Alberto José Postado Agosto 4, 2014 Share Postado Agosto 4, 2014 (editado) Este tópico foi baseado no livro The Airgun From Trigger To Muzzle escrito por Cardew, G.V. et all; 1976 http://carabinasdear.com.br/caforum/index.php/topic/9487-the-airgun-from-trigger-to-muzzle-traducao-parte-i/ Uma vez concluída a confecção do dispositivo para medir a força de compressão de gás ram e molas helicoidais, finalmente vamos utilizá-lo para confrontar a energia potencial elástica na mola comprimida e também no Gás RAM versus a energia cinética liberada na boca do cano. Nota do autor: embora a metodologia de cálculo tenha respaldo nas leis da física, os valores aqui obtidos não são absolutos pois contém uma série de incertezas e imprecisões nas medidas visto que foram obtidos com o uso de um dispositivo caseiro. Detalhes construtivos do dispositivo podem ser vistos no seguinte tópico: http://carabinasdear.com.br/caforum/index.php/topic/9723-dispositivo-para-medir-a-forca-de-compressao-de-gas-ram-e-molas/?do=findComment&comment=162396 Para o teste inicial, escolhemos a mola helicoidal da carabina BAM XS B19-14 que foi utilizada em duas carabinas BAm XS B19-14, no mini review no tópico abaixo: http://carabinasdear.com.br/caforum/index.php/topic/9688-bam-xs-b19-14-45mm-mola-helicoidal-x-tunning-mini-review-e-testes/ A primeira BAM XS B19-14 adquirida em 13/02/2013 na CABANA Sport está com as seguintes modificações: - polimento da câmara de compressão com lixa d'água 1200 - polimento do cilindro no trecho do rasgo de encaixe da sapata da biela, até o final - pintura do cilindro no no trecho do rasgo de encaixe da sapata da biela, até o final, com verniz anti-atrito Molykote D-321R Spray - "cone de forçamento" na culatra com bisel de 45º - "lead-in" e "lead-out" do "transfer port" ligeiramente retificados em ângulo de bisel de 45º Com a mola original, com poucos tiros, a energia cinética ficou em 22 Joules aproximadamente. A segunda BAM XS B19-14 adquirida em 08/07/2014 na DIspropil Extreme será mantida original, apenas limpeza para retirada do excesso da lubrificação original e uso de pasta G na bucha, no êmbolo e no cilindro e Molykote BR2 plus na mola helicoidal, "top hat" e guia de mola traseiro. Com a mola original, com poucos tiros, a energia cinética ficou em 21 Joules aproximadamente. A mola helicoidal original da BAM XS B19-14 em questão possui 254 mm de comprimento 36 elos com arame de 3,1 mm de diâmetro. Diâmetro externo de 18,7 mm e diâmetro interno de 12,5 mm O primeiro passo é medir a compressão final e a pré compressão da mola helicoidal. Medida da compressão final A medida da compressão final da mola helicoidal corresponde ao curso do êmbolo Posição do êmbolo com a carabina desengatilhada Posição do êmbolo com a carabina engatilhada Medida da compressão final resultou em 96 mm Medida da pré compressão A medida da pré compressão resultou em 40 mm Antes de começar a medir a força necessária para comprimir a mola, temos que obter os pesos a serem descontados no valor observado. Peso da sapata de compressão 458 gramas Peso do Top Hat 30 gramas Peso do "guia de mola" 49 gramas Peso do "cilindro" de PVC 95 gramas Peso da mola helicoidal 105 gramas Peso Total a ser debitado 737 gramas (0,737 kgf) Abaixo a curva de compressão não corrigida para a mola helicoidal da BAM XS B19-14 em função do número de voltas Curva de compressão não corrigida para a mola helicoidal da BAM XS B19-14 em função do deslocamento em mm. Os valores em azul e vermelho correspondem a pré compressão e a compressão útil (40 + 96) e foram obtidos através da equação da reta ajustada à curva y = 0,6954 x - 18,2863 onde x corresponde ao deslocamento em mm ao comprimir a mola e y a Força em kgf. Curva de Resposta da Balança WiSO A partir da equação da curva ajustada, temos condições de calcular a deflexão da balança para a força aplicada em cada passo. Isto posto, temos a tabela abaixo: Falta agora descontar os 0,737 kgf no valor registrado pela balança, em cada observação, o que nos fornece a seguinte tabela e curva corrigida Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft) Os valores em azul e vermelho correspondem a pré compressão (0,1312 ft) e a compressão final (0,4462 ft) e foram obtidos através da equação da reta ajustada à curva y = 476,09 x - 42,62 onde x corresponde ao deslocamento em pés ao comprimir a mola e y a Força em libras força. Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir a mola e também a Energia Potencial Elástica da Mola Helicoidal. Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,1312 ; 19,9) e (0,4462 ; 169,8) A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura. - altura = (0,4462 - 0,1312) - base média = (169,8 + 19,9) /2 Energia potencial = 29,9 ft . lbf ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia Energia potencial = 40,5 Joules Vamos agora calcular a Eficiência das duas Carabinas BAM XS B19-14 com a mola helicoidal. A primeira BAM XS B19-14 adquirida em 13/02/2013, cujos testes realizados com o cronógrafo, resultaram que a Energia Cinética na boca do cano foi de 22 Joules. Assim a Eficiência será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 21 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,5 Joules Eficiência (%) = (22 / 40,5) x 100 = 54,3 % A segunda BAM XS B19-14 adquirida em 08/07/2014, cujos testes realizados com o cronógrafo, resultaram que a Energia Cinética na boca do cano foi de 21 Joules. Assim a Eficiência será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 21 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,5 Joules Eficiência (%) = (21 / 40,5) x 100 = 51,9 % Vamos submeter ao mesmo procedimento, o Gás RAM 7446 45 kgf da Elite Airguns (usado com mais de 4000 tiros) instalado com Kit PA cuja Energia Cinética resultou em 14 Joules no modo normal (haste dentro do êmbolo) e 16 Joules (câmara dentro do êmbolo) http://carabinasdear.com.br/caforum/index.php/topic/9688-bam-xs-b19-14-45mm-mola-helicoidal-x-tunning-mini-review-e-testes/?hl=%2Bbam+%2Bb19+%2Bmini Medida da pré compressão GR instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) pré compressão de 6mm Medida da pré compressão GR instalado de modo normal (haste dentro do êmbolo) pré compressão de 5mm A medida da compressão final é característica da carabina e também do êmbolo utilizado e corresponde ao ser curso, neste caso, um PA Elite Airguns com bucha de PU aberta (vermelha) A medida da compressão final resultou em 98 mm para o PA utilizado Peso debitado do valor registrado pela balança WiSO durante os passos de compressão Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7446 usado com mais de 4000 tiros Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft) Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR. Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0164 ; 94,8) e (0,3379 ; 122,9) A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura. - altura = (0,3379 - 0,0164) - base média = (122,9 + 94,8) /2 Energia potencial = 35,0 ft . lbf ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia Energia potencial = 47,5 Joules Vamos agora calcular a Eficiência da Carabina BAM XS B19-14 com o GR 7446 . O teste da BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (17/07/2014). Gás RAM instalado de modo normal (haste dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 13,95 Joules Assim a Eficiência com a haste dentro do êmbolo será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 13,95 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 47,5 Joules Eficiência (%) = (13,95 / 47,5) x 100 = 29,4 % O teste da BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (16/07/2014). Gás RAM instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 15,85 Joules Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 15,85 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 47,6 Joules Eficiência (%) = (15,85 / 47,6) x 100 = 33 % Vamos submeter ao mesmo procedimento, o Gás RAM 7446 45 kgf da Elite Airguns (novo "Zero Bala") instalado com Kit PA cuja Energia Cinética resultou em 18,53 Joules (câmara dentro do êmbolo) Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7446 novo "Zero Bala" Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft) Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR. Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0197 ; 132,2) e (0,3412 ; 154,1) A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura. - altura = (0,3412 - 0,0197) - base média = (154,1 + 132,2) /2 Energia potencial = 46,0 ft . lbf ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia Energia potencial = 62,4 Joules Vamos agora calcular a Eficiência da Carabina BAM XS B19-14 com o GR 7446 "Zero bala". O teste da BAM XS B19-14 nova - Kit PA + GR 7446 45 kgf e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (18/07/2014). Gás RAM 7446 "Zero Bala" instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) resultou em uma energia cinética na boca do cano de 18,53 Joules. Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 18,53 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 62,4 Joules Eficiência (%) = (18,53 /62,4) x 100 = 29,7 % Comparação entre os dois GR 7446 Elite Airgus (Old versus New) Nota: no gráfico acima, as curvas de compressão não estão corrigidas. Próximo ensaio GR7446 45 kgf versus GR 7443 40 kgf ambos "Zero Bala" Peso debitado do valor registrado pela balança WiSO durante os passos de compressão (0,778 kgf) Este gás ram, creio ser ainda dos antigos pois possui a haste em cromo duro. Os mais recentes possuem a haste nitretada (cor escura) Medida da pré compressão GR instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo) pré compressão de 8mm A medida da compressão final é característica da carabina e também do êmbolo utilizado e corresponde ao seu curso de engatilhamento, neste caso, um PA Elite Airguns com bucha de PU aberta (vermelha), o valor é idêntico aos testes anteriores - 98 mm. Tabela e Curva de Compressão corrigida GR 7443 "Zero bala" Vamos converter as unidades para o Sistema Imperial (libras força - lbf e pés - ft) Notem que o produto ft . lbf corresponde ao trabalho necessário para comprimir o GR e também a Energia Potencial Elástica do GR. Assim sendo, a energia potencial elástica disponível na carabina engatilhada será a área do trapézio compreendida entre as coordenadas (0,0262 ; 78,6) e (0,3478 ; 105,8) A área do trapézio é a sua base média multiplicada pela sua altura. - altura = (0,3478 - 0,0262) - base média = (105,8 + 78,6) /2 Energia potencial = 29,6 ft . lbf ou, convertendo-se para Joules, temos para a energia Energia potencial = 40,2 Joules BAM XS B19-14 antiga - Kit PA + GR 7443 40 kgf "zero bala" e Bucha PU aberta vermelha da Elite Airguns (23/08/2014). Gás RAM instalado de modo invertido (câmara dentro do êmbolo). Chumbo Snyper 4,5mm 7,44 grains (média das amostras) Velocidade em m/s 190,3 -> Minima 193,5 204,5 -> Máxima 196,8 198,5 194,8 197,9 194,6 193,2 194,0 Média = 195,8 m/s Energia Cinética = 9,24 Joules - Spread = 14,26 m/s - Desvio Padrão = 3,91 m/s Assim a Eficiência com a câmara dentro do êmbolo será: Eficiência (%) = (Trabalho produzido / Trabalho empregado) x 100 Trabalho produzido = Energia cinética na boca do cano = 9,24 Joules Trabalho empregado = Energia potencial elástica = 40,2 Joules Eficiência (%) = (9,24 / 40,2) x 100 Eficência = 23 % Editado Janeiro 18, 2015 por Alberto José 4 Citar Mandarim " O que faz a boa ciência é a curiosidade e não a fé!" Link para o comentário Compartilhar em outros sites More sharing options...
lucasvaldivia Postado Agosto 13, 2014 Share Postado Agosto 13, 2014 vc é simplesmente fodastico. Citar Link para o comentário Compartilhar em outros sites More sharing options...
Aurélio Postado Agosto 13, 2014 Share Postado Agosto 13, 2014 Opa Excelente, como sempre, Dos resultados podemos depreender muita coisa boa, como por exemplo, os ensinamentos de Cardew et All funcionam, pois é mais eficiente a carabina com algumas modificações feitas conforme indicado no livro. Outra dedução interessante, é que apesar GR usado ter energia potencial menor, a eficiência do conjunto é maior comparando com o GR novo quando instalados de modo invertido.. ( 24,1 % x 21,9 % ) Além de mais um pontinho, fica o meu respeito pela dedicação, paciência, disciplina e capacidade de realizar. Um forte abraço, 1 Citar _________ Aurélio Link para o comentário Compartilhar em outros sites More sharing options...
AndréCarboni Postado Agosto 21, 2014 Share Postado Agosto 21, 2014 Parabéns! Alberto José já é referencia em posts de qualidade! +1 André Carboni. Citar . Link para o comentário Compartilhar em outros sites More sharing options...
Líbero Postado Agosto 21, 2014 Share Postado Agosto 21, 2014 Impressionante! Muito esclarecedor! Parabéns! Citar "This is from Mathilda" - Leon Link para o comentário Compartilhar em outros sites More sharing options...
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