331 ответов в теме

[Sergey]

Алексею К.

Математическая модель тепло- и массообмена в курительной трубке по уровню и научной новизне вполне может быть темой докторской диссертации. Вот только практическую значимость и народнохозяйственное значение для ВАКа трудно будет обосновать. Может быть, наших коллег на Западе заинтересует эта тема, если у них не такой зверский ВАК? Готов предложить услуги научного консультанта.

Это предполагалась шутка, но ... . Чем черт не шутит.
Систему дифуравнений сохранения массы и энергии, учитывающую межфазный тепломассообмен, теплообмен со стенкой (граничные условия 3-го рода), выход летучих компонентов и гетерогенное реагирование написать большого труда не составит. Сложности возникнут при определении условий однозначности - кинетики и механизма пиролиза и окисления, теплофизических свойств табака и материала стенки и др. На первом этапе имеет смысл решать стационарную задачу, цель которой - определение материального и теплового баланса трубки (чуть не сказал - реактора), в т.ч. оценка "безопасности" трубки и (или) табака, оптимизация режима курения и т.п. На втором этапе - решение нестационарной задачи с движущимся фронтом горения для оптимизации и (или) оценки конструкции трубки. Я решал такую задачу для горения слоя твердого топлива с целью поиска режимов "экологически чистого" сжигания угля (задача успешно решена и я жду из ВАК подтверждения докторской степени). К сожалению, мой инструментарий (датчики и т.п.) из-за громоздкости непригоден для трубки, т.к. я занимался реакторами с характерным размером 0,5-5 м. Но математический аппарат и численные модели пригодны, так как не зависят от масштаба. Если у серьезной табачной фирмы будет интерес, я смогу сформулировать задачу и  методику исследований, а так же помогу с обработкой и интерпретацией результатов. Но начинать с нуля создавать приборную базу для решения одной отдельной задачи - это утопия либо авантюризм. Начинать что-либо без уверенности, что сможешь получить коммерческий результат - это не есть хорошо.

Короче, я думаю, что моделирование курения трубки - это проблема из раздела виртуальных, но сама задача интересная. Академик Я.Б. Зельдович (ныне покойный), когда я его спросил, почему он, один из создателей теории горения углерода (чистого углерода), не работает с ископаемыми топливами, ответил, что эта задача чрезвычайно сложна. Более сложна, чем модель ядерного реактора. Так что смоделировать работу трубки "сабельным ударом" не получится, а на длительные и дорогостоящие исследования нужны время, деньги и база.

С уважением, Сергей

[Алексей К.]

Нестационарные задачи по определению оччень сложны... Хотя иногда решаемы.

Что касается бимодального характера распределения пор в пенке, все пока остается по прежнему. Неважно что есть пенка, но она определенно более пориста нежели бриар, и мне, исходя из наблюдений, кажется, что характер распрадаления размеров пор и правду бимодальный. Почему обе мои пенки темнеют неравномерно, причем появляются отдельные потемневшие точки? Видимо, там более крупные поры...

[Botanic]

Я почти все понял, кроме одного. Почему же все-таки более "сахористые" табаки обкуривают трубки лучше, чем содержащие меньше сахаров? За 30 лет курения трубки я установил это совершенно точно.
PS.Спрашиваю не ради занудства. Мне правда интересно.

[Sergey]

Почему же все-таки более "сахаристые" табаки обкуривают трубки лучше, чем содержащие меньше сахаров? За 30 лет курения трубки я установил это совершенно точно.

Для Botanic'а

Уважаемый Сергей!

У меня есть одна смутная догадка-гипотеза. Для ее обоснования мне нужна информационная помощь форума, т.к. я плохо разбираюсь в табаках и органической химии. Плиз, ответьте на два вопроса.

1. Для увеличения содержание сахаров применяется ферментация? Если нет, то что?
2. Если все-таки ферментация, то в чем ее суть? Что при этом поглощается-выделяется в табаке.

С уважением, тоже Сергей

[Botanic]

Вау... Я же Ботанник в натуре. По образованию фитопатолог, а по жизни селекционер и специалист по цветам и овощам. Так что в биохимии и технологии переработки я не разбираюсь совершенно. Из процессов связанных с ферментацией мною освоены только квашение капусты и соление огурцов. Ну, самогон еще гнать умею классно. В общем, увы, ничего достоверно разумного на Ваши серьезные вопросы о ферментации табака  не то чтобы сказать, промямлить не в состоянии. Может кто другой на форуме есть.
С неменьшим уважением, Сергей, хотя и Ботаник.

[MaxX]

Сергей, я думаю, что не я один на форуме утолил научно-информационный голод в разрезе трубочно-табачной тематики. И поскольку вы являетесь специалистом в своей области есть вопрос:

- Каковы физические характеристики нагара, относительно нагревания, т.е. насколько он подвежен расширению?

