Инфы по пульсометрам немного, но вот здесь приводится расход пара на лошадиную силу
https://www.chem21.info/page/113173196052006011219128058168079205044232065178/
КПД выходит где-то 1.5-2%, на уровне, а то и лучше всех машин до Ватта.

http://popadancev.net.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/ancient_steam_engine/#comment-127327
я вроде когда о нем читал находил конкретную цифру порядка процента, но исходник возможно потерялся

>>Ну и унылый расчет >>
Расчет для трехметровой штанги диаметром 100 мм (что на пределе возможностей кузнечной сварки), закрепленной консольно и снабженной режущей головкой в 100 кг, дает прогиб в 17 ми. Без нагрузки, одна штанга — 7 ми. С одной сторонв, можно добавить подпорки, с другой стороны, люфты в коренном подшипнике дадут о себе знать.

Цилиндры атмосферных машин отливали с минимально возможной толщиной стенки, от дюйма до половины дюйма — 12-25 мм.

//Пульзометр — название водяного насоса, действующего непосредственно давлением пара на поверхность воды, как в старинной паровой машине Савэри (см.), изобретенной в 1871 г. в Нью-Йорке Холлом (Hall). Благодаря самодействующим клапанам, особой форме сосудов и многим мелочным подробностям конструкции, получилась очень удобная, прочная и простая водоподъемная машина, пользующаяся довольно большим распространением для подъема на высоту до 20 м., несмотря на то, что она тратит раза в три больше топлива, чем хороший паровой насос.//
Расход топлива в три раза больше, чем паровой насос конца XIX в. — отлично для начала. Для глубоких шахт не подходит, но вместе с водяным колесом сойдет как универсальный двигатель. Котел, правда, нужен не атмосферный, а на несколько очков, как у Севери, но 99% проблем решаются гидравлической опрессовкой.

>>Стрела прогиба вырастет в 100 раз, а не в десять.>>
Так в чем же глупая ошибка, если вы согласны, что прогиб большего в 10 раз инструмента будет не в десять, а условно в сто раз больше?

>>унылый расчет>>
Ну так проведите унылый расчет, но для консольно закреплённой балкии из железа толщиной 10 см и длиной 2 метра, на конце нагруженной чугунным диском диаметром метр и толщиной сантиметров пять. Если не нравятся эти размеры — возьмите другие, но чтоб хотя примерно билось с картинками расточных машин тех времён.

>>смитон сверлил в два прохода с обоих концов>>
Опять ваша выдумка? Растачивание всегда делалось в полную длину, при обработке с двух концов просто не переустановить цилиндр так, чтобы не получилось ступеньки. Даже на современном токарнике это практически невозможно.
Смитон сверлил четыре раза с поворотом вдоль оси на 90 градусов, как раз чтобы скомпенсировать неравномерность обработки снизу и сверху, а затем делал чистовой проход одноточечным резцом.

>>циничный рассказ одного инженера гдето 25ых 19 века который рассказывал что цилиндры для удешевления часто делаются в один проход с конусностью из-за износа резца в 1-2 мм>>
Туфта такая то.
Во-первых, в 25ых 19 века не было такого материала, резец из которого смог бы сделать проход всего цилиндра не затупившись, тут бы и быстрорез не справился бы, разве что твердый сплав типа победить. Резцы (сменные пластинки) из углеродистой стали при расточке цилиндров меняли каждые минут 15-20.
Во-вторых, если вы представляете геометрию металлорежущего резца, то должны понимать, что сточившийся на 1 мм резец вообще не будет резать металл.

>>пар изо всех щелей>>
Полагаю, те, кто считал, не идиотами были, и написано достаточно однозначно
that a considerable portion of this waste is occasioned by the leakage of the piston, and not much from condensation

Я вообще не понимаю, о чем вы спорите. Мой исходный тезис был — с расшлифованным вручную цилиндром КПД 4% не получить.
Утверждаете обратное? Так попробуйте доказать, что вручную можно сделать лучше, чем с зазорами в палец, ИЛИ что такие зазоры не мешают работе конденсаторной машины.

