Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[ExDi]

когда давление в окружающей среде становится меньше давления паров жидкости - скорость испарения быстро выходит на предел, и дальнейшее снижение давления в окружающем пространстве на скорость испарения уже не влияет; на этом основан один из способов измерения давления паров высококипящих жидкостей, термогравиметрически,  по скорости их испарения в хороший вакуум с поверхности известной площади (а если измерить скорость испарения при нескольких температурах - то по температурой зависимости можно и энтальпию испарения рассчитать, и пересчитать давление пара на требуемую температуру). вероятнее всего приведенные выше значения давления пара так и получены. с другой стороны, при таких низких давлениях паров кипение жидкости уже не угрожает, поскольку поверхностное натяжение капли выше, чем внутреннее давление пара

[vlad7308]

Не. В проекте ТЭМ предполагалась температура после турбины 800 или 1000К.

400 К или 320 К.

Как следует из этой таблички, 400 К или 320 К - это не температура на выходе из турбины. Это температура на выходе из радиатора. Как раз там и есть "минимальная температура цикла"

[telekast]

когда давление в окружающей среде становится меньше давления паров жидкости - скорость испарения быстро выходит на предел, и дальнейшее снижение давления в окружающем пространстве на скорость испарения уже не влияет; на этом основан один из способов измерения давления паров высококипящих жидкостей, по скорости их испарения в хороший вакуум с поверхности известной площади (а если измерить скорость испарения при нескольких температурах - то по температурой зависимости можно и энтальпию испарения рассчитать) вероятнее всего приведенные выше значения давления пара так и получены. с другой стороны, при таких низких давлениях паров кипение жидкости уже не угрожает, поскольку поверхностное натяжение капли выше, чем внутреннее давление пара

В пдф-ке приведенной мной ввше озвученны цифры потерьтна испарение специальных впкуумных масел. Минимально 0,6% массым а 22 часа при температуре 150С. За 200 суток полета к Луне потеряется 120%. А еще обратно надо. Про Венеры, Марсы и прочие Юпы можно забыть.

В тепловых трубах кипения тоже нет, оно им категорически вредно, а испарение есть. Интенствное, оно им сильно полезно. Так что поверхностное натяжение хоть и не даст(вожможно) разорвать каплю парами, но потери на испарение с поверхности предотвратить не может.
Имху

[garg]

Обратимся теперь к самим каплям.
Я могу конечно ошибаться, но капля, условно, принимает после вылета форму сферы и излучает во все стороны равномеоно. Те она "освещает" каплю летящую перед ней, за ней, сбоку, а они в свою очередь "освещают" ее, плюс капли излучают на элементы конструкции. Мне предстааляется, что половина поверхности капли работает впустую, тк излученное ею поглощается "соседями" и таким образом возвращается в цикл.

С геометрией у вас все крайне туго. Даже на плоскости вплотную стоящие вряд круги занимают у друг друга всего 1/3 окружающего пространства, в объеме - < 1/6. А для того чтоб они не сливались зазор думаю должен быть не меньше 2 диаметров.  Конструкции буксира по большей части ферменные и тоже в проекции только малый сегмент сферы для капли занимают. Так что думаю даже с многоструйной системой там дай бог будет экранированно 20%, если не 15 и меньше.

А на счет испарения - даже  если не будет настолько высококипящей жидкости, можно тончайший мешок ИК-прозрачный вокруг испарительной системы развернуть. Сотые доли паскаля держать не проблема от слова совсем, даже если его изрешетить микрометеоритами (в пределах работоспособности основной конструкции) потери носителя можно будет удержать в единицах процентов в год.

[Шлангенциркуль]

Если капли не экранируются, то с такими промежутками будет большой проигрыш в размерах, и вряд ли вообще получится выигрыш по массе.

даже  если не будет настолько высококипящей жидкости, можно тончайший мешок ИК-прозрачный вокруг испарительной системы развернуть.

Новый уровень кота в мешке, ого
А кто-то там с предыдущих страниц получал лайки за опровержение возможности соединения десятка "старлинков" электрокабелем.

