Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Stak]

Вот такая идея в голову пришла - раз уж с капельным радиатором не срастается (насколько я понимаю - главная проблема в невозможности обеспечить нужную точность/соосность для отверстий генератора капель), есть вариант попроще, отказаться от генерации капель и их улавливания:

Вместо потоков капель - струны или ленты, смачиваемые жидким теплоносителем. 
т.к. струны (ленты) смачиваются, теплоноситель по идее будет удерживается на них. И сохранять форму за счёт сил поверхностного натяжения. 
т.е. если с холодной стороны его откачивать - будет циркуляция. Если теплоноситель металлический - то перекачка возможна электромагнитным насосом. 
Жидкий литий, по идее, должен неплохо подойти (рассматривается для некоторых токомаков как материал первой стенки, т.е. опыт применения в вакууме есть , там же по ссылке образцы металлического полотна, смоченного литием). Ткип. 1613К.

Устойчив к воздействию микрометеоритов (т.к. нет герметичного контура).
Можно реализовать резистивный подогрев контура, для возможности останова и повторного запуска.

[garg]

Жидкий литий, по идее, должен неплохо подойти (рассматривается для некоторых токомаков как материал первой стенки, т.е. опыт применения в вакууме есть , там же по ссылке образцы металлического полотна, смоченного литием). Ткип. 1613К.

Это при каком давлении кипение? Если при атмосферном,  то в вакууме литий разлетится в стороны даже раньше 1000 К.

[Александр Геннадьевич Шлядинский]

Вот такая идея в голову пришла - раз уж с капельным радиатором не срастается (насколько я понимаю - главная проблема в невозможности обеспечить нужную точность/соосность для отверстий генератора капель), есть вариант попроще, отказаться от генерации капель и их улавливания:

Вместо потоков капель - струны или ленты, смачиваемые жидким теплоносителем.
т.к. струны (ленты) смачиваются, теплоноситель по идее будет удерживается на них. И сохранять форму за счёт сил поверхностного натяжения.
т.е. если с холодной стороны его откачивать - будет циркуляция. Если теплоноситель металлический - то перекачка возможна электромагнитным насосом.
Жидкий литий, по идее, должен неплохо подойти (рассматривается для некоторых токомаков как материал первой стенки, т.е. опыт применения в вакууме есть , там же по ссылке образцы металлического полотна, смоченного литием). Ткип. 1613К.

Устойчив к воздействию микрометеоритов (т.к. нет герметичного контура).
Можно реализовать резистивный подогрев контура, для возможности останова и повторного запуска.

На сколько я в теме, смысл капельного радиатора в каплях. В том, что нагретое тепловыделяющее вещество делится на капли, имеющие огромную площадь излучения. Это позволяет как раз резко сократить вес и габариты теплообменника. Если же теплообменное вещество просто течет, то тут уже не сильно важно, течет оно внутри труб, или снаружи по струнам и лентам. Радиатор становится огромным и тяжелым...

[pro-jectt]

А как теплоноситель можно откачать насосом через струну или ленту? Это ведь не трубки, внутри которых течёт теплоноситель.

[Антикосмит]

А как теплоноситель можно откачать насосом через струну или ленту? Это ведь не трубки, внутри которых течёт теплоноситель.

Можно вот как. Делать струны возобновляемыми на случай обрыва. И может быть даже испаряемыми для удаления при обрыве. Как паутину у пауков - выпускать со стороны распылителя. Паутинки делать заряженными, чтобы налипали капли. Заряженные капли будут друг от друга отталкиваться и сохранять дистанцию. Правда для их движения нужно будет или ускорение или довольно сильное электрическое поле. В идеале можно взять ту же паутину  как наиболее прочный естественный полимер и гель-прядением её испускать из фильер. Можно и СВМПЭ точно так же. На стороне коллектора точки приема паутинок делать выступающими в виде острия для локального усиления величины заряда, чтобы паутинки липли туда надежно и упорядоченно. Заряженные паутинки будут друг от друга отталкиваться и не липнуть.

Какая там величина капелек планировалась? Наверное в резонанс с длиной волны при температуре теплоносителя?

P.S. Кстати, вы в курсе, что у СВМПЭ теплопроводность как у металла? Это малоизвестный факт.

[Stak]

Жидкий литий, по идее, должен неплохо подойти (рассматривается для некоторых токомаков как материал первой стенки, т.е. опыт применения в вакууме есть , там же по ссылке образцы металлического полотна, смоченного литием). Ткип. 1613К.

Это при каком давлении кипение? Если при атмосферном,  то в вакууме литий разлетится в стороны даже раньше 1000 К.

Да, пожалуй испарение самая большая проблема для такой схемы. Но в статье по ссылке (стр.18) пишут, что поверхностные загрязнения на слое лития (присадки?) могут снизить испарение на порядки.