Такое бла-бла я тоже могу написать. Только без глупых ошибок вида

> Увеличив размер в 10 раз, получим увеличение сечения штанги, и, соответственно, ее жесткости в 100 раз, а массы всей этой конструкции — в 1000 раз.

Стрела прогиба вырастет в 100 раз, а не в десять. Ну и унылый расчет показывает что характерный прогиб для метровой чугунной балки (смитон сверлил в два прохода с обоих концов) под своим весом будет порядка десятых мм (да и для для 2-3 метровой, просто сделать высоту в десятки см).

Я уж не буду говорить о 100-500 возражений, то что людям очень тяжело дается понимание разницы между доказательством возможности и доказательством невозможности я уже не раз говорил.

Повторяю — мои сомнения основаны на куче изученных фактов, уж пардон что я не готов перерыть десятки нераспознанных книжек по первому требованию.

Один из основных таких фактов заложивших в меня сомнения — был циничный рассказ одного инженера гдето 25ых 19 века который рассказывал что цилиндры для удешевления часто делаются в один проход с конусностью из-за износа резца в 1-2 мм, это при уплотнениях из металлических колец.

Про потерю четверти пара
> In the improved engine of Mr. Watt, the waste of steam is not more than one- fourth of the quantity which is necessary to fill the cylinder, so that 1-y times the contents of the cylinder must be supplied at each stroke ; and it is probable, that a considerable portion of this waste is occasioned by the leakage of the piston, and not much from condensation.

Нетрудно видеть тут потери вообще. Как их считали? Скорее всего по весу испарившейся воды.

В котле обычно +1+2 пси, если наддуть цилиндр половиной/1 пси то это уже потери до 7 процентов, на конденсацию из-за расширения пара и тепловых потерь — минимум 1-2 процента, объем воздушного насоса — 1/8 цилиндра и вакуум -10 пси — еще процента 4(-1-2 воздуха), пар изо всех щелей — когда там Уатт дошел до Iron Cement?

>>Да куда уж мне дебилушке.
Ну раз вы понимаете расскажите почему при переходе от 15 см к 150 см цилиндрам нельзя обеспечить линейно худшую точность. Если есть скажем доводы почему точность ухудшится не в 10 раз, а в 100 — с удовольствием послушаю. Не можете? Ну тогда и не надо пиздеть про «понимание» возможностей механической обработки.>>

Странно, что такие очевидные вещи требуют объяснения, но все же попытаюсь.

Во-первых, для 15 и 150 см цилиндров использовались РАЗНЫЕ методы и инструменты. На 15 см отлично работает метод spill boring (квадратная развертка, прижимаемая бруском дерева с кусочками бумаги), или подобные инструменты, обрабатывающие всю длину цилиндра одной ровной режущей кромкой.
Для 150 см цилиндра и с длиной в 3 метра такую развертку принципиально не сделать (понятно, почему?), и даже от самого большого водяного колеса не провернуть. Поэтому приходится использовать инструмент, режущий металл лишь на небольшом участке поверхности.

Во-вторых, раз вы так любите оперировать абстрактными математическими соображениями, вспомните о законе квадрата — куба. Имеется расточная головка в виде диска на длинной штанге, по краям диска резцы. Увеличив размер в 10 раз, получим увеличение сечения штанги, и, соответственно, ее жесткости в 100 раз, а массы всей этой конструкции — в 1000 раз. Вся эта масса будет давить на нижнюю часть поверхности лежащего цилиндра, поэтому резцы будут резать в первую очередь ее. Поэтому даже с одинаковым инструментом никакой линейности точности нет.
Эта проблема решается элементарно — увеличением стабильности штанги (додумался Вилкинсон), переходом к вертикальному положению цилиндра (додумались многие, но осуществить получилось лишь к концу XVIII в) и добавлением в инструмент не только режущих, но и опорных поверхностей.