[garg]

Не будет никакого проигрыша. Удлиняется всего то ферма и обратный трубопровод носителя, чтоб путь капель был достаточный для излучения. И то смотря от чего? Думаю все уже посчитано. Не знаю какие там фото нашел  telekast, быстрый поиск по гугл не дал ничего такого. Но если он даст ссылочку мы возможно увидим что там зазор между каплями побольше мной обозначенного.

[Шлангенциркуль]

Не будет никакого проигрыша. Удлиняется всего то ферма и обратный трубопровод носителя

И капли начинают выжигаться ультрафиолетом, или разлетаться в небо.

[blik]

А на счет испарения - даже  если не будет настолько высококипящей жидкости, можно тончайший мешок ИК-прозрачный вокруг испарительной системы развернуть. Сотые доли паскаля держать не проблема от слова совсем, даже если его изрешетить микрометеоритами

то есть говорим о равновесии пар-жидкость. В этом случае, очень быстро большая часть жидкости окажется на вышем тончайшем мешке, так как он холоднее. Как собирать жидкость с мешка собираетесь? Ведь он очень тонкий.

[telekast]

Обратимся теперь к самим каплям.
Я могу конечно ошибаться, но капля, условно, принимает после вылета форму сферы и излучает во все стороны равномеоно. Те она "освещает" каплю летящую перед ней, за ней, сбоку, а они в свою очередь "освещают" ее, плюс капли излучают на элементы конструкции. Мне предстааляется, что половина поверхности капли работает впустую, тк излученное ею поглощается "соседями" и таким образом возвращается в цикл.

С геометрией у вас все крайне туго. Даже на плоскости вплотную стоящие вряд круги занимают у друг друга всего 1/3 окружающего пространства, в объеме - < 1/6. А для того чтоб они не сливались зазор думаю должен быть не меньше 2 диаметров.  Конструкции буксира по большей части ферменные и тоже в проекции только малый сегмент сферы для капли занимают. Так что думаю даже с многоструйной системой там дай бог будет экранированно 20%, если не 15 и меньше.

А на счет испарения - даже  если не будет настолько высококипящей жидкости, можно тончайший мешок ИК-прозрачный вокруг испарительной системы развернуть. Сотые доли паскаля держать не проблема от слова совсем, даже если его изрешетить микрометеоритами (в пределах работоспособности основной конструкции) потери носителя можно будет удержать в единицах процентов в год.

Да че там, подумаешь какие то 15-20%. Ога.
Мешок, внезапно, нивелирует саму идею капельного теплообменника, в котором теплоносителю не нужны трубы. Плёнка, кстпти, еще добавит процент, другой снижения кпд.
И да, "Вот, Вы уже торгуетесь!" (с) 

[SONY]

Вы дали давление паров которое выше на 6 порядков давления окружающей среды. Хладогент будет бодро испаряться

Давление насыщенных паров в 0,0001 мм рт. ст. означает, что оно нифига не испаряется!
Раньше цивилизация закончится, чем лужа такой жидкости на Луне высохнет.

Капли летят роем, в несколько рядов, посмотрите фото экспериментов Капли.

И их рой - прозрачный, виден насквозь, а значит взаимное облучение ничтожно, "посмотрите фото экспериментов Капли".

У тому же конструкции буксира тоже будут поглощать излучение.

А то в случае панелей радиаторов это не так...

И чем меньше размер капель, тем больше суммарная площадь испарения

Интересно, что излучение у вас, значится, будет внутри роя поглощаться, а вот пар - нет... И это при том, что свет движется по прямой и почти мгновенно покидает рой, а пар и так медленно расширяется, а из-за столкновений молекул так и вовсе не важно, какая там площадь капель, т.к. между каплями будет давление насыщения или даже более высокое (т.к. капли быстро остывают, а потому давление насыщения быстро спадает).

Очевидно, в момент наступления равновесия перестанет кипеть, если другие причины не учитывать.
А если учитывать, то зачем то давление нужно?

Очевидно, что никакое кипение тут принципиально невозможно.

[SONY]

Как следует из этой таблички, 400 К или 320 К - это не температура на выходе из турбины. Это температура на выходе из радиатора. Как раз там и есть "минимальная температура цикла"

Цикл - он у турбины, так что температура эта должна быть именно у неё на выходе. Иначе это число вообще не имеет смысла, т.к. ни на что не влияет.
В конце концов, откуда вы взяли 800 К и 1000 К? Где ссылки?