Вопрос не праздный, поскольку есть утверждения, что толстый слой нагара может разорвать трубку.

[Logomax]

Botanic, дата сообщения:  Nov 27 2003, 10:08 PM

Мне кажется, что механизм образования нагара в трубке описан вполне адекватно, но с одной лишь ошибкой. А именно - несколько преувеличена роль смол. В курительном табаке смол МАЛО. В этом можно убедиться взглянув на любую пачку сигарет. Даже если изготовители и привирают, и даже, если в трубочном табаке их больше на порядок, то, все равно, это мг. Такого количества явно не достаточно для формирования сколько-нибудь заметного слоя нагара за, в общем-то, довольно короткое время. Если посмотреть на химический состав табака (желающие могут найти на форуме), то обнаружится другой, гораздо более реальный, кандидат в нагарообразователи. А именно - сахар. Именно он в результате карамелизации под действием высокой температуры основу нагара и образует. Не даром же для ускорения образования нагара трубки иногда обрабатывают медом, который в основном из различных сахаров и состоит. Слышал ли кто-нибудь об обработке трубки смолой? Сказанное подтверждается практикой. Лучшими обкурочными табаками являются смеси в состав которых входят табаки с высоким содержанием сахаров (Вирджиния, Кавендиш и т.п.). Смеси малосахаристых табаков нагар образуют плохо. В частности «Кэптен Блек» (состоящий в основном из малосахаристого Берли) обкуривает трубки плохо, что проверено не только мной, но многими другими коллегами по пороку. То, что в нем много смол, говорит только о его низком качестве.

Полностью согласен!

Наверняка каждый помнит леденцы на палочке, которые представляют из себя ничто иное как топленый сахар (сам в детсве делал). Так вот когда перегреешь сахар он становится наиболее похож на тот состав, который покрывает стенки обкуренной трубки.

Попробуйте зажигалкой нагреть кусковой сахар...

[MaxX]

Попробуйте зажигалкой нагреть кусковой сахар...

ИМХО условия горения при курении отличаются - другая температура, отсутсвие открытого огня и пр. Есть предложение подождать научнообоснованного отчета Sergey'я.    

[Алексей К.]

"К сожалению, мой инструментарий (датчики и т.п.) из-за громоздкости непригоден для трубки, т.к. я занимался реакторами с характерным размером 0,5-5 м."
А если на этой установке смоделировать натурно горение табака и все что надо замерить? А тянуть не ртом, а насосиком.

Все же не вполне соглашусь что "математический аппарат и численные модели пригодны, так как не зависят от масштаба." Это верно для чисто матмодели, но не натурной модели. Пи-теорема, теория размерности? Не все большое что моделируется, можно применить к меньшему объекту. Опять же, если речь идет о натурном моделировании, а как я понял, ваша установка была натурной. Но подумать можно.

[NY]

Алексей К., дата сообщения:  Dec 1 2003, 02:32 PM

"К сожалению, мой инструментарий (датчики и т.п.) из-за громоздкости непригоден для трубки, т.к. я занимался реакторами с характерным размером 0,5-5 м." А если на этой установке смоделировать натурно горение табака и все что надо замерить? А тянуть не ртом, а насосиком.

Ага. Загрузить центнер-другой Сигнатуры, к примеру и насосиком курить.      

[Алексей К.]

Да можно для начала и Беломора накрошить, подешовьше будет    

[Shtin_Andrey]

Господа, я не стал возмутителем спокойствия? Мне не хотелось бы прослыть АЯ №2. Если у кого-то сложилось такое мнение, дайте знать, что "Остапа понесло".

По-моему всё замечательно. Дискуссия "по теме" - это то, чего давненько не хватало. Пришлось лезть в словари, расширять свои скудные познания в химии. В общем, БОЛЬШОЕ спасибо.

Определение нагара и механизм его "сцепления" со стенками табачной каме-ры, данные А. Яцковским, приведенные в начале, ошибочны. Определение нагара, данное в FAQ’е верно, но состав нагара требует уточне-ния. Предлагаю формулировку, приведенную в 1-м абзаце (выделено жир-ным курсивом).

