В предыдущей теме «Металлургия железа 2» было показано, что максимальная производительность по воздуху для ручных клинчатых мехов составляет не более 0,6 м3/мин.
http://chronologia.org/cgi-bin/dcforum/dcboard.cgi?az=show_thread&om=10592&forum=DCForumID14&viewmode=all#55

Прошло время. И в данные приходится вносить уточнения.

В 2007-2008 годах были проведены испытания клинчатых мехов Norse Double Bag,
http://chronologia.org/cgi-bin/dcforum/dcboard.cgi?az=show_thread&om=10592&forum=DCForumID14&viewmode=all#21
с контролем расхода воздуха по анемометру, при различном сопротивлении потоку, которое создавалось тканью, намотанной на выхлопной патрубок.
http://www.warehamforge.ca/ironsmelting/bellowstest.html
Результаты испытаний представлены в таблице:

Замеры с сопротивлением рассматривать, наверное не стоит, поскольку оное никак реальному сопоставлено быть не может.
Интересно, что по размерам, приведенным авторами, рабочий объем мехов составляет 16 литров. Ну, с учётом толщины досок, геометрии гармошки и прочих чудес готов уменьшить на 20% (честно признаюсь – цифра из справочника Стеля!). Значит – примерно 13 литров. Но по данным замеров тех же авторов – разовый выхлоп – от 1,6 до 3,4 литра!
Понятно, что потери в неплотностях, обратный подсос, неполный размах – и тем не менее от 12% до 26% от теоретически возможного выхлопа!

Вот эти-то данные позволяют подправить и данные для метровых мехов, которые авторы называют Norse Über Bellows (см. по ссылке)
http://chronologia.org/cgi-bin/dcforum/dcboard.cgi?az=show_thread&om=10592&forum=DCForumID14&viewmode=all#31
Вкратце: новые меха в два раза больше в каждом измерении, разовый объем 90 л, качать можно в темпе 8-10 раз в мин, производительность 900 л/мин, определена только расчётным образом.
А вот на этот раз ребята погорячились. Теоретический объем действительно похож (у меня получилось 100 литров), но с чего бы эффективность использования объема стала равной единице? Если помните, на меньших мехах – не более 26%. Конечно, за счёт увеличения разницы между площадями впускного и выпускного отверстий доля обратного подсоса уменьшится, но всё остальное-то останется! Как хотите, а более 50% эффективности использования объема я не дам! Тем более что размах при максимальном открытии – 50 см. А попробуйте так помахать рукой, в которой вы держите доску весом килограмм эдак пять. Причём не десять минут, в виде зарядки, а часиков шесть.

Как мы помним, был установлен темп работ для маленьких мехов – порядка 90 качков в минуту. Для больших - 8-10

Но тут всех поджидала маленькая засада:
We were measuring shifts on the bellows using the water jar, on a 6 minute rotation. After about two hours, we started to realize that we were going to kill ourselves. Kevin was by far the best on the bellows action, Dave had the muscle to manage, and Darrell was just managing to hang in there. A command decision was made, and we switched to the electric blower at 2 1/2 hours into the smelt. As we were getting ready, we let a number of our DARC support team try a shift on the bellows - I don't think any of them wanted a second shift on it. We did leave the belows out for the public to try. None of them would work it even a good part of a 6 minute shift by the water jar!
То есть, поработав менее двух часов в ритме 6 минут через 18, нехилые ребята сдохли, и включили воздуходувку. А из зевак никто не смог и одной смены продержаться! Поэтому реальной конечно будет нижннее значение частоты качков - то-есть не более 8 раз в минуту.
То есть, реальная производительность составила около 360 л/мин, но поддерживать её в течение сколько-нибудь продолжительного времени оказалось невозможным.

Для оценки реального темпа работы в течение продолжительного времени можно воспользоваться, например, классификационными нормативами по бегу. Вот они.
http://www.rusathletics.com/pro/nor.php
На рисунке изображена зависимость скорости бега, от времени работы, сиречь, длины дистанции.
Квалификация - 1 спортивный разряд. Прямая линия – аппроксимация, выполненная на глаз, без всяких маленьких квадратиков.

Так вот, чтобы обеспечить возможность работать в течение 4 часов, вместо 15 и 6 минут соответственно, на маленьких мехах темп следует снизить до 67%, а на больших – до 60% от имевшего место в испытаниях.
Соответственно производительность составит 172 л/мин и 216 л/мин.

Надеюсь, будет интересно. Реконструкция металлодела в среднем Поволжье в Казанском краеведческом музее. Якобы 10-11 века.




PS1. На фото не видна толщина стенок печи - она где-то 7-10 см.
PS2. Особо понравились камешки на мехах. Видимо, их достаточно, чтобы меха сильно гнали воздух в печь.

В Казани нет краеведческого музея. Есть краеведческий музей села Каракшалы. Но там нет этих картинок.
Если не трудно, дайте, пожалуйста, ссылку.

"Казанский краеведческий музей" - так назывался музей в советское время. Сейчас он называется "Национальный музей".



>>>Если не трудно, дайте, пожалуйста, ссылку<<<

Эти экспонаты я фотографировал в прошлое воскресенье (26 марта), поэтому ссылки только те, что я представил. Оригинал - в моем фотоаппарате.

Я ж не по злобе, я заинтересовался.
Если можно, все фотки, что касаются металлургии - мне в мыло?

Ну что Вы, уважаемый Айдлер! Я действительно забыл, что музей-то в 90-х в нацистко-сепаратиском угаре переименовали. А я по старой памяти его назвал так, как он назывался, когда я в школу ходил. Фотки послал

Археологи отрыли поле битвы в Нижней Саксонии

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-13469861

http://www.freerepublic.com/focus/f-chat/2147810/posts
хорош ножик, как вчера сделали, ни капли ржавчины!