Возвращаясь к шлифовке — ТЕОРЕТИЧЕСКИ можно было бы достичь любой степени равномерности, повторяя процесс отливки притира и шлифовки БЕСКОНЕЧНОЕ количество раз. Но тут нельзя, как в компьютерной программе, просто запустить цикл и подождать с чашкой кофе. Эта пресловутая точность в мизинец и так достигалась затратой огромного труда десятков человек, и улучшить ее N раз при увеличении затрат в N в какой то степени раз ПРАКТИЧЕСКИ оказалось невозможным, да и стенка цилиндра тоже имела конечную толщину.

По поводу пиздежа — следите за словами.

> Вы абсолютно не понимаете возможностей механической обработки

Да куда уж мне дебилушке.

Ну раз вы понимаете расскажите почему при переходе от 15 см к 150 см цилиндрам нельзя обеспечить линейно худшую точность. Если есть скажем доводы почему точность ухудшится не в 10 раз, а в 100 — с удовольствием послушаю. Не можете? Ну тогда и не надо пиздеть про «понимание» возможностей механической обработки.

Понимание возникает там где у нас встречаются мат теория и практические данные. Мат теории о том какой конкретно нужен зазор у нас нет
Практические данные имеются только краткосрочные, из периода налаживания технологических процессов.

Любой кто не только читал умные книжки, а пытался делать что-то сам знает что это значит что интерпретации опыта на этой стадии имеют весьма ограниченное качество.

Тот же Уатт скажем совершенно не понимал роль турбулентости при прохождении газов по котлу, многие из его rule of thumb rules вроде «квадратный ярд поверхности котла на лс мощности» слишком круглые — они явно весьма приблизительны. Фуллтон провел опыты с моделями, но законы масштабирования еще не были известны и форма его пароходов была сильно не оптимальной. Линд посоветовал кипятить лимоны. И тд пт. Не надо обожествлять опыт первооткрывателей.

Пока имхо возможность постройки конденсаторного атмосферника с ручной обточкой не исключена. Чтобы ее исключить надо приложить чуть больше усилий чем нагромоздить немного кружева из рассуждений и пары цитат.

Вот когда у нас будут данные что для 1 мм зазора утечка 25 процентов а при увеличении до 2 она вырастет в н раз несмотря на то что казалось бы в любом случае уплотнение обеспечивается эластичностью прокладки/манжеты, а ручная притирка дает точность такого порядка на таких то размерах, вот тогда мы сможем использовать слово «понимание».

А до той поры мы оба — напыщенные фантазеры.

>>Цитаты видно все в плохораспознанных файлах, быстро ничего не ищется.
Мягкий материал с крупными неоднородностями — я не думаю что от него можно было получить примемлемую долговечность.>>
Все же настаиваю на пруфах, так как я ничего подобного не встречал, хотя литературы по этой теме пересмотрел, похоже, побольше вашего. Без пруфов — это выдумка.
В машине Ползунова сначала стояла помповая кожа (кожа для водяных насосов), она быстро истерлась. Попробовали заменить на пробку из местной аптеки — но ее было мало, всего три фунта в маленьких кусках, и плохого качества, вот она то и выкрошилась. Когда же привезли большие листы пробки из Екатеринбурга, все отлично заработало. Это все подробно описано в отчетах учеников Ползунова — гугл в помощь. Если не найдете — дам ссылку.
Может, заодно найдете, сколько времени ходило кожаное или пеньковое уплотнение — подозреваю, что далеко не годы.

>>Разумеется не четыре, но получше чем конденсировать в цилиндре. Раза в полтора при прочих равных.>>
Вот и пришли к 2%, что я примерно и озвучивал раньше.

