Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[ExDi]

Вполне нормально. 

не, не нормально; в полете по прараболе в атмосфере неизбежны заметные - и постоянно меняющиеся вариации силы тяжести, которые будут существенно возмущать капельный поток. и как бы не самое существенное - абсолютно необходимо моделировать еще один фактор, глубокий вакуум, и все это на масштабах по крайней мере сопоставимых с размерами реального устройства.

[telekast]

Думаю что возможно имеет смысл пробовать ультразвук... хотя разработчикам конечно виднее... 

Это та же самая технология, что и в струйных принтерах, пьезоголовка, я ранее писал прр это  Только в вашем увлажнителе он работает с другой частотой. 

[SONY]

Вы заблуждаетесь. На текущем уровне развития науки и техники оптимум в районе 25%.

Оптимум в районе 25% при температуре нагревателя в 1500 К получается при КПД в 100% от КПД цикла Карно. Мне нужно пояснять, что такой уровень недостижим сейчас и, более того, недостижим в принципе, т.к. является теоретическим пределом?.. Кстати, нижняя температура цикла при этом будет где-то 1110-1120 К.
Вы не можете просматривать это вложение.
При нижней температуре цикла в 400 К КПД цикла Карно составляет 73,3%, а КПД преобразователя буксира планировался 26% - в 2,82 раза меньше или 35,5% от КПД цикла Карно. В таких условиях (наш КПД - 0,355 от КПД цикла Карно) оптимальный по площади радиаторов КПД находится в районе 7,5%. Что интересно, нижняя температура при этом 1180-1190 К, т.е. не сильно отличается от прошлого случая. Можно сказать, что нам в любом случае нужны температуры 1100-1200 К.
Вы не можете просматривать это вложение.

[telekast]

Для газовых турбин считать нужно по циклу Брайтона. В табличке был указан перепад давления на компрессоре, те, степень повышения дааления 2,4. Рабочим телом, предполагаю, является ксенон. Он обычно применяется в ионниках. Логично этот же газ заодно поьзовать в ГТУ. Тем более у него высокий показатель адиабатты, что важно для термокпд цикла и он инертный, будет мало влиять на ресурс активной зоны реактора. Кпд идеального цикла ксенона получается 1 - 1 / 2,4^{(1,66-1)/1,66) = 0,29396

[AlexandrU]

Оптимум в районе 25% при температуре нагревателя в 1500 К получается при КПД в 100% от КПД цикла Карно...
При нижней температуре цикла в 400 К КПД цикла Карно составляет 73,3%, а КПД преобразователя буксира планировался 26% - в 2,82 раза меньше или 35,5% от КПД цикла Карно...

Бред какой-то...

Дано:
Температуры цикла 1500-400К, для Δt=1100К тепловая мощность 1880кВт, эл.мощность 470кВт, КПД 25%, кол-во раб.тела единица.
Найти:
Площадь холодильника-излучателя.
Ответ:
Интеграл 1/Т^4 на отрезке 1225-400 равен 5,027·10^-9 
тогда (5,027·10^-9)·(1/825К)=6,093·10^-12
6,093·10^-12·(1410000Вт/5,6693·10^-8)=151,54м²

Не сложно посчитать площади ХИ для всех возможных КПД:
КПД 0% ХИ 154,03м²
КПД 10% ХИ 153,27м²
КПД 50% ХИ 145,29м²
КПД 75% ХИ 124,33м²
КПД 87% ХИ 94,24м²
КПД 97% ХИ 33,23м²
КПД 100% ХИ 0м²

Если хочется в координатах Карно, то 0,73·КПД цикла, например: 0,73·0,25=0,18

[ядерная лапка]

Оптимум в районе 25% при температуре нагревателя в 1500 К получается при КПД в 100% от КПД цикла Карно...
При нижней температуре цикла в 400 К КПД цикла Карно составляет 73,3%, а КПД преобразователя буксира планировался 26% - в 2,82 раза меньше или 35,5% от КПД цикла Карно...

Бред какой-то...