А как теплоноситель можно откачать насосом через струну или ленту? Это ведь не трубки, внутри которых течёт теплоноситель.

два коллектора - подающий и откачивающий, между ними лента, пропитанная литием. Также, как описано в статье про токомаки.

[algol5720]

"В 2024-2025-х годах планируется эксперимент", - отметил Кошлаков, отвечая на вопрос, когда планируется проведение эксперимента "Капля-2".По словам гендиректора предприятия, уже разработана проектная документация. Сейчас Центр Келдыша приступает к изготовлению макетов и научной аппаратуры для проведения эксперимента в многоцелевом лабораторном модуле "Наука". Эксперимент, уточнил гендиректор, не является длительным.

По моему с капельным холодильником самая большая проблема в создании мощных и относительно легких и компактных ТЭМ. Все остальное относительно решаемо.Все это описано у Гильзина еще в 1970 году, а воз(ТЭМ) и поныне там.Основная проблема ТЭМа - во многом проблема сброса "лишнего"тепла из-за низкого кпд преобразования тепловой энергии в электрическую. Тот,кто решит эту проблему покорит ближний и дальний космоса. 

[algol5720]

Я вообще советую многим участникам форума НК прочитать хотя бы для ликбеза К.Гильзина.

[blik]

Вот такая идея в голову пришла - раз уж с капельным радиатором не срастается (насколько я понимаю - главная проблема в невозможности обеспечить нужную точность/соосность для отверстий генератора капель), есть вариант попроще, отказаться от генерации капель и их улавливания:

Вместо потоков капель - струны или ленты, смачиваемые жидким теплоносителем.
т.к. струны (ленты) смачиваются, теплоноситель по идее будет удерживается на них. И сохранять форму за счёт сил поверхностного натяжения.
т.е. если с холодной стороны его откачивать - будет циркуляция. Если теплоноситель металлический - то перекачка возможна электромагнитным насосом.
Жидкий литий, по идее, должен неплохо подойти (рассматривается для некоторых токомаков как материал первой стенки, т.е. опыт применения в вакууме есть , там же по ссылке образцы металлического полотна, смоченного литием). Ткип. 1613К.

Устойчив к воздействию микрометеоритов (т.к. нет герметичного контура).
Можно реализовать резистивный подогрев контура, для возможности останова и повторного запуска.

На сколько я в теме, смысл капельного радиатора в каплях. В том, что нагретое тепловыделяющее вещество делится на капли, имеющие огромную площадь излучения. Это позволяет как раз резко сократить вес и габариты теплообменника. Если же теплообменное вещество просто течет, то тут уже не сильно важно, течет оно внутри труб, или снаружи по струнам и лентам. Радиатор становится огромным и тяжелым...

Если радиус цилиндра в 1.5 раза меньше радиуса капли, то отношение площади к объему (к массе) у них одинаковое. Идея использования струн, с этой точки зрения, по порядку величины сравнима с капельной.

[SONY]

Основная проблема ТЭМа - во многом проблема сброса "лишнего"тепла из-за низкого кпд преобразования тепловой энергии в электрическую

Задача капельного холодильника как раз в том, чтобы сбрасывать сколько угодно тепла при минимальной массе системы охлаждения.

[SONY]

Если радиус цилиндра в 1.5 раза меньше радиуса капли, то отношение площади к объему (к массе) у них одинаковое. Идея использования струн, с этой точки зрения, по порядку величины сравнима с капельной.

У вас не получится сделать маленький радиус струны. Как и вообще струны стабильного радиуса.

Чтобы прокачивать теплоноситель по струне, вам нужно будет нагнать кучу теплоносителя с одной стороны, что даст там здоровенный диаметр струны вместе со слоем жидкости сверху, а с другой стороны полностью весь теплоноситель откачать, оставив только тончайшую ниточку. Только тогда капиллярные силы худо-бедно будут проталкивать теплоноситель вдоль струны. Из-за этого при любой адекватной скорости прокачки у вас получится система, которая хуже не то, что капельной, а даже обычного радиатора.

[vlad7308]

НАХРЕНА всё это?! До вас до сих пор не дошло, что проблемы ионизации рабочего тела не существует, есть только проблема его разгона?...

на самом деле даже этой проблемы нет
Есть проблема использования тепловых машин в вакууме

[AlexandrU]

Вот такая идея в голову пришла...
Вместо потоков капель - струны или ленты, смачиваемые жидким теплоносителем.
т.к. струны (ленты) смачиваются, теплоноситель по идее будет удерживается на них. И сохранять форму за счёт сил поверхностного натяжения...

Именно прокачивать по струне, скорей всего не получится, но можно теплоноситель вытягивать струной или лентой, перематывая оную.
А можно ещё добавить к жидкостному ХИ низкотемпературный газовый и т.о. сократить общую площадь и массу холодильника в полтора раза.