>>Я уже приводил точность римских насосов — их тоже переточили?…Конечно паровые цилиндры имели на порядок большие размеры, но тем не менее результат впечатляет.>>
Вы абсолютно не понимаете возможностей механической обработки. В XVIII веке, и сильно раньше не было никакой проблемы, например, обработать ствол ружья с отклонениями в доли миллиметра — десятые и даже сотые. Изготовители научных инструментов легко делали цилиндры воздушных насосов с отклонениями в 0.1 мм и меньше, достаточно простыми методами (spill boring и т.д.). Ватт как раз и занимался изготовлением инструментов, тех же насосов для Дж. Блека, поэтому то и смог сделать модель паровой машины, на которой получилось увидеть эффект конденсатора. Оптики даже в XVIII в. вообще шлифовали линзы и зеркала телескопов с отклонением от сферичности в микроны — вручную и на глаз.
При всем при этом обработать цилиндр диаметром порядка метра и длиной в пару метров было практически непосильной задачей — пока не доперли до необходимости жесткого позиционирования обрабатывающего инструмента в 1774.
Насчет 0.1 мм в римских насосах — вполне возможно, при диаметре около дециметра достигается легко. Хотя эта оценка сделана по сильно корродированным обломкам, что было на самом деле — одному Герону известно. Или есть более достоверные источники?

>>Повторяю — цитата про мизинец это Уатт, новичок в паростроении, и в его время уже было понятно что будущее за машинной расточкой — вкладываться туда смысла не было.>>
Вы как попугай повторяете, что Ватт новичок и игнорируете написанное черным по белому — цилиндры опытных машин Ватта делали на Карронском заводе, на тех же станках, что и для Смитона, и в то же самое время.
Про похвальную точность в мизинец — это слова отнюдь не Ватта. Например, советский автор Перль цитирует Рейнольдса, который руководил изготовлением цилиндра трех метров длиной при диаметре около метра, в 1760-х годах. При этом Рейнольдс работал на заводе в Коалбрукдейле — монополисте того времени по литью и расточке чугунных цилиндров для паровых машин. Но даже на этом заводе не смогли сделать расточить чугунный цилиндр на имеющемся у них оборудовании, и прибегли к ручной шлифовке дюжиной человек МЕДНОГО цилиндра.
Второе упоминание о ручной расточке, часто встречающееся в литературе — письмо Боултона Ватту ДО ТОГО, как они стали компаньонами. Боултон для своего собственного двигателя, построенного по системе Ньюкомена, получил точность в четверть дюйма, и очень гордился этим достижением. Ватта такая точность не устраивала. С какого вы взяли, что Ватт — новичок — шлифовал вручную — там же, где и про пробку.

Вообще, я однозначно заканчиваю это обсуждение, так как ничего нового от вас получить не могу.

> Про пробку вопрос повис в воздухе?

Про пробку — я несколько раз встречал что в начале экспериментов юзали пробку, но ни разу не встречал чтобы ее юзали в рабочих машинах. Цитаты видно все в плохораспознанных файлах, быстро ничего не ищется.

Мягкий материал с крупными неоднородностями — я не думаю что от него можно было получить примемлемую долговечность.

> Вы же сводите к тому: да что там, к любой машине прицепить конденсатор и кпд 4% в кармане.

Разумеется не четыре, но получше чем конденсировать в цилиндре. Раза в полтора при прочих равных.

> Или вы действительно думаете, что следующие 50 лет цилиндры специально покорявей делали, чтоб зазоры не меньше мизинеца были?

Я уже приводил точность римских насосов — их тоже переточили?

> На последней иллюстрации вы можете видеть типичные римские поршневые насосы. Они изготавливались из бронзы и применялись в шахтах, на кораблях и для тушения пожаров. Зазоры между поршнем и цилиндром составляли порядка 0.1-0.3 мм.Конечно паровые цилиндры имели на порядок большие размеры, но тем не менее результат впечатляет.

