående påståenden.

Samma sak gäller i princip för gaser.

Citera

2008-05-19, 23:14 #**5174**

Medlem

Reg: Sep 2003

Inlägg: 5 211

Nej, Pyrodex är inte svartkrut i dess rätta bemärkelse, men används som du vet som ett substitut i svartkrutsvapen bl.a. för att dess egenskaper är extremt lika från batch till batch. Raketmotorerna från Estes innehåller inte heller "riktigt" svartkrut, även om de brukar kallas för svartkrutsmotorer.
Anledningen till att man uppnår såpass höga mynninngshastigheter är pelletsformen med hål i mitten. Då uppnår man ett mer konstant tryck eftersom förbränningen även sker inifrån och utåt med ökande förbränningsyta. Ett snabbt svartkrut i samma pelletsform bör fungera lika bra.

Citera

2008-05-20, 07:28 #**5175**

Medlem

Reg: Jan 2006

Inlägg: 2 388

Fördelen med Pyrodex är väl framför allt att det inte korroderar vapnen på samma sätt som svartkrut, eller?

Det jag menade med mitt påpekande är att även om Pyrodex "fungerar lika bra" som svartkrut så fungerar det inte på samma sätt och har med största sannolikhet inte exakt samma tryckberoende och därmed förmodligen inte samma brinnhastighetsbegränsning.

Citera

2008-05-20, 08:56 #**5176**

Medlem

Reg: Jan 2006

Inlägg: 2 388

Angående vad Pyrodex är så infogar jag ett bra inlägg från rec.pyrotechnics av Mike Swisher:

Citat:

The patents are almost useless in telling what Pyrodex contains, since they cover so many potential combinations. Some years ago Brewster Hodgdon attempted to peddle the fines and irregular granulations that he could not sell the firearms users, to the fireworks industry. He was quite generous with samples and even (as I recall) sponsored a prize for the best item using it at one of the PGI convention, which I think Tom Dewille won. However, when I asked Mr. Hodgdon what was in Pyrodex, he was very coy about it.

The consensus is that it contains potassium perchlorate, but not a lot. If it had very much, we would be hearing more complaints of bore corrosion from the small arms users. Such as they are, these are comparatively muted and mainly from the very serious BP silhouette and Schützen crowd who do a great deal of shooting, rather than the once-a-year deer hunters. The powder contains saltpetre and charcoal in about the usual black powder proportions, with the balance made up of a very little sulphur, some organic salt like a benzoate, and a carbohydrate binder. It appears to be granulated like polverone - the grains aren't very dense as compared to real black powder.

Pyrodex requires better obturation to function properly than does black powder. Probably the best performance is achieved in breechloading cartridge or muzzleloading in-line percussion arms. Flintlocks and other weapons having ignition via an open touch-hole at the breech do not work well with it.

The main virtue of Pyrodex appears to me to be that its makers managed to convince the regulatory authorities to treat it like a smokeless powder (although it isn't one) rather than like black powder. Consequently it isn't considered an explosive and doesn't require an ATF explosives dealer's license, magazine storage, or recordkeeping on the part of the retailer, and can be shipped under DOT regs as a flammable solid. I have noted that almost all sporting goods stores that carry anything related to muzzleloading, so-called "black powder" shooting, stock Pyrodex - most often the pelleted variety. Very few carry real black powder, because they don't want to contend with the regulatory requirements.

Hela tråden är här: http://groups.google.se/group/rec.pyrotechnics/browse_frm/thread/8ee8b9f8057f82a7/5859096c34015ac5?hl=sv&lnk=gst&q=Pyrodex#5859096c3 4015ac5

Citera

2008-05-20, 19:41 #**5177**

Medlem

Reg: Mar 2005

Inlägg: 561

Efter att ha funderat, och googlat en del, är jag faktiskt benägen att ge Kokis rätt i att den maximala utgångshastigheten hos ett svartkrutsvapen är ungefär lika stor som den maximala förbränningshastigheten hos krutet.

Detta beror inte på att det är förbränningshastigheten (eller rättare sagt flammspridningshastigheten, vilket är det som avses om man påstår att svartkrut brinner med 400 m/s) som begränsar utgångshastigheten, utan på att både flammspridningshastigheten, och utgångshastigheten begränsas av ljudhastigheten i krutgaserna under rådande tryck och temperatur.