Я бы не спешил с определением нагара. Дело в том, что нагар нарабатывают разными способами и я в этом убодился уже неоднократно.
Первый способ. Изложен А.Я. Имеется ввиду, что нагар образуется не за счёт древесины, а за счёт продуктов горения табака. Визуально способ подтвердился. Однажды, после курения сильноароматизированных табаков, решил обкурить трубку заново. Счистил нагар и обнаружил под ним слегка потемневшее дерево, но никак не обугленное и не чёрного (или близкого к нему) цвета.
При этом способе нарастить и счистить нагар совсем не сложно. Начальный нагар получается неплотным, имеет место его отставание от стенок табачной камеры, но это вовсе некритично. Далее нагар уплотняется баттнером или трубочным ножом в то время, пока ещё трубка тёплая. Вполне обоснованное решение, т.к. связующие вещества ещё могут принять наполнитель и в конце концов затвердеть. Такой нагар нарастает за пару-тройку месяцев.
Второй способ. Это образование "капитального" нагара за счёт древесины и продуктов горения табака. И этот способ тоже подтвердился визуально, но видел не в своей трубке. И если слой такого нагара в табачной камере где-то "обвалился", то это крайне неприятное событие, как говорится, катастрофа. При этом способе нагар нарабатывается около года, полутора лет.
Оба способа, мне кажется имеют место быть. Первый хорош как экспресс-метод для новичка чтобы предтотвратить прогар трубки. Второй способ хорош для опытного курильщика, который умеет ровно, насухо и без перегрева выкурить трубку.
При разговоре о природе нагара и его составе неплохо бы говорить и о способе его наработки.

И ещё вопросик. Каким образом объяснить, что в Данхилловских (может такой эффект присутствует и на других трубках, а связано это с плотностью древесины - не знаю) трубках нагар образуется очень и очень долго? В моей до сих пор не образовался за полгода. Ну никак и ничего к стенкам табачной камеры не прилипает. Разве что в верхней части табачной камеры прилипают несгоревшие частички табака.

Это всё мои наблюдения и если меня кто-то аргументированно поправит, то буду только рад.  

[MaxX]

Такой нагар нарастает за пару-тройку месяцев. Второй способ. Это образование "капитального" нагара за счёт древесины и продуктов горения табака.

Чем же отличается технология обкуривания по первому и второму способу? Я полагаю первый вариант не имет ввиду обкуривание с медом? Каким образом курильщик регулирует обкуривать трубку с древесиной или без?

[Арчи]

Уважаемый Shtin_Andrey!
У меня только 2 трубки Dunhill, но курю их довольно часто уже около 5 лет. Нагар на них образуется очень медленно, просто чудовищно медленно. На мой взгляд их патентованная обработка вереска препятствует образованию нарастающего нагара. Мне кажется, что при обкуривании этих трубок карбонизировался верхний слой чаши и дальше нагар не растет.

[CaptaiN_Tub0rg]

Shtin_Andrey, дата сообщения:  Dec 1 2003, 04:39 PM

При разговоре о природе нагара и его составе неплохо бы говорить и о способе его наработки.

Андрей.
Я не понимаю. О каких способах идет речь? И каких разных нагарах?

Есть сформированный нагар (protective carbon layer - как, например, называется он в инструкции Dunhill) , а есть  неполностью сформировавашийся нагар.

А формирование засохшей корки из смеси пепла и разной органики - это не нагар и не способ.
Эта корка лишь некое сырье для дальнейшего формирования нагара.

А способ (если отвлечься от количества забиваемого табака, от медов-сахаров и т.д.) только один

Shtin_Andrey, дата сообщения:  Dec 1 2003, 04:39 PM

ровно, насухо и без перегрева выкурить трубку.

И в результате получается нормальный protective carbon layer.  

Очень кратко и сумбурно получилось. И не очень аргументировано. Чето я сегодня притомился с 6-30 сидючи на работе. Если дискуссия будет и завтра продолжаться, то присоединюсь (если, конечно, не будет обсуждений обкуриваний по-французски)
Спокночи коллеги!

[Marlin]

Алексей К., дата сообщения:  Nov 29 2003, 10:10 PM

Нестационарные задачи по определению оччень сложны... Хотя иногда решаемы. Что касается бимодального характера распределения пор в пенке, все пока остается по прежнему. Неважно что есть пенка, но она определенно более пориста нежели бриар, и мне, исходя из наблюдений, кажется, что характер распрадаления размеров пор и правду бимодальный. Почему обе мои пенки темнеют неравномерно, причем появляются отдельные потемневшие точки? Видимо, там более крупные поры...

А может все-таки на стенку налип кусочек табака и сгорел?   

[Sergey]

[QUOTE]Почему же все-таки более "сахаристые" табаки обкуривают трубки лучше, чем содержащие меньше сахаров? За 30 лет курения трубки я установил это совершенно точно. (Botanic)(/QUOTE]У меня есть одна смутная догадка-гипотеза. Для ее обоснования мне нужна информационная помощь форума, т.к. я плохо разбираюсь в табаках и органической химии. Плиз, ответьте на два вопроса.