В пдф-ке приведенной мной ввше озвученны цифры потерьтна испарение специальных впкуумных масел. Минимально 0,6% массым а 22 часа при температуре 150С

Эти масла - полная дрянь по сравнению с перфторполиэфирными жидкостями. Масла в вакуумной технике используют исключительно из-за низкой цены. А уж ВМ-1, который вы тут привели - это вообще "днище", его в насосы предварительного вакуума (форвакуумные) льют, где давление ниже 0,01 мм. рт. ст. не опускается, а температура - близка к комнатной.

[telekast]

Не будет никакого проигрыша. Удлиняется всего то ферма и обратный трубопровод носителя, чтоб путь капель был достаточный для излучения. И то смотря от чего? Думаю все уже посчитано. Не знаю какие там фото нашел  telekast, быстрый поиск по гугл не дал ничего такого. Но если он даст ссылочку мы возможно увидим что там зазор между каплями побольше мной обозначенного.

В ранешнем сообщении была ссылка https://dzen.ru/a/Y6MEbYX282X6xEJT В ней есть фото "дуршлага" с каплями. Там же кой какие данные/итоги/выводы.

[telekast]

Давление насыщенных паров в 0,0001 мм рт. ст. означает, что оно нифига не испаряется!
Раньше цивилизация закончится, чем лужа такой жидкости на Луне высохнет.

Будет испаряться, законы, они для всех одинаковы. И на Луне лужа высохнет месяца за три-четыре на солнышке.

И их рой - прозрачный, виден насквозь, а значит взаимное облучение ничтожно, "посмотрите фото экспериментов Капли".

Прозрачность в видимом диапазоне не означает прозрачность в инфракрасном.

Интересно, что излучение у вас, значится, будет внутри роя поглощаться, а вот пар - нет... И это при том, что свет движется по прямой и почти мгновенно покидает рой, а пар и так медленно расширяется, а из-за столкновений молекул так и вовсе не важно, какая там площадь капель, т.к. между каплями будет давление насыщения или даже более высокое (т.к. капли быстро остывают, а потому давление насыщения быстро спадает).

Капли не в трубе болтаются, а в открытом космосе в который молекулы пара будут постоянно улетать. Следовательно, давление паров в "трубе" будет постоянно падать, что вынудит следующие капли стремиться это компенсировать испарением с поверхности, а модекулы все улетают безвозвратно и... см начало.

В конце концов, откуда вы взяли 800 К и 1000 К? Где ссылки?

В одной ступени турбины срабатыаается перепад в среднем 150гр. Давление падает быстрее, чем температура, потому у гтд выхлоп такой горячий. Наличие в заявке теплообменника и невысокий перепад давлений позволяют предположить две ступени(силовая/свободная + турбина компрессора) у турбоагрегата. Низкий ПИк компрессора тоже указан(при высоких рекуперация бессмысленна).

Эти масла - полная дрянь по сравнению с перфторполиэфирными жидкостями

Эти масла и есть перфторполиэфирные, почитайте пдф. И нашел я ее когда искал жидкость той марки, которую Вы озвучили. Она, или очень близкий ее родственник, в таблице, кстати, есть.

А уж ВМ-1, который вы тут привели - это вообще "днище

Именно это масло применялось в экспериментах Капля-2. Претензии к  разработчикам.
Имху

[vlad7308]

Как следует из этой таблички, 400 К или 320 К - это не температура на выходе из турбины. Это температура на выходе из радиатора. Как раз там и есть "минимальная температура цикла"

Цикл - он у турбины, так что температура эта должна быть именно у неё на выходе. Иначе это число вообще не имеет смысла, т.к. ни на что не влияет

Нет. Цикл это цикл.

В конце концов, откуда вы взяли 800 К и 1000 К? Где ссылки?

Такие давались оф.цифры для тэм проекта 2010 года. 1500К на входе в турбину, 1000-800 на выходе, 400-600 (или около того) на выходе радиатора\входе в реактор.
Ссылок не будет, лень копаться в бессмысленных древних копролитах.