Дано:
Температуры цикла 1500-400К, для Δt=1100К тепловая мощность 1880кВт, эл.мощность 470кВт, КПД 25%, кол-во раб.тела единица.
Найти:
Площадь холодильника-излучателя.
Ответ:
Интеграл 1/Т^4 на отрезке 1225-400 равен 5,027·10^-9 
тогда (5,027·10^-9)·(1/825К)=6,093·10^-12
6,093·10^-12·(1410000Вт/5,6693·10^-8)=151,54м²

Не сложно посчитать площади ХИ для всех возможных КПД:
КПД 0% ХИ 154,03м²
КПД 10% ХИ 153,27м²
КПД 50% ХИ 145,29м²
КПД 75% ХИ 124,33м²
КПД 87% ХИ 94,24м²
КПД 97% ХИ 33,23м²
КПД 100% ХИ 0м²

Если хочется в координатах Карно, то 0,73·КПД цикла, например: 0,73·0,25=0,18

Поправьте меня если я не прав.кпд тепловой машины = температура нагревателя -  температура холодильника.
Температура нагревателя ограничена "сверху" (температура реактора) значит для повышения кпд должна быть ниже температура в холодильнике, но чем ниже температура в холодильнике чем хуже он излучает тепло.(Закон Стефана-Больцмана)
"Полная объёмная плотность равновесного излучения и полная испускательная способность абсолютно чёрного тела пропорциональны четвёртой степени его температуры."
Те чем меньше кпд турбины\термоэмисси, тем горячее хладагент в ХИ а значит эффективнее ХИ.Так?

[Sembler]

Ядерный источник будет выделять тепло в полном объеме с момента своего рождения на земле - управлять распадом невозможно и следовательно процесс невозможно "прижать" до времени выхода на орбиту

    ?!!

Да, это просто пять. Невозможно говорит.

он, вероятно, спутал с РИТЭГом

Виноват. Я действительно, почему-то подумал, что там РИТЭГ.
Принцип работы Зевса нашел в https://strana-rosatom.ru/2022/04/11/roskosmos-vpervye-pokazal-shemu-ra/#:~:text=%D0%9F%D0%A0%D0%98%D0%9D%D0%A6%D0%98%D0%9F%20%D0%A0%D0%90%D0%91%D0%9E%D0%A2%D0%AB%20%C2%AB%D0%97%D0%95%D0%92%D0%A1%D0%90%C2%BB,%D1%86%D0%B8%D1%80%D0%BA%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8E%20%D1%82%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%81%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8F%20%D0%BF%D0%BE%20%D0%B7%D0%B0%D0%BC%D0%BA%D0%BD%D1%83%D1%82%D0%BE%D0%BC%D1%83%20%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D1%82%D1%83%D1%80%D1%83.
Вы не можете просматривать это вложение.

[AlexandrU]

...Те чем меньше кпд турбины\термоэмисси, тем горячее хладагент в ХИ а значит эффективнее ХИ.Так?

Не совсем. Растёт как удельная эффективность(Вт/м²) ХИ, так и площадь.

[ядерная лапка]

Не совсем. Растёт как удельная эффективность(Вт/м²) ХИ, так и площадь.

Но эффективность излучения же под четвертой степенью.

[AlexandrU]

Но эффективность излучения же под четвертой степенью.

Да. Выше я привёл зависимость площади ХИ от КПД, например, для КПД 50% площадь ХИ 145,29м², а для КПД 0% - ХИ 154,03м².
Т.е., излучаемая мощность выросла в 2 раза, а площадь ХИ всего на 6%.

[ядерная лапка]

Решение специфических для капельной системы охлаждения проблем потребует дополнительного резервирования и оборудования. Останется ли после этого предполагаемый (?) выигрыш в массе по сравнению с простым и стойким к воздействиям радиатором?

Вы не можете просматривать это вложение.

[ядерная лапка]

Да. Выше я привёл зависимость площади ХИ от КПД, например, для КПД 50% площадь ХИ 145,29м², а для КПД 0% - ХИ 154,03м².
Т.е., излучаемая мощность выросла в 2 раза, а площадь ХИ всего на 6%.

А какая температура холодильника при КПД 50% у вас и допустим при 25%?

[AlexandrU]

А какая температура холодильника при КПД 50% у вас и допустим при 25%?

Температура на входе в ХИ при КПД 50% 950К, при КПД 25% 1225К. На выходе 400К.

[SONY]

Не сложно посчитать площади ХИ для всех возможных КПД:
КПД 0% ХИ 154,03м²

Уже отсюда очевидно, что считали вы решительно неправильно. При КПД 0% площадь радиатора бесконечна, т.к. для получения конечной полезной мощности (480 кВт) при нулевом КПД нужно бесконечное количество тепла.

[AlexandrU]

Уже отсюда очевидно, что считали вы решительно неправильно. При КПД 0% площадь радиатора бесконечна...

При КПД 0% вся тепловая мощность(1880кВт) излучается ХИ, а т.к. мощность конечна, то и холодильник тоже

[SONY]

При КПД 0% вся тепловая мощность(1880кВт) излучается ХИ, а т.к. мощность конечна, то и холодильник тоже

У нас фиксирована не тепловая, а электрическая мощность! 480+/-20 кВт по ТЗ. Тепловая же подгоняется под то, чтобы получить именно эту электрическую. Если КПД 25%, то тепловая мощность 1,92 МВт (рассеиваемая - 1,44 МВт), если КПД 7,5% - 6,40 МВт (5,92 МВт) и т.д.