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2008/12/15-02.html

http://www.spiegel.de/international/germany/0,1518,596619,00.html

цитата из последней статьи:

iron projectiles that were fired by powerful Roman torsion weapons known as scorpions (scorpio)

итак речь идёт о железных ядрах для скорпиона.

что такое скорпион и время его применения ясно: как римская древность так и средние века:

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B0%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0

http://fr.wikipedia.org/wiki/Engin_de_si%C3%A8ge_dans_l%E2%80%99Antiquit%C3%A9_romaine

а вот железные ядра - это показательно для системного анализа, то есть нахождение соответствия в истории развития техники.

Ядро сделано методом литья, а железные отливки (ferrous castings) могут существовать в природе в двух типах: чугун и сталь.

смотрим чугун - с 14 века:

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

In the west, where it did not become available till the late 14th century, its earliest uses included cannon and shot

сталь - с 17 века

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

Crucible steel, formed by slowly heating and cooling pure iron and carbon (typically in the form of charcoal) in a crucible, was produced in Merv by the 9th to 10th century AD.<26> In the 11th century, there is evidence of the production of steel in Song China using two techniques: a "berganesque" method that produced inferior, inhomogeneous steel and a precursor to the modern Bessemer process that utilized partial decarbonization via repeated forging under a cold blast.<31>


Modern steelmaking
A Bessemer converter in Sheffield, England

Since the 17th century the first step in European steel production has been the smelting of iron ore into pig iron in a blast furnace.<32> Originally using charcoal, modern methods use coke, which has proven to be a great deal cheaper.<33><34><35>


кстати если речь вести о поковках (forging), то опять же приятно любопытная деталь для Древнего Рима:

In the 4th century BC steel weapons like the Falcata were produced in the Iberian Peninsula, while Noric steel was used by the Roman military.<20>

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

Noric steel was a famously high quality steel from Noricum during the time of the Roman Empire.

The proverbial hardness of Noric steel is expressed by Ovid: "...durior <...> ferro quod noricus excoquit ignis..."<1> and it was largely used for the weapons of the Roman military<2>.

The iron ore was quarried at two mountains in modern Austria still called Erzberg "ore mountain" today, one at Hüttenberg, Carinthia<3> and the other at Eisenerz, Styria<4>, separated by ca. 70 km.

Buchwald<5> identifies a sword of ca. 300 BC found in Krenovica, Moravia as an early example of Noric steel due to a chemical composition consistent with Erzberg ore. A more recent sword, dating to ca. 100 BC, found in Zemplin, eastern Slovakia, is of extraordinary length for the period (95 cm) and carries a stamped Latin inscription (?V?TILICI?O), identified as a "fine sword of Noric steel" by Buchwald<6>. A center of manufacture was at Magdalensberg<7>.

сталь норицкая - то бишь славянская-словенская, из которой мечи делали, якобы римские!

но здесь думаю, ядра делали как отливки!

что касается другого способа получения стали (сыродутный), то и тут конкретные данные в Европе только в Средние века:

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

Medieval Europe

Early bloomeries were relatively small, smelting less than 1 kg of iron with each firing. Medieval Europe saw the construction of progressively larger bloomeries, leveling off at around 15 kg on average, though exceptions did exist. The use of waterwheels to power the bellows allowed the bloomery to become larger and hotter; European average bloom sizes quickly rose to 300 kg, where they levelled off through the demise of the bloomery. Water powered bellows and larger bloomeries also increased the heat to the point where the iron could melt; this was not considered desirable because it allowed carbon to diffuse into the molten iron, producing unworkable pig iron. Molten iron was not desirable until the advent of the blast furnace.
British Isles

In England and Wales, despite the arrival of the blast furnace in the Weald in about 1491, bloomery forges (probably using water-power for a hammer as well as the bellows) were operating in the West Midlands region beyond 1580. In Furness and Cumberland, they operated into the early 17th century and the last one in England (near Garstang) did not close until about 1770.<3>
Europe

They survived in Spain and southern France as Catalan forges to the mid-19th century, and in Austria as the stuckofen to 1775. In Adirondacks, New York, new bloomeries using the hot blast technique were built in the 19th century.<4>

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D1%8B%D1%80%D0%BE%D0%B4%D1%83%D1%82%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BF%D0%B5%D1%87%D1%8C

Одна печь выдавала крицу весом в среднем около 3 кг, на треть состоящую из железа. Но при проковке крицы много железа снова окислялось или оставалось в шлаке. Процесс был фантастически непроизводительным, особенно если вместо руды использовался красный песок или болотная грязь.

Даже из самой легкоплавкой руды в сыродутной печи восстанавливалось не более половины железа. В случаях же использования ржавого песка, в котором самого железа было мало, а вредных примесей (фосфора и серы) много, крицу на несколько лет опускали в воду. За это время фосфор и сера окислялись почти полностью, а часть железа ещё не успевала.

В общем, можно считать, что сыродутная печь давала в среднем не более 500 граммов железа.

Несмотря на это, сыродутная техника получения железа сохранялась во многих регионах очень долго. Ею пользовались не только варварские, но и многие цивилизованные народы. Только в Индии сыродутные печи вышли из употребления в начале I тысячелетия до новой эры, в Китае же они служили до II века новой эры, на Арабском Востоке — до VII века, в Западной Европе — до начала XIV, а в России — до конца XIV века. Римляне, в частности, не знали других способов производства железа.

посему вывод: железные ядра для скорпиона - это средние века, а не Древний Рим до 4 в .н.э.!