Jag har inte läst just strömningslära, men såvitt jag har förstått kan en gas som accelereras av tryck inte nå en högre hastighet än ljudhastigheten under aktuella förhållanden. Ett undantag är om gasen passerar genom en dysa med först en konvergerande, och sedan divergerande del, där gasen får expandera fritt. Se exempelvis följande länk:

http://www4.tsl.uu.se/isv/termo2008/repetition3.pdf

När flammfronten sprids genom svartkrut under inneslutning sker det genom het gas som strömmar mellan kornen, och som inte kan accelereras till mer än ljudhastigheten.

När krutgaserna expanderar i ett eldrör och driver kulan framför sig kan de inte heller komma upp i högre hastighet än ljudhastigheten, och kulan kan inte komma upp i högre hastighet än gaserna, eftersom den då skulle åka ifrån dessa, och inte längre påverkas av trycket från dem.

Detta gäller naturligtvis inte bara för svartkrutsvapen, utan även andra eldvapen, och sätter en övre gräns för utgångshastigheten på sådana på ungefär 2 km/s. Att andra krutsorter kan ge högre maximala hastigheter än svartkrut beror på att de har högre förbränningstemperatur, och lättare gaser, vilket ger högre ljudhastighet.

Även kanoner som drivs av hårt komprimerad gas lider av samma begränsningar, men genom att välja en lämplig gas med hög ljudhastighet, som väte eller helium, kan högre hastigheter uppnås. Se länk nedan för en studie av en gaskanon som sägs kunna ge lätta projektiler utgångshastigheter på upp till 4 km/s:

http://dspace.dsto.defence.gov.au/dspace/bitstream/1947/4048/1/DSTO-TR-1092%20PR.pdf

Mvh,
Kaj

Citera

2008-05-20, 20:48 #**5178**

Medlem

Reg: Apr 2002

Inlägg: 685

Jag har faktiskt läst en del strömningslära maskerat som kemiteknik. Där behandlas dock inte hastigheter som ens närmar sig ljudets hastighet och jag kan inte minnas att det nämns i vår litteratur heller. Vi arbetar dessutom främst med vätskeflöden.

Även om ljudets hastighet är begränsande så bör det dock betänkas att ljudets hastighet ökar vid högre temperaturer. Vid t ex 1500K är ljudhastigheten i koldioxid 630m/s. Nu vet jag inte vilken temperatur krutgaserna håller, men 1500K verkar rimligt, samt att använda koldioxid som representativ gas för sammansättningen.

Citera

2008-05-20, 22:33 #**5179**

Medlem

Reg: Mar 2005

Inlägg: 561

Man får dock inte glömma bort att cirka 50% av svartkrutets förbränningsprodukter utgörs av fasta eller flytande ämnen som i form av små partiklar är blandade med gasen. Fasta och flytande ämnen har ju mycket högre densitet än gaser, så blandningens densitet kommer att vara bortemot dubbelt så hög som densiteten för koldioxid under aktuella förhållanden.

Vilken effekt detta får kan jag inte ge något säkert svar på, men då ljudhastigheten är lägre för gaser med hög densitet, gissar jag att ljudhastigheten för blandningen är lägre än för ren koldioxid. Så en ljudhastighet på 400 m/s i förbränningsprodukterna från svartkrut låter inte helt orimlig.

Mvh,
Kaj

Citera

2008-05-20, 23:02 #**5180**

Medlem

Reg: Jan 2006

Inlägg: 2 388

Mycket intressant Kaj!

Men, jag hänger inte med när det gäller ljudhastigheten. I fasta material och vätskor ökar väl ljudets hastighet med densiteten, menar du att det skulle vara tvärtom igaser?

Citera

2008-05-20, 23:19 #**5181**

Medlem

Reg: Nov 2007

Inlägg: 1 728

Citat:

Ursprungligen postat av Crazy Swede

Mycket intressant Kaj!

Men, jag hänger inte med när det gäller ljudhastigheten. I fasta material och vätskor ökar väl ljudets hastighet med densiteten, menar du att det skulle vara tvärtom igaser?