[blik]

Как следует из этой таблички, 400 К или 320 К - это не температура на выходе из турбины. Это температура на выходе из радиатора. Как раз там и есть "минимальная температура цикла"

Цикл - он у турбины, так что температура эта должна быть именно у неё на выходе. Иначе это число вообще не имеет смысла, т.к. ни на что не влияет.
В конце концов, откуда вы взяли 800 К и 1000 К? Где ссылки?

Для системы реактор + турбина + холодильник баланс энергии очень простой.  Поступает от ректора и уходит через холодильник и электричеством на двигатели.
Если бы на выходе турбины было 320К, то это означает, что турбина отняла от газа (1500-320)/320= 79% энергии (зная что температура и энергия газа линейно связаны). С учетом КПД  генератора 0,9 общий КПД системы приблизится к 60-65%. Но у системы заявленный КПД 25%. Куда у SONY делась энергия 60%-25%?
В случае температуры выхода из турбины 800-1000, баланс энергии сходится – заявленный 25%
.
Так что именно уважаемому SONY нужно предъявить ссылку, что на выходе турбины 320К. И объяснить разбаланс энергии в его версии.

[blik]

а пар и так медленно расширяется, а из-за столкновений молекул так и вовсе не важно, какая там площадь капель, т.к. между каплями будет давление насыщения или даже более высокое (т.к. капли быстро остывают, а потому давление насыщения быстро спадает).

Скорость молекул при 400К порядка 800 м/с. О каком давлении насыщения между каплями тут рассуждает уважаемый SONY?

PS 800 все таки наврал, но несколько сотен м/с есть точно

[SONY]

Будет испаряться, законы, они для всех одинаковы. И на Луне лужа высохнет месяца за три-четыре на солнышке.

Будьте добры подтвердить свои числа расчётами.
Если что, при температуре 140 градусов Цельсия - максимальной для поверхности Луны - давление насыщенных паров у Y HVAC 140/13 составляет менее 3*10^-6 мм рт. ст.

Прозрачность в видимом диапазоне не означает прозрачность в инфракрасном.

Речь о прозрачности из-за того, что между каплями огромные зазоры...

Капли не в трубе болтаются, а в открытом космосе в который молекулы пара будут постоянно улетать.

Да, в каком-то ничтожном, никого не волнующем, объёме будут.

В одной ступени турбины срабатыаается перепад в среднем 150гр. Давление падает быстрее, чем температура, потому у гтд выхлоп такой горячий.

Я прошу ссылки на конкретные технические данные по разрабатываемым турбинам, а не какие-то общие рассуждения.

Эти масла и есть перфторполиэфирные, почитайте пдф. И нашел я ее когда искал жидкость той марки, которую Вы озвучили. Она, или очень близкий ее родственник, в таблице, кстати, есть.

Нет, это вообще и близко не родственник. Это - смазка для ФОРвакуумных насосов. Там давление насыщенных паров минимум на три порядка выше.

Именно это масло применялось в экспериментах Капля-2. Претензии к  разработчикам.
Имху

К ним никаких претензий, т.к. им плевать было на давление паров, термостойкость и т.д. Их волновала только возможность создать и потом собрать поток капель. Все претензии именно к вам, пытающегося параметры этого эксперимента использовать как аргумент против реальной системы.

Такие давались оф.цифры для тэм проекта 2010 года. 1500К на входе в турбину, 1000-800 на выходе, 400-600 (или около того) на выходе радиатора\входе в реактор.

Нет, не давалось там никаких таких цифр.
Кстати, выход радиатора не имеет вообще никакого отношения ко входу в реактор. В радиаторе жидкий теплоноситель, а в реакторе - газообразный, являющийся одновременно рабочим телом турбины. Как не сложно догадаться, теплоноситель на выходе из радиатора всегда холоднее, чем газ на входе в реактор.

Ссылок не будет, лень копаться в бессмысленных древних копролитах.

Замечательный подход... "Вы неправы, я - прав, доказывать я это не буду - мне лень".

Но у системы заявленный КПД 25%. Куда у SONY делась энергия 60%-25%?

В теплоноситель системы охлаждения.

Так что именно уважаемому SONY нужно предъявить ссылку, что на выходе турбины 320К. И объяснить разбаланс энергии в его версии.

Я это сделал прямо сразу же, в первый же момент.

