Ядерный двигатель

[sychbird]

Leonar пишет:
а вакуумные?
а высоковольтные ибо масса проводника может быть в квадрат раз меньше при том же токе и при большем напряжении...

Плюс  транс или каскадная схема с кондерами.    Впрочем не знаю :oops:  С одной стороны высокое напряжение в электросети КА - изрядный гемор. А с другой стороны - какое необходимо для СПД или ионника? 
Некопенгаген!

[Leonar]

sychbird пишет:

какое необходимо для СПД или ионника?

я так понял
из отсюда
http://yandex.ru/clck/jsredir?from=yandex.ru%3Bsearch%2F%3Bweb%3B%3B&text=&etext=687.NtIspzw8JD3uVNA7K5G7PpJFU7hFLwaEu3h99W5LnpTG_xO22CvtnQHxJX5Wb_rQ.6b7dcd4bb55b710e98bd3d88dd85145f8aeceb81&uuid=&state=PEtFfuTeVD5kpHnK9lio9T6U0-imFY5IWwl6BSUGTYmeyXVq_md_F2bfpTGy7d0s9-DW8Z1UBEU&data=UlNrNmk5WktYejR0eWJFYk1LdmtxdWNNZHFUN3pXVERKYmcxQzQ3UmhNN1pBRjhDZjRRN2x3cGRHcjZGakxDWWRIcS1IbDRhRGwydkpLYmJaVUdPTkhycW00VXppcHVQTkR5VnlKVkc3N3JVN1l0NWpuVkZrQVJ6QTRqdGN4RHBWUFBZRXBSdGlKSER4VkttTFI0YVhPN0IwakFhSjFrekNORWphZmMyQl81STNVbGJHcGJPaHRqZzA1M0JqLVZY&b64e=2&sign=35bb82c3389f9a236b73a423948c45d2&keyno=0&cst=AiuY0DBWFJ7IXge4WdYJQZXfClUfJqToHlbrLqRJUSaSHEKkN-dZQEL7FSk0cCoUrpw3F176fjPfU7BeSTMOEedbpSx4xkkJ2cuBSqlGbav1UzVlCp8Tr6gFwOgHZ4nPdksWDyNGYtBQsyqS3y8M5axDIV10yHTgU0885fCUxxcnMDLiaZt0kc7T6U9YWfwovlBI7I-h7ZiGSopHUMRoV27OrWSfMmg5qLiA1dkkag6qiWJ7YiMFbVNK4aGr06OLXsRzCQMPeeajoN32diJkBkMIvu18b3Tv9s7QJJ7g45b7Cjn5Yayy1qyA4XDvqw6VsV8H2RRuIigcYBIlJvvFfOZAqld2rGNiCAEFUPmX--D2R0BgZrm6vNmMfPRLzKmOQpgnmzYhzExHcm82nuS6seKVBmHDwNT3H0H5Ta-r5hMAjGW5NgJz2qAknAf2IeAGV51GOKq5itsTACgZV7fhFTE7RRUFg11pKzadROsZk8E3zWI4CR96bw&ref=cM777e4sMOAycdZhdUbYHpMQ80108_UC2G940i-Cj-RuI5Dy5EBZTmzXBUA752SSofhs2ujkfk-YbkyMBNjRTqXDb-_sK5l4ki_DLOEoUhEuMmk_LCqJbmKIaaMpY3pFqJYT__9xbGX7Rxn62V1HHbgHNgxJRqWcmVFB3zVE27BvUbAe6XI1RICVBp9MWRbofwLCarlnKqoCRaZRdGPfuMZ9NNPVP2J3akao78jOTCkP_Zx_JP30ezYTHxXFbVHvBPTkEgMD2N0YMn1iNBGesA&l10n=ru&cts=1431507218936&mc=5.084403238233985
что есть некий оптимальный ток(соотношение им создаваемых магнитных полей) (напряжение больше - возможна большая мощность) т.е.
опять... можно оптимизировать двигатель конструктивно под нужное большее напряжение...
а не как сейчас СПД под бортовое лепят...
ПС
катушки там... - значит ампер-витки... больше витков(при большем напряжении) тоньше провода...(легче катушка)
оптимум найти нужно на требуемую мощность в напряжении и токе и характеристики ДУ...

[vlad7308]

sychbird пишет:

vlad7308 пишет:
Чесслово, деградация электроизоляции под действием космической радиации - это сильно похоже на выдумывание несуществующей проблемы.