Jag tycker också det verkar konstigt. Desta högre densitet desto lättare färdas ljudet. Har aldrig hört dig ha fel kaj så jag vågar inte ifrågasätta det helt men du skulle ju kunna kolal upp det

Citera

2008-05-20, 23:37 #**5182**

Medlem

Reg: Mar 2005

Inlägg: 561

Saxat från Wikipedia:

The speed of sound is variable and depends mainly on the temperature and the properties of the substance through of which the wave is traveling. For example, in low molecular weight gases, such as helium, sound propagates faster compared to heavier gases, such as xenon. In a given ideal gas the sound speed depends only on its temperature. At a constant temperature, the ideal gas pressure has no effect on the speed of sound, because pressure and density (also proportional to pressure) have equal but opposite effects on the speed of sound, and the two contributions cancel out exactly. In non-ideal gases, such as a van der Waals gas, the proportionality is not exact, and there is a slight dependence on the gas pressure, even at a constant temperature. Humidity also has a small, but measurable effect on sound speed (increase of about 0.1%-0.6%), because some oxygen and nitrogen molecules of the air are replaced by the lighter molecules of water.

http://en.wikipedia.org/wiki/Velocity_of_sound

Mvh,
Kaj

Citera

2008-05-20, 23:39 #**5183**

Medlem

Reg: Apr 2002

Inlägg: 685

Ljudets hastighet har endast ett indirekt beroende av gasens densitet. Det är tryck och molvikt (partikelvikt) som har betydelse för hastigheten (utöver temperatur). En högre densitet kan ge såväl lägre som högre ljudhastighet beroende på hur den har uppkommit.

Högre molvikt har en negativ effekt på ljudhastigheten eftersom molekylernas hastighet då är lägre.

Högt tryck påverkar förvisso inte molekylernas hastighet, men påverkar rimligen ändå hastigheten positivt vilket borde vara särskilt tydligt vid extrema tryck eftersom gaser då övergår till fluid vid isoterm kompression. Det finns inga ideala gaser.

Jag är dock skeptisk till att diverse metalloxider och andra fasta förbränningsprodukter av krut ska sänka ljudets hastighet särskilt mycket. Anledningen till detta är att jag tror att deras partikelvikt är så pass hög att deras antal blir tämligen litet relativt de "riktiga" gasmolekylerna. Om man tänker sig att de fasta partiklarna väger en miljon gånger så mycket som en koldioxidmolekyl så innebär det att det går av storleksordningen en miljon gasmolekyler på varje fast partikel. Det är lätt att inse att deras effekt på ljudets hastighet inte blir särskilt stor.

Citera

2008-05-21, 00:19 #**5184**

Medlem

Reg: Mar 2005

Inlägg: 561

I det här fallet pratar vi ju om ljudhastigheten i form av den högsta hastighet som gasen kan accelereras till av sitt eget tryck. De fasta partiklarna kommer att följa med då gasen accelererar, och det är därför rimligt att anta att deras massa måste tas i beaktande.

Se exempelvis nedanstående länk, sid 153:

http://rainbow.ifs.tohoku.ac.jp/~iswi/ISISW/ISISWgelfand.pdf

For the gaseous acceptor along with the trivial way of increasing density due to pressure
rise, there is another prospective method of replacing the gas by two-phase mixtures: gas
+ droplets (mist or spray), gas + solid particles (dust). At a volumetric concentration of
the condensed phase in a two-phase mixture σ = 4/3πρpr3N = NV , the total density is
ρΣ = ρg+σ = ρg(1+η). Here: ρp - is the density of the particles, N - the number of particles
per unit volume, η = σ/ρg - the loading parameter, r - the radius of spherical particles, V
- the volume of non-spherical particles. In mist/spray or dust systems, the volume fraction
of the condensed phase ε can be neglected. The foam is practically important for two-phase
system where ε << 1. For dust suspensions η ≤ 1 and for foams 10 ≤ η ≤ 100
The addition of the second phase to the gas phase is accompanied by a reduction of the
equilibrium sound speed. Attaining the equilibrium sound speed means the equalizing of the
temperatures and velocities of the diﬀerent phases involved in the relaxation processes. So
the dust, mist or foam could be considered as an equivalent gas [40] with density ρΣ, sound
speed A2e
= ΓP1ρ−1
Σ and heat capacities ratio Γ = γg(1+ηδ)(1+ηδγg)−1. Here γg = c/cp, c
- is the heat capacity of particles, cp, cv - are the speciﬁc heat capacities of gas at constant
pressure and constant volume.

(Inklippt text något vanställd då vissa formler inte visas korrekt)

Mvh,
Kaj

Citera

Var får jag tag i kemikalier och utrustning? - Fråga Här!

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Skapa ett konto

Logga in