Скорость молекул при 400К порядка 800 м/с

Средняя скорость молекул с относительной массой 6600 (а именно столько у Y HVAC 140/13) при 400 К составляет 39 м/с.

О каком давлении насыщения между каплями тут рассуждает уважаемый SONY?

О том насыщении, которое возникает из-за ограниченной длинны свободного пробега столь огромных молекул.

PS 800 все таки наврал, но несколько сотен м/с есть точно

Ещё раз: 39 м/с.

[telekast]

Будьте добры подтвердить свои числа расчётами.
Если что, при температуре 140 градусов Цельсия - максимальной для поверхности Луны - давление насыщенных паров у Y HVAC 140/13 составляет менее 3*10^-6 мм рт. ст.

Если что, то 1мм рт.ст. =133,3Па. Т.е. давление насыщенных паров Y HVAC 140/13 будет превышать давление окр.среды в 39990 раз. Со всеми вытекающими/испаряющимися.

Речь о прозрачности из-за того, что между каплями огромные зазоры...

И что? С точки зрения убывания энергии фотона этих расстояний, считай, что нет. Фотоны тепловые, с низкой энергией, те легко поглощаются. Расстояния, ессно, влияют на угловой диаметр капли, но капель много, потому  вглубь, к ферме эффективностьтотдачи излучением у потока будет падать.

Да, в каком-то ничтожном, никого не волнующем, объёме будут.

А зря не волнуетесь. Разница давлений на порядки(см.выше) и необходимость высоких температур теплоносителя дадут ощутммые потери. Конкретные цифры может дать опыт. На той же МКС. У Y HVAC 140/13 в таблмце указана теплота испарения 5 кал/гр при 200С наверноеине просто так. У НЕиспаряющихся жидкостей теплоты парообразования нет по определению.

Нет, это вообще и близко не родственник. Это - смазка для ФОРвакуумных насосов. Там давление насыщенных паров минимум на три порядка выше.

Посмотрите наконец в документ. 5 стр. Крайняя правая колонка в таблице. Это тот самый Y HVAC 140/13. При этом весь документ относится именно к PFPE, что Вы изначально оспаривали. Только те, что для низкого вакуума(предполагаю на это указывает буква "L" в маркировке) имеют данные оиротерях на испарение, а Ваш Y HVAC 140/13, который для высокого вакуума("H" - высокий?) этих данных не имеет. Потому приходится интерполировать, предполагать исходя из косвенных данных типа давления паров. И разница в давлениях паров не на три, а на два порядка, два с половиной, и не минимум, а максимум.

Все претензии именно к вам, пытающегося параметры этого эксперимента использовать как аргумент против реальной системы

Едиественная реальная система на сегодняшмй день это Капля-2 с "нехорошим ВМ-1". Остальное на стадии аванпроекта. Очередного.

Их волновала только возможность создать и потом собрать поток капель

Весьма странно создавать/собирать капли теплоносителя отличающегося по своим свойствам, скажем по поверхностному натяжению, от планируемого. Ну, да ладно. 
Имху 

[telekast]

Я прошу ссылки на конкретные технические данные по разрабатываемым турбинам, а не какие-то общие рассуждения.

Конкретеые формулы расчета, значения коэфф и пр в литеоатуоюре, например, по гтд.  Можетеиглянуть, скажем, оасчет АЛ-31Ф(Су-27). Вот газодинамический расчет турбины начинается https://studfile.net/preview/6653934/page:24/
Внизу страницы параметры газа перед  рабочим колесом турбины высокого дпвления.  Температура 1555К. На следующей странице вверзу первая же флрмула ает температуру за турбиной высокого давления - 1378К. Сработанный в ступени перепад температур 177градусов. Пример клнкретней некуда. 

[mihalchuk]

Вы не можете просматривать это вложение.
Как-то я упустил про рекуперацию. Интересно, рассматривался ли вариант паровой турбины? В ней в радиатор будет поступать газообразное рабочее тело, а выходить - жидкость. При этом температура газа на входе будет ненамного выше температуры выходящей жидкости. Плюс - отсутствие компрессора, вместо него жидкостной насос высокого давления, энергия на сжатие почти не тратится, КПД повышается. Единственный вопрос - где взять такое рабочее тело.