Повторяю — цитата про мизинец это Уатт, новичок в паростроении, и в его время уже было понятно что будущее за машинной расточкой — вкладываться туда смысла не было. Я таки ожидаю что мастера и ручным методом могли кое-что сделать.

Ну скажем вместо полутора мм — три. При том что подсос манжеты отридцательным давлением бы все равно сводил бы разницу к минимуму.

>>И? Это было в 75, машина Смитона для цилиндров работала уже 6 лет.>>
Книжка Tool gor job, на которую вы сами часто ссылаетесь:
//Watt only called for an 18-inch cylinder a modest enough demand when we recall the huge Newcomen type cylinders which had been produced by this date-yet Smeaton’s boring mill at Carron failed to achieve a sufficiently accurate result and Watt eventually abandoned his fruitless efforts to make his piston steam tight.//
Или хотя бы в той статье, на которую вы ссылаетесь сейчас, The Development of the Atmospheric Steam Engine after Newcomen’s Death in 1729
//Farey has given a detailed description of this mill and the subsequent steps taken by Smeaton to improve it.¹ In 1771 he designed «a Steelyard Carriage for suspending the Borers» to go inside the cylinder and to act as a fulcrum for a lever, from one end of which the end pivot of the axle of the boring head was suspended by a link; on the other end of the lever, a sufficient weight was applied to counterbalance the weight of the boring head. Smeaton’s drawing of this has been reproduced in Plate 3 of the Newcomen Society’s Extra Publication2 No. 5. Even this modification was unsatisfactory and the problem was not solved until John Wilkinson built his boring mill in 1775 at Bersham near Wrexham; this was the first machine in which a boring bar, supported in bearings at both ends was used.3 The cylinder also was supported in a heavy timber cradle and secured with chains, and the rotating cutter-head was fed forward through it. James Watt’s early cylinders were bored in Wilkinson’s mill, which played a vital part in the successful development of the steam engine//
И что?

>>В конечном счете все ваши доводы сводятся к — «сквозь кожанную манжету протекало слишком много воды». Без какой-либо конкретики — сколько именно, так что не будем преувеличивать ценность ваших конкретных цитат.>>
Вы издеваетесь, или реально не можете понять? Я говорил про протечку ВОЗДУХА или ПАРА, а не воды. И даже приводил количества — при цилиндрах серийных машин Ватта просачивалась ЧЕТВЕРТЬ пара.
Вы же сводите к тому: да что там, к любой машине прицепить конденсатор и кпд 4% в кармане. Но даже на пиклпот не можете найти конкретных цифр.

>>Цилиндр и пистон — оригинальные, 1725 года, подгонка до 1.6 мм>>
Первый чугунный цилиндр отлили на заводе Дерби в Коалбрукдейле в 1722, впервые начали растачивать примитивными сверлилками в 1725 — никаких миллиметров там быть не могло, ежу понятно.
Так что, скорей всего, при проведении модернизации не только пикл пот добавили, но и переточили цилиндр. Или вы действительно думаете, что следующие 50 лет цилиндры специально покорявей делали, чтоб зазоры не меньше мизинеца были?

>> Mr Symington’s Improved Atmospheric Engine W. S. HARVEY & G. DOWNS-ROSE
Пар конденсировался в нижней части цилиндра, верх цилиндра открыт — протечки компенсировались продувом пара, чтобы сосало пар, а не воздух. Эффективность где-то процентов на 20 хуже уаттовского — те минимум в полтора раза лучше лучших смитоновских.>>
Никаких отличий от конструкции Ватта, тот же конденсатор, насос и закрытый сверху цилиндр, так как подсос воздуха это совсем плохо.
То есть попытка формально обойти патент ценой худшего кпд (паразитные тепловые потоки через цилиндр и нижний поршень) и большей стоимости (цилиндр самая дорогая часть, а тут 20 процентовего длины не используется). Заметьте, при той же точности обработки, что и у Ватта — или где то написано, что его вручную шлифовали?.

