РД со сверхпроводниками.

Автор Cooper, 11.11.2009 23:36:18

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Cooper

Уже сейчас достигнута плотность накопления энергии в сверхпроводниковых катушках на два порядка превышающая энергию бензина тойже массы и ограничиваеться прочностью материалов катушки.
Первая ступень может выглядеть так: в баке второй с жидким кислородом лежит сверхкатушка отбором энергии от которой разогреваеться индукционным способом атмосферный воздуздух в сопле первой ступени  .. или  у обычного жрд удлиняем сопло и догреваем   остывающий газ ..

boez

На два порядка??? Бензина? Ссылку бы... А то что-то не видно подобных предложений на рынке стационарных аккумуляторов - хотя там и массу, и сложность системы охлаждения можно пережить. Маховики даже есть. а вот сверхпроводников не заметно... Это ж была бы революция, в том числе в электромобилестроении.

Cooper

ЦитатаНа два порядка??? Бензина? Ссылку бы... А то что-то не видно подобных предложений на рынке стационарных аккумуляторов - хотя там и массу, и сложность системы охлаждения можно пережить. Маховики даже есть. а вот сверхпроводников не заметно... Это ж была бы революция, в том числе в электромобилестроении.

сорри прямая ссылка по подписке
http://74.125.93.132/search?q=cache:8qTvtmydH7gJ:superconductorweek.com/cms/index.php/Superconductor-Week-Volume-22/Superconductor-Week-No.-2214/Impact-on-SLAC-Jobs-Unclear.html+superconductors+tesla&cd=8&hl=en&ct=clnk

22Tesla  поле высота катушки 10 см

dan14444

Посмотрел ссылко. Про 2 порядка и бензин ничего не увидел. ПМСМ это невозможно в принципе - теоретическая максимальная прочность определяется тем же типом связей, что и энергия из горелого бензина.

avmich

ЦитатаПосмотрел ссылко. Про 2 порядка и бензин ничего не увидел. ПМСМ это невозможно в принципе - теоретическая максимальная прочность определяется тем же типом связей, что и энергия из горелого бензина.

Это почему?

boez

Хм. Да, оказывается даже опытные образцы есть (не у этих товарищей, у других http://www.accel.de/pages/2_mj_superconducting_magnetic_energy_storage_smes.html - просто нагуглил) - но до бензина им вроде пока далековато. 2 МДж это 50 граммов бензина если не ошибаюсь, а весит эта штука явно не меньше сотни кг. Поле у нее 4.5 тесла, ну значит аналогичная катушка с полем 22 тесла будет в 25 раз емче - ну полтора литра бензина заменит. Это еще даже не превышение, а так - попытки приблизиться.
По мне так воздушно-цинковые элементы http://www.membrana.ru/lenta/?9835 перспективнее - но это может оказаться такой же уткой для развода инвесторов, как EESTOR с их нанопуперконденсаторами.

dan14444

Патамучта энергия, потребная на разрыв материала (при монотонной зависимости сила-координата) не может быть больше энергии, потребной на его испарение - разрыв связей и там и там. А это никак не выше того, что даст окисление бензину.

Тут где-то это обсуждалось - в маховиках, что ли... С магнитами может быть получче, но не на 2 порядка. Не верится мне в самокомпенсирующие поля замысловатой конфигурации.

boez

Ну как бы сравнение энергий на разрыв и на испарение не сильно корректно ни с какой стороны, потому что энергия на разрыв описывает "пружинный накопитель" - запасение энергии с помощью упругой деформации, а маховик запасает кинетическую энергию. А катушка - энергию магнитного поля. Ну и испарение это не то же самое, что и окисление. И расчетная энергоемкость маховика на кевларе вроде как уже превышает энергоемкость углеводородных горючих. Но не на два порядка :)

dan14444

Ё... Ну лень мне "чисто" расписывать. Почитайте тему о маховиках.
А вот это:
Цитатарасчетная энергоемкость маховика на кевларе вроде как уже превышает энергоемкость углеводородных горючих
- явная фигня.

boez

Извиняюсь, это я пожалуй погорячился - наверное перепутал с нанотрубками, которых пока все равно нету. Пересчитал для последних достижений космическолифтовых товарищей (3.6 МПа*м^3/кг вот отсюда http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/11/09/141300.html) - это 1.8 МДж/кг энергоемкости, причем это без учета всего остального кроме маховика - фигня в общем выходит, несерьезно.