Есть многое на свете, друг Горацио, что и не снилось нашим мудрецам.
 Я заканчивал кафедру радиационной химии в начале семидисятых. И еще на дипломе один из моих сокурсников встретился с НИР по изучению деградации изоляционных материалов для космических аппаратов под действием ИИ.

Владимир, я не утверждал, что деградации не существует как физического явления.
Но я абсолютно уверен, что это не та проблема, о которую споткнулся или может споткнуться проект ТЭМ.

[Настрел]

Данная проблема пару лет назад уже была решена шизиками с нашего форума: "Изоляцию проводов будем делать из костей животных".

[Татарин]

sychbird пишет:

vlad7308 пишет:
Но для этого нужен какой-то качественный скачок в теории и технологии, которого пока не просматривается.
На существующих технологиях и теориях - никакого интереса и прогресса я не вижу.

Ну вынужден согласиться отчасти. Но если на это направление двинуть финансы, а за ними подтянуться и способные люди, то прогресс не заставит себя ждать. Но нужна задача под это направление.

Заставит.
Беда в том, что там (ТЭГ, термоэмиссия) не технологический и даже не инженерный затык.
Там затык фундаментальный - неизвестно хотя бы в самых общих чертах, что нужно сделать, чтобы увеличить КПД, и возможно ли это вообще.
Продвижки тут делают "фундаментальщики" в рамках далёкой от инженерии работы. Это не инженерная работа, тут всё зависит не от количества денег, а от количества хороших мыслей физиков, которые деньгами не управляются.
И сколько в инженеров на данном этапе денег не вкидывай, толку будет столько же, сколько было б, если вкладываться в гравицапу. Нельзя сделать технику по неизвестным принципам из неизвестных материалов, а известные - ну вот, имеют такие-то ограничения.

Ну и потом термопреобразование имеет подвиды. К ним и МГД преобразование относиться,

Тогда почему не относится турбина?  
Уж если МГД, то и турбина - автоматически. Потому что меняется только способ преобразования механической энергии в электрическую, а ТД-цикл и способ получения механической работы тот же.

И кстати, по теории турбина тут заведомо выигрывает: КПД турбины при прочих равных выше КПД МГД-генератора. То есть, это более прогрессивный путь даже с точки зрения теории.
Практические плюсы от применения МГД ожидались при переходе к высоким температурам цикла, недостижимым для турбины (нет турбин с каким-либо осмысленным ресурсом при 2500К). Но в данном приложении температуру определяет реакторная часть.

ИМХО. При нынешних успехах по промышленному применению высокотемпературной сверхпроводимости многое может быть сделано вкуснее и эффективнее, чем двадцать лет назад.

Почему?

Тащить в космос турбомашины на первом этапе может и сгодиться, но это мне напоминает колесный пароход.  

Потому что звучит не так понтово?
То есть, вот турбина - она известна давно, и имидж у неё технологии прошлого века, а нам хочется чего-то с имиджем покруче, и пофиг на технику?

Кстати, вот отличная аналогия с колёсными теплоходами. Колёсные теплоходы строят - мало, но строят. Очень удобно на болотистых берегах и заросшем мелководье, знаете ли. Гораздо более энергоэффективно, чем воздушая подушка с воздушным винтом, энергоэффективнее водомёта, практичнее и надёжнее винта (попросту не запутывается).
И вот если мы строим тихоходный экономичный грузовой теплоход для системы мелководных речек и озёр... то почему мы не должны использовать колесо?

[Leonar]

Татарин пишет:
ИМХО. При нынешних успехах по промышленному применению высокотемпературной сверхпроводимости многое может быть сделано вкуснее и эффективнее, чем двадцать лет назад.

Почему?

токи можно очень большие проводить при "малых"(относительно) размерах/весах оборудования

[Татарин]

Leonar пишет:

Татарин пишет:
ИМХО. При нынешних успехах по промышленному применению высокотемпературной сверхпроводимости многое может быть сделано вкуснее и эффективнее, чем двадцать лет назад.

Почему?

токи можно очень большие проводить при "малых"(относительно) размерах/весах оборудования

Рекордные токи/магнитные поля - всё равно НТСП, и в космосе с их применением попроще, чем на Земле, температуры не так критичны. А в НТСП какого-то особого прогресса нет - всё тот же ниобий.
Так что пофигу.