1. Для увеличения содержание сахаров применяется ферментация? Если нет, то что?
2. Если все-таки ферментация, то в чем ее суть? Что при этом поглощается-выделяется в табаке. (Sergey)[QUOTE][/QUOTE]

Попытаюсь изложить данную смутную догадку-гипотезу, опираясь на скудную информацию с ТАБАКЕРКИ и школьные знания химии (я – теплофизик, химию не любил еще в школе и потому химиков прошу не судить строго). Итак …

1. В результате ферментации крахмал превращается в сахар, снижается содержание никотина, белки тоже распадаются на более простые вещества. (TABAKERKA.DK)

2. Брутто-реакцию ферментации органической массы табака (далее – биомасса) можно представить в виде

Биомасса1 + nH2O = биомасса2 + mCO2

где биомасса1 и биомасса2 – органическая масса (т.е. масса табака без учета капиллярной влаги и минеральной части, в теплотехнике используется термин "сухая беззольная масса") табака до ферментации и после нее.

Таким образом, при ферментации имеет место изменение соотношения H/C (водород/углерод) в биомассе в сторону увеличения доли водорода. А с увеличением  доли водорода возрастает величина такого параметра, как "выход органических летучих компонентов" при терморазложении – факт, хорошо (даже очень хорошо) известный из химической технологии топлив. Именно эти летучие вещества являются "строительными кирпичиками" (донорами углерода) для формирования нагара.

Моя гипотеза строится на том, что "степень пригодности табака к обкуриванию" зависит от соотношения H/C в органической массе табака. Чем оно выше, тем табак лучше для обкуривания. Как показано в примере, в пределах одного вида табака есть прямая корреляция между параметром H/C и содержанием сахаров.

Для строгого обоснования этой гипотезы или ее опровержения необходимы данные по элементному анализу и содержанию сахаров в нескольких характерных табаках и сравнительная экспертная оценка специалистов (нескольких, чтобы исключить субъективный фактор) скорости обкуривания трубок этими табаками.

Все вышеизложенное – не более чем гипотеза, основанная на ограниченном количестве данных. Для практических рекомендаций необходим бОльший объем изходных данных, примеров и расчетов, а так же экспериментальная проверка.

С уважением, Сергей

Сам то понял, что сказал? (Внутренний Голос)

PS. Botanic'у. Какие из доступных у нас смесей имеют наибольшее содержание сахаров? Хочу два новых Stanwell'а (#207 cherrywood и #182 apple-bent 1/8) обкурить ими, используя Ваши рекомендации.

[Sergey]

Наверняка каждый помнит леденцы на палочке, которые представляют из себя ничто иное как топленый сахар (сам в детсве делал). Так вот когда перегреешь сахар он становится наиболее похож на тот состав, который покрывает стенки обкуренной трубки.

Сахар плавится при 190 град.С, т.е. перед зоной горения. На него сразу налипнет табак, а позднее - пепел. Такое "пирожное" сложно приклеить к чему-либо.

Я вообще не уверен, что сахара, содержащиеся в табаке, похожи на традиционный кристаллический сахар и подвергаются плавлению.

[Sergey]

Shtin_Andrey Дата Dec 1 2003, 05:39 AM

Каким образом объяснить, что в Данхилловских (может такой эффект присутствует и на других трубках, а связано это с плотностью древесины - не знаю) трубках нагар образуется очень и очень долго? В моей до сих пор не образовался за полгода.

Я думаю дело в очень качественном бриаре, имеющем высокое содержание кремния, и потому термостойком. На таком бриаре долго формируется первичная матрица из древесного угля для последующего нарастания нагара. У меня то же самое с Peterson'ом. Hе знаю, что будет через полгода, но ему пошел уже второй месяц, а он гад как новенький.

С уважением, Сергей

[Алексей К.]

Марлин, я имел в виду - с внешней стороны. Потемнение неравномерно и заметны пятнышки явно более темные - размером со спичголовку или меньше.

Андрей, мне (чисто интуитивно, ИМХО!!!) кажется что по идее древесина в нагаре вообще не причем - иначе трубки бы сгорали целиком и быстро. Откуда прогар? Да древесина горит! Значит, если нет прогара, она НЕ горит. Т.е. обугливание древесины вереска не есть тот процесс который "запланирован", бриар потому и используют что слабогорюч.

По пенке хорошо видно: пенка под нагаром темнеет. Нагар легко отслаивается, в зависимости от температуры (холодная труба или теплая) - либо как твердое сыпучее, либо как некая вязкая пленка. Мой вывод - нагар это продукт горения табака, но никак не дерева. Хотя некоторое "подгорание" дерева под слоем нагара, возможно, способствует (но не более) более прочному удержанию нагара. ИМХО!

Интересно, почему Данхил делает "необкуриваемые" трубки? Должна же быть причина!

Сергей! С п. 1 согласен, остальное, увы, не понял - я и не химик и не теплофизик    Кстати, а нет ли способа провести количественный химанализ табака на содержание сахара? Быть может, это возможно? Тогда и вопрос решится.