Cooper

ЦитатаПатамучта энергия, потребная на разрыв материала (при монотонной зависимости сила-координата) не может быть больше энергии, потребной на его испарение - разрыв связей и там и там. А это никак не выше того, что даст окисление бензину.

Тут где-то это обсуждалось - в маховиках, что ли... С магнитами может быть получче, но не на 2 порядка. Не верится мне в самокомпенсирующие поля замысловатой конфигурации.
Везде написано что предел накопления ограничен прочностью материала..я думаю стальная катушка на сжатие как раз на два порядка превысит энергию связи у углеводорода

Cooper

ЦитатаХм. Да, оказывается даже опытные образцы есть (не у этих товарищей, у других http://www.accel.de/pages/2_mj_superconducting_magnetic_energy_storage_smes.html - просто нагуглил) - но до бензина им вроде пока далековато. 2 МДж это 50 граммов бензина если не ошибаюсь, а весит эта штука явно не меньше сотни кг. Поле у нее 4.5 тесла, ну значит аналогичная катушка с полем 22 тесла будет в 25 раз емче - ну полтора литра бензина заменит. Это еще даже не превышение, а так - попытки приблизиться.
По мне так воздушно-цинковые элементы http://www.membrana.ru/lenta/?9835 перспективнее - но это может оказаться такой же уткой для развода инвесторов, как EESTOR с их нанопуперконденсаторами.
Сейчас нашли материал на 100Тесла сверхпроводник..работают над катушкой..

Cooper

ЦитатаХм. Да, оказывается даже опытные образцы есть (не у этих товарищей, у других http://www.accel.de/pages/2_mj_superconducting_magnetic_energy_storage_smes.html - просто нагуглил) - но до бензина им вроде пока далековато. 2 МДж это 50 граммов бензина если не ошибаюсь, а весит эта штука явно не меньше сотни кг. Поле у нее 4.5 тесла, ну значит аналогичная катушка с полем 22 тесла будет в 25 раз емче - ну полтора литра бензина заменит. Это еще даже не превышение, а так - попытки приблизиться.
По мне так воздушно-цинковые элементы http://www.membrana.ru/lenta/?9835 перспективнее - но это может оказаться такой же уткой для развода инвесторов, как EESTOR с их нанопуперконденсаторами.
Я не знаю сколько весит эта катушка возможно вас вводит в заблуждение термоизолируюший кожуш..он выглядет большим  но не тяжелый. Катушка магнита на 22 Tesla в высоту 10 сантиметров обмотка 1.5 мм сечение провода ..если я правильно понял 6 оборотов . это килограмм 10 максимум

dan14444

ЦитатаВезде написано что предел накопления ограничен прочностью материала..я думаю стальная катушка на сжатие как раз на два порядка превысит энергию связи у углеводорода
Не путайте тёплое с мягким. Энергия металлической связи (затрата на удаление атома металла из куска на бесконечное расстояние, ~ энергии испарения) куда меньше того, что выделит углеводород соответствующей массы при сгорании.
Если говорить о сжатии - то давить можно хоть до вырожденных нейтронов; увы, но не сжатие определяет прочность :).
А для деформации та же фигня, что и для разрыва - если вы вкачали в материал больше энергии, чем потребно для диссоциации всех его связей - целым он не останется.