[mihalchuk]

Татарин пишет:

И кстати, по теории турбина тут заведомо выигрывает: КПД турбины при прочих равных выше КПД МГД-генератора. То есть, это более прогрессивный путь даже с точки зрения теории.
Практические плюсы от применения МГД ожидались при переходе к высоким температурам цикла, недостижимым для турбины (нет турбин с каким-либо осмысленным ресурсом при 2500К). Но в данном приложении температуру определяет реакторная часть.

А как насчёт совмещения реактора и МГД-генератора (потом - турбина)?

[vlad7308]

mihalchuk пишет:
А как насчёт совмещения реактора и МГД-генератора (потом - турбина)?

а зачем?

[Сергей Капустин]

mihalchuk, а что уже есть МГД по ресурсу сравнимые с турбинами? прогорают они быстро...

[sychbird]

Татарин пишет:
Там затык фундаментальный - неизвестно хотя бы в самых общих чертах, что нужно сделать, чтобы увеличить КПД, и возможно ли это вообще.
Продвижки тут делают "фундаментальщики" в рамках далёкой от инженерии работы. Это не инженерная работа, тут всё зависит не от количества денег, а от количества хороших мыслей физиков, которые деньгами не управляются.

Еще как управляются.   :!:   
Хорошие мысли возникают только на базе хороших экспериментов при разных граничных условиях. А это все ныне стоит очень не дешево. Стенды и экспериментальные установки вообще вещь супердорогая и требующая как правило кардинальной переделки после определенного цикла исследований. И это чисто инженерно-физические задачи. 
Не говоря уже о диагностике и ее разработке. Особенно для быстро протекающих процессов до выхода на стационар. А именно здесь и ищут выходы из фундаментальных затыков как правило.

Да и численное моделирование ныне ого-го сколько стоит.

[Leonar]

vlad7308 пишет:

а зачем?

забрать часть энергии МГД... остудить... потом еще часть на турбине (совсем остудить...)

[sychbird]

vlad7308 пишет:
Владимир, я не утверждал, что деградации не существует как физического явления.
Но я абсолютно уверен, что это не та проблема, о которую споткнулся или может споткнуться проект ТЭМ.

И я этого не утверждал  
Я только высказал предположение по поводу мотивов пессимизма в посте уважаемого Salutmena.

А вообще-то большие проекты иногда часто спотыкаются о сумму казалось бы частных неочевидных геморов. Вроде отсутствия летной квалификации  многочисленной мелкой третьестепенной комплектации. 
Нет данных испытаний, нет стендов, нет методик. На все это требуется время или очень большие деньги, если надо вчера.

[mihalchuk]

Сергей Капустин пишет:
mihalchuk , а что уже есть МГД по ресурсу сравнимые с турбинами? прогорают они быстро...

Внутри реактора температуры меньше, ионизация - принудительная (от излучения реактора).

[mihalchuk]

Leonar пишет:

vlad7308 пишет:

а зачем?

забрать часть энергии МГД... остудить... потом еще часть на турбине (совсем остудить...)

Не так. В МГД-генераторе будет снятие энергии и одновременный нагрев. То есть, 100% утилизации тепла, или для этого энергетического контура не понадобится теплообменник. Правда, при некотором падении давления, но не таком, какое было бы в термодинамическом контуре.

[vlad7308]

Leonar пишет:

vlad7308 пишет:

а зачем?

забрать часть энергии МГД... остудить... потом еще часть на турбине (совсем остудить...)

это имело бы смысл, если бы достижимая температура теплоносителя на выходе из реактора значительно превышала бы максимально допустимую температуру на входе турбины
а это не так.
если Т теплоносителя на выходе из реактора ~1500К, то Т на теплообменной поверхности реактора - не менее 1600К, а внутри ТВЭЛов до 1800-1900К. Это практически предел для реактора с длительным сроком службы. (твердофазного, разумеется - а других пока нет)

кроме того, для космической ЯЭУ в применении к ТЭМ, как тут уже неоднократно сказано, целевым параметром оптимизации является удельная мощность.
поскольку львиная доля массы ЯЭУ-тепловой машины - это холодильник-излучатель, а мощность холодильника-излучателя пропорциональная четвертой степени температуры, то нет никакого смысла "совсем остужать" рабочее тело - результатом будет слабый рост КПД и многократное увеличение массы установки за счет роста размера холодильника.
именно поэтому температура на выходе из турбины в проекте ТЭМ - 800-900К (НЯП)

[Татарин]

mihalchuk пишет:

Татарин пишет:

И кстати, по теории турбина тут заведомо выигрывает: КПД турбины при прочих равных выше КПД МГД-генератора. То есть, это более прогрессивный путь даже с точки зрения теории.
Практические плюсы от применения МГД ожидались при переходе к высоким температурам цикла, недостижимым для турбины (нет турбин с каким-либо осмысленным ресурсом при 2500К). Но в данном приложении температуру определяет реакторная часть.