>>Hornblower engine became capable of delivering a performance similar to that of Watt engines.>> очевидно только при
>>He later found out that the separate condenser could greatly improve the performance of his engine but this addition meant that Hornblower could not fully exploit his invention without infringing Watt.>>
То же самое, попытка обойти патент без каких либо преимуществ по сравнению с машинами Ватта с отсечкой и расширением пара (но мы то вроде как чисто атмосферники обсуждаем?) — при том же уровне техники.
//It is unnecessary to enter further into the detail of this engine, which was not found in practice to be at all equal to the common form of the condensing Engine. In fact, the apparatus described [p.144] by Hornblower is in every part the same as Mr. Watt’s.* And it must always be subject of regret that this ingenious man should have wasted the best part of his life, and ruined his fortune, in a series of selfish attempts to copy Mr. Watt’s inventions without coming within the letter of the patent.//

Кстати, ваше утверждение, что Смитон увеличил кпд втрое — тоже спорное. Я везде встречаю НА 25-50% от лучших машин до него или в два раза выше СРЕДНЕГО. Откуда три? Может, потому что Смитоновская лошадь 500 Ватт, а Ваттовская 700?
Кпд у Смитона был 1.3-1.5%.

Про пробку вопрос повис в воздухе?

> отдельным пунктом, обосновывающим продление патента, указана необходимость постройки станков для обеспечения требуемой точности обработки

И? Это было в 75, машина Смитона для цилиндров работала уже 6 лет.

—

В конечном счете все ваши доводы сводятся к — «сквозь кожанную манжету протекало слишком много воды». Без какой-либо конкретики — сколько именно, так что не будем преувеличивать ценность ваших конкретных цитат.

о точности
Атмосферник с пикл потом https://www.gracesguide.co.uk/Newcomen_Memorial_Engine
Цилиндр и пистон — оригинальные, 1725 года, подгонка до 1.6 мм

Ю //Уж силу противовеса увеличить несложно.//
Ю Это плохая идея — больше энергии уйдет на непроизводительную работу по подъему этого противовеса, и за счет возросшей инерции равномерность хода мало улучшит, добавив при этом ударных нагрузок.

Carr, M. A. (2013). Thermodynamic Analysis of a Newcomen Steam Engine
> Based upon these kinematics, it appears that the engine was statically balanced for about a 5 psi vacuum condition.

STOWERS, A. (1962). The Development of the Atmospheric Steam Engine after Newcomen’s Death in 1729
ротативные атмосферные whimsays, Whimsey engines

—

Пример промежуточной конструкции —
> Mr Symington’s Improved Atmospheric Engine W. S. HARVEY & G. DOWNS-ROSE
Пар конденсировался в нижней части цилиндра, верх цилиндра открыт — протечки компенсировались продувом пара, чтобы сосало пар, а не воздух. Эффективность где-то процентов на 20 хуже уаттовского — те минимум в полтора раза лучше лучших смитоновских.

первые компаунды по сути тоже были попытками обхода уаттовских патентов
Lean’s Engine Reporter and the Development of the Cornish Engine: A Reappraisal

Jonathan Hornblower6 who had taken a patent for the first compound engine in 1781 and who found the further development of his invention obstructed by the actions of Boulton and Watt. In 1782, a first engine of the Hornblower type was erected for the Radstock colliery near Bristol.
After a period of experimentation, the Hornblower engine became capable of delivering a performance similar to that of Watt engines.
In his engine, steam condensation took place in the lowest part of the second (low-pressure) cylinder and, for this reason, Hornblower was convinced that he was not infringing Watt’s patent. He later found out that the separate condenser could greatly improve the performance of his engine but this addition meant that Hornblower could not fully exploit his invention without infringing Watt.