Cooper

Цитата
ЦитатаВезде написано что предел накопления ограничен прочностью материала..я думаю стальная катушка на сжатие как раз на два порядка превысит энергию связи у углеводорода
Не путайте тёплое с мягким. Энергия металлической связи (затрата на удаление атома металла из куска на бесконечное расстояние, ~ энергии испарения) куда меньше того, что выделит углеводород соответствующей массы при сгорании.
Если говорить о сжатии - то давить можно хоть до вырожденных нейтронов; увы, но не сжатие определяет прочность :).
А для деформации та же фигня, что и для разрыва - если вы вкачали в материал больше энергии, чем потребно для диссоциации всех его связей - целым он не останется.
я понимаю что вы говорите ..но сила действующая на проводник пропорциональна квадрату запасаемой энергии в катушке..у учтите что у вас не только углеводород а и кислород ..

Вольфрам 8.66 эв
Сталь 4.29 эв на атом а типичные процессы горения характеризуются энергией от 0,1 до 1,0 эВ.

Monoceros

ЦитатаПатамучта энергия, потребная на разрыв материала (при монотонной зависимости сила-координата) не может быть больше энергии, потребной на его испарение - разрыв связей и там и там. А это никак не выше того, что даст окисление бензину.
А как связана кинетическая энергия маховика с энергией на разрыв его материала? Кинетическая напрямую явно связана с силой, которая совсем не напрямую связана с энергией разрыва связей...

hcube

Посчитайте усилие на разрыв для кольца, запасающего N джоулей при массе M (радиус не важен, он при расчете сокращается, значение имеет только удельная энергоемкость). И сравните с прочностью существующих материалов :-). У железа с вольфрамом, к слову, кроме высокой энергии связи, еще и немалая атомная масса :-) Практически, как теорпредел, можно на супермаховике из углеродного волокна получить запас энергии такой же, как у бензина - это очень хорошо, на самом-то деле, потому что механическую энергию можно почти без потерь перегнать в электричество, в движение, во что угодно - а энергию окисления надо еще через преобразователь прогнать, с КПД от силы процентов 40. И зарядить СМ можно весьма быстро.

Кроме того, при использовании атмосферного кислорода для окисления углеводородов, массовая отдача раза в три повыше - бе _топливо_ мы везем, а окислитель есть на месте.
Звездной России - Быть!

Chilik

ЦитатаПересчитал для последних достижений космическолифтовых товарищей (3.6 МПа*м^3/кг вот отсюда http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/11/09/141300.html) - это 1.8 МДж/кг энергоемкости, причем это без учета всего остального кроме маховика - фигня в общем выходит, несерьезно.
Есть у меня несколько знакомых строителей маховиков, которые делают реальные изделия. Если правильно понимаю их слова, то маховики выгодны, когда нужна большая удельная мощность. По удельному энергозапасу они неконкурентоспособны по сравнению с керосином и Ко.
Интереса ради можно глянуть на диаграммку слева внизу стр. 2 вот тут: https://www.llnl.gov/str/pdfs/04_96.2.pdf

dan14444

ЦитатаКинетическая напрямую явно связана с силой, которая совсем не напрямую связана с энергией разрыва связей...
Не напрямую - то, что я привёл - предельная верхняя и крайне грубая оценка, разумеется.

Если ваш материал растягивает с силой, превышающей максимум на зависимости межатомное состояние - сила  - материалом он быть перестанет. Максимальная энергия, на это потребная - интеграл изменения координаты от ненагруженной связи по этой самой силе. Которая грубо выглядит как функция координаты 10 в 12 минус 10 в 6й...

А совсем "на пальцах" - "идеальный маховик" можно раскручивать, пока с поверхности не начнут атомы отрываться и улетать. Т.е. он не начнёт испарятся :)

С магнитами всё сложнее, но 2 порядка, заявленные в начале топика, звучат абсолютно нереалистично.

поверхностный

ЦитатаПересчитал для последних достижений космическолифтовых товарищей (3.6 МПа*м^3/кг вот отсюда http://www.membrana.ru/articles/technic/2009/11/09/141300.html) - это 1.8 МДж/кг энергоемкости
Я думаю, вы включили только кинетическую энергию. С учетом потенциальной энергии растянутого материала должно быть побольше. Причем, эта потенциальная энергия и есть по сути энергия химических связей в материале. С кинетической энергией она суммируется.

На прошлом витке дискуссии на этот аргумент никак не прореагировали.