[Inti]

Вполне нормально.

не, не нормально; в полете по прараболе в атмосфере неизбежны заметные - и постоянно меняющиеся вариации силы тяжести, которые будут существенно возмущать капельный поток. и как бы не самое существенное - абсолютно необходимо моделировать еще один фактор, глубокий вакуум, и все это на масштабах по крайней мере сопоставимых с размерами реального устройства.

Мне что-то подсказывает что дешевле (а значит и легче) создать вакуум в трубе достаточно большого диаметра и длиной несколько метров которую можно разместить в самолёте - чем притащить капельную установку аналогичного размера на МКС и потом испытывать её за бортом. А то что в самолёте можно создавать небольшую силу тяжести - в принципе может быть имитацией ускорения от двигателей Зевса. Понятное дело что с первого раза будет трудно всё сделать достаточно аккуратно - но зато этими опытами можно заниматься долго и много. Заодно посмотреть что получается при изменении направления движения.
И кстати, труба в самолёте может быть собрана из нескольких секций и потом уж воздух откачан - пишу это на случай если какой знаток авиации тут попадётся.

[Inti]

Завершить строительство нового комплекса испытательных стендов для мощного источника нейтронов и электрореактивных двигателей специалисты рассчитывают в 2024 году. Этот комплекс будет востребован для испытаний элементов термоядерных реакторов и плазменных двигателей.
https://www.triniti.ru/info/news/v-gnts-rf-triniti-dali-start-stroitelstvu-novogo-kompleksa-dlya-moshchnogo-istochnika-neytronov/

[telekast]

Вполне нормально.

не, не нормально; в полете по прараболе в атмосфере неизбежны заметные - и постоянно меняющиеся вариации силы тяжести, которые будут существенно возмущать капельный поток. и как бы не самое существенное - абсолютно необходимо моделировать еще один фактор, глубокий вакуум, и все это на масштабах по крайней мере сопоставимых с размерами реального устройства.

Мне что-то подсказывает что дешевле (а значит и легче) создать вакуум в трубе достаточно большого диаметра и длиной несколько метров которую можно разместить в самолёте - чем притащить капельную установку аналогичного размера на МКС и потом испытывать её за бортом. А то что в самолёте можно создавать небольшую силу тяжести - в принципе может быть имитацией ускорения от двигателей Зевса. Понятное дело что с первого раза будет трудно всё сделать достаточно аккуратно - но зато этими опытами можно заниматься долго и много. Заодно посмотреть что получается при изменении направления движения.
И кстати, труба в самолёте может быть собрана из нескольких секций и потом уж воздух откачан - пишу это на случай если какой знаток авиации тут попадётся.

В земных условиях еще никто вроде не смог получить космический вакуум. Разве что в рекордных установках каких. Для проверки целесообразности капельного холодильника нужно выставить за борт МКС на солнышко  мерный стакан с планируемым хладогентом и камерой. Можно тупо визуально отследить скорость убывания жидкости. Стоимость опытной установки копейки. И выкинуть потом не жалко. Как серьги.  
Имху

[ExDi]

В земных условиях еще никто вроде не смог получить космический вакуум. Разве что в рекордных установках каких. Для проверки целесообразности капельного холодильника нужно выставить за борт МКС на солнышко  мерный стакан с планируемым хладогентом и камерой

совсем уж космический вакуум для тестирования холодильника не нужен; потери хладагента на испарение с хорошей точностью можно посчитать из давления паров и температурного профиля. главная проблема, не поддающаяся расчету - рассеяние капель в процессе их генерации и движения; необходимо научиться со снайперской точностью и требуемой скоростью и производительностью выстреливать капли заданного размера в направлении каплесборника и при этом не создавать на них и элементах конструкции электростатический заряд; а чтобы оценить и оптимизировать работу генератора капель - необходимо, чтобы в экспериментах капельный поток не испытывал никаких сторонних возмущений, ни от вариаций гравитации по направлению и величине, ни от окружающей среды. неизбежные же небольшие отклонения самолета от заданной траектории приведут к тому, что хвост капель будет мотаться с той же амплитудой, а недостаточно глубокий вакуум в условиях движения через него потока капель и градиентов температуры будет приводить к турбулентностям остатков газовой среды, также возмущающим поток и вносящим неопределенности в оценку качества работы генератора капель