[SONY]

А можно ещё добавить к жидкостному ХИ низкотемпературный газовый и т.о. сократить общую площадь и массу холодильника в полтора раза.

Эээ... Газовый холодильник-излучатель? Это как?

Если газ выпускать прямо в космос, то он просто улетучится во все стороны, что, безусловно, обеспечит отличное охлаждение, но запасы газа быстро иссякнут.
Если же газ пускать внутри труб, то излучать будут трубы, а газ будет лишь теплоносителем, причём малоэффективным из-за очень низкой (по сравнению с жидкостями) объёмной теплоёмкостью.

[AlexandrU]

Эээ... Газовый холодильник-излучатель? Это как?
...

Вот так.

[SONY]

Вот так.

Не увидел там ответа на

Если газ выпускать прямо в космос, то он просто улетучится во все стороны, что, безусловно, обеспечит отличное охлаждение, но запасы газа быстро иссякнут.

Если же газ пускать внутри труб, то излучать будут трубы, а газ будет лишь теплоносителем, причём малоэффективным из-за очень низкой (по сравнению с жидкостями) объёмной теплоёмкостью.

[Stak]

Вот такая идея в голову пришла...
Вместо потоков капель - струны или ленты, смачиваемые жидким теплоносителем.
т.к. струны (ленты) смачиваются, теплоноситель по идее будет удерживается на них. И сохранять форму за счёт сил поверхностного натяжения...

Именно прокачивать по струне, скорей всего не получится, но можно теплоноситель вытягивать струной или лентой, перематывая оную.
А можно ещё добавить к жидкостному ХИ низкотемпературный газовый и т.о. сократить общую площадь и массу холодильника в полтора раза.

Электродинамическую перекачку можно ещё предложить, как в рельсотроне - два набора параллельных струн в два слоя, на одном слое плюс, на другом минус. Между каждой парой струн - инжектируются с заданными промежутками капли теплоносителя. Силой ампера капли будут перемещаться к дальнему концу струн.

[AlexandrU]

Вот так.

Не увидел там ответа на...

Турбомашина условно не показана, а суть схемы - температура ХИ не уходит ниже 400К, что и снижает общую площадь, относительно схемы с полной передачей тепла жидкому контуру или схемы с только газовым ХИ.

[SONY]

Электродинамическую перекачку можно ещё предложить, как в рельсотроне - два набора параллельных струн в два слоя, на одном слое плюс, на другом минус. Между каждой парой струн - инжектируются с заданными промежутками капли теплоносителя. Силой ампера капли будут перемещаться к дальнему концу струн.

Это невозможно.

Ток не только толкает капли, но и расталкивает струны. Причём сила, которая расталкивает струны, на много порядков больше силы, которая толкает каплю (если расстояние между струнами 0,3 мм, диаметр струн 0,03 мм, а длина - 30 м, то разница доходит до четырёх порядков). В результате струны расходятся, капля рвётся, ток разрывается.
Даже если каким-то неведомым образом создать абсолютно твёрдые струны, чтобы создать сколько-нибудь значимую силу потребуется большой ток. Для получения силы 1 мН при расстоянии между центрами рельс в 0,3 мм и диаметре проволочек 0,03 мм нужно будет 33 А. Кажется мало, но при диаметре 0,03 мм максимальный допустимый ток через медный проводник составляет... 0,007 А. Увеличение сечения при неизменном токе приведёт к снижению силы. Да, при больших размерах провода и очень большом токе всё "сойдётся", но весить это будет безумно и электричества жрать будет немеряно, работая не холодильником, а нагревателем.

Турбомашина условно не показана, а суть схемы - температура ХИ не уходит ниже 400К, что и снижает общую площадь, относительно схемы с полной передачей тепла жидкому контуру или схемы с только газовым ХИ.

Ещё раз:

Если газ выпускать прямо в космос, то он просто улетучится во все стороны, что, безусловно, обеспечит отличное охлаждение, но запасы газа быстро иссякнут.

Если же газ пускать внутри труб, то излучать будут трубы, а газ будет лишь теплоносителем, причём малоэффективным из-за очень низкой (по сравнению с жидкостями) объёмной теплоёмкостью.

У вас по прежнему нет никакого ответа на это.

[AlexandrU]

Если газ выпускать прямо в космос, то он просто улетучится во все стороны, ...

Если же газ пускать внутри труб, то излучать будут трубы, а газ будет лишь теплоносителем, причём малоэффективным из-за очень низкой (по сравнению с жидкостями) объёмной теплоёмкостью.

Газ не выбрасывается, излучают трубки, мощность газового ХИ 1/6 от общей, сбрасываемая делта 50К.
http://paralay.iboards.ru/viewtopic.php?p=622837#p622837