А как насчёт совмещения реактора и МГД-генератора (потом - турбина)?

Ну, в газовых установках СССР так и планировалось: МГД, затем турбина, и остатки тепла - через паротурбинный цикл.

Но зачем это в космосе?

Реактор не выдаст температур, недостижимых для турбины. А значит, либо МГД (нет движущихся частей, кроме рабочего тела), либо, что более логично, турбина (выше КПД).

[vlad7308]

mihalchuk пишет:
ионизация - принудительная (от излучения реактора).

рекомбинация при низких температурах будет очень быстрой
следовательно потребуется ионизирующая присадка (например пары щелочных металлов)
а это в свою очередь потребует второго контура с теплообменником
а это, в свою очередь... и тд и тп

[Татарин]

sychbird пишет:

Там затык фундаментальный - неизвестно хотя бы в самых общих чертах, что нужно сделать, чтобы увеличить КПД, и возможно ли это вообще.
Продвижки тут делают "фундаментальщики" в рамках далёкой от инженерии работы. Это не инженерная работа, тут всё зависит не от количества денег, а от количества хороших мыслей физиков, которые деньгами не управляются.

Еще как управляются.  :!:  
Хорошие мысли возникают только на базе хороших экспериментов при разных граничных условиях.

Каких ещё "разных граничных условиях"? Если брать конкретно ТЭГи: вот есть у Вас материал с конкретным "хи", этому "хи" при данных температурах соотвествует конкретный предельный КПД.
Какие эксперименты с какими "граничными условиями" Вы можете поставить, чтобы улучшить "хи" материала?

Да никакие. Материал менять надо.
А на что? Теоретики ничего сейчас подсказать не могут, и даже куда хотя бы приблизительно рыть хотя бы по части теории - сейчас непонятно.

 А это все ныне стоит очень не дешево. Стенды и экспериментальные установки вообще вещь супердорогая и требующая как правило кардинальной переделки после определенного цикла исследований. И это чисто инженерно-физические задачи. 

Я в упор не понимаю. Какие стенды? какие установки?
Стенды для измерения теплопроводности и электропроводности - это работа на несколько месяцев грамотному старшекурснику и вопрос десятка тысяч рублей. Для исследований материалов пофигу (до какой-то степени), сколько материала исследуется. Это настольные установки.
Ещё раз: тут нет инженерных задач. Они были бы, если бы у нас были материалы, которые по физике могут дать большой КПД, но мы не могли б их получить или использовать. Тогда инженеры могли бы мучаться над получением или использованием. Но известные материалы - фигня. Как их улучшить - теория пока ответов не даёт.
Зачем тут инженеры?

Да и численное моделирование ныне ого-го сколько стоит.

Было б что моделировать...

А КМ-расчёты в твёрдых телах ab initio с автооптимизацией - это ненаучная фантастика.

[sychbird]

Татарин пишет:
Я в упор не понимаю. Какие стенды? какие установки?

Термоэмиссионный генератор является устройством внешнего сгорания и может работать на всех видах топлива - газообразном, жидком, твердом, а также на тепле отходящих газов металлургических печей. Он бесшумен, обладает пониженным уровнем вредных выбросов, что характерно для машин с внешним подводом тепла. Плоские термоэмиссионные элементы располагаются в виде ширм в канале для прохода топочных горячих газов. Горячие газы, омывая поверхности термоэмиссионных элементов, отдают тепло через них. Оно расходуется на испарение электронов в элементах и образование электрического тока термоэмиссии. Термоэмиссионные элементы объединены в единую электрическую сеть. Генератор имеет КПД преобразования свыше 80%, его работа поддается полной автоматизации. Устройство управления генератором позволяет обеспечивать его работу в одном из трех режимов - постоянный ток, трехфазный переменный и однофазный переменный. Предусмотрено частотное регулирование в диапазоне изменения частоты 0-2000 гц. 

патент № 2144241

http://www.balancer.ru/tech/forum/2006/12/t52385--termoemissionnyj-generator-s-kpd-bolee-80-protsentov.html