Ядерный двигатель

[naunau]

Hrono пишет:
Зачем получать высокий КПД, это же не установка по производству дешевой электроэнергии. Высокий КПД увеличивает радиатор и усложняет установку.

В точности наоборот.

[ExDi]

naunau пишет:
В точности наоборот.

наверное все-таки да, увеличит; чем выше требуемый КПД, тем ниже нужно держать температуру охладителя (конденсатора - если это турбина); тепла нужно будет сбрасывать меньше, да, но если сбрасывать тепло излучением - то эффективность пропорциональна четвертой степени от температуры. подняв ее, скажем, с 400 до 600 K (127-327 C) - эффективность радиатора увеличим в 5 раз. но вообще надо считать из конкретных параметров теплоносителя конечно

[naunau]

DiZed пишет:

naunau пишет:
В точности наоборот.

наверное все-таки да, увеличит; чем выше требуемый КПД, тем ниже нужно держать температуру охладителя (конденсатора - если это турбина); тепла нужно будет сбрасывать меньше, да, но если сбрасывать тепло излучением - то эффективность пропорциональна четвертой степени от температуры. подняв ее, скажем, с 400 до 600 K (127-327 C) - эффективность радиатора увеличим в 5 раз. но вообще надо считать из конкретных параметров теплоносителя конечно

По ТЭМ - 4МВт тепловой мощности, и 1 МВт электрической. Итого 25% КПД. 3МВт нужно излучить радиатором.
Чем больше КПД, тем больше приходится на эл.мощность, и тем меньше нужно излучить на холодном конце. Разве нет ?

[Hrono]

naunau пишет:
Чем больше КПД, тем больше приходится на эл.мощность, и тем меньше нужно излучить на холодном конце. Разве нет ?

 Температура связана с КПД линейной зависимостью, а излучаемая радиатором мощность пропорциональна четвёртой степени температуры.

[ExDi]

naunau пишет:
По ТЭМ - 4МВт тепловой мощности, и 1 МВт электрической. Итого 25% КПД. 3МВт нужно излучить радиатором.
Чем больше КПД, тем больше приходится на эл.мощность, и тем меньше нужно излучить на холодном конце. Разве нет ?

дада, но чем ниже КПД - тем выше температура сбрасываемого тепла. вот смотрите: пусть мы сбрасываем тепло при 400 C (673 K). При кпд 0.25 температура рабочего тела на входе должна быть (не менее) 624 С (897 K). если мы хотим КПД 0.5, то температуру на выходе нужно понижать (как минимум) до 175 С (448 K).
теперь нам надо сбрасывать 2 МВт, в полтора раза меньше, но эффективность радиатора понизилась в (673/448)^4 = 5 раз, радиатор придется делать в 3.3 раза больше. можно конечно повышать температуру рабочего тела на входе, но там опять может оказаться, что выгоднее при максимальной температуре на входе поднять температуру на выходе и еще уменьшить радиатор, пожертвовав кпд.

а, пардон, если нам нужны те же мегаватт, то масштаб реактора можно уменьшать в 2 раза, и сбрасывать нужно мегаватт, в 3 раза меньше, - но все равно проигрыш по радиатору в 1.7 раз.. надо считать подробно, что выгоднее.

[naunau]

DiZed пишет:

naunau пишет:
По ТЭМ - 4МВт тепловой мощности, и 1 МВт электрической. Итого 25% КПД. 3МВт нужно излучить радиатором.
Чем больше КПД, тем больше приходится на эл.мощность, и тем меньше нужно излучить на холодном конце. Разве нет ?

дада, но чем ниже КПД - тем выше температура сбрасываемого тепла. вот смотрите: пусть мы сбрасываем тепло при 400 C (673 K). При кпд 0.25 температура рабочего тела на входе должна быть (не менее) 624 С (897 K). если мы хотим КПД 0.5, то температуру на выходе нужно понижать (как минимум) до 175 С (448 K).
теперь нам надо сбрасывать 2 МВт, в полтора раза меньше, но эффективность радиатора понизилась в (673/44    ^4 = 5 раз, радиатор придется делать в 3.3 раза больше. можно конечно повышать температуру рабочего тела на входе, но там опять может оказаться, что выгоднее при максимальной температуре на входе поднять температуру на выходе и еще уменьшить радиатор, пожертвовав кпд

Там нужно искать оптимум. Более конкретные значения можете посмотреть тут

[ExDi]

naunau пишет:
Там нужно искать оптимум. Более конкретные значения можете посмотреть тут

да, именно оптимум; и на пальцах не посчитаешь. далеко не все в реакторе масштабируется с легкостью в обе стороны.

[Hrono]

h4lf пишет:
Так что когда вы что-то греете лупой, то это что-то греет и Солнце прямо как притяжение яблока к Земле и Земли к яблоку...

 Просто удивительно, у всех разное мнение на тему "можно" или "нельзя" и разное мнение почему "нельзя". Допустим, мы концентрируем на поверхности чего-либо излучение с плотностью, которая для переизлучения требует температуры выше, чем на Солнце, такая температура и установится.
 Из того, что было сказано выше, следовало, что просто нельзя так сконцентрировать излучение Солнца с помощью геометрической оптики.

[naunau]

DiZed пишет:

naunau пишет:
Там нужно искать оптимум. Более конкретные значения можете посмотреть тут

да, именно оптимум; и на пальцах не посчитаешь. далеко не все в реакторе масштабируется с легкостью в обе стороны.

Да, эти вопросы в теме уже жевали. В перспективе виднеется капельный холодильник.

[ExDi]

Hrono пишет:

 Из того, что было сказано выше, следовало, что просто нельзя так сконцентрировать излучение Солнца с помощью геометрической оптики.

нельзя. в идеальной оптической системе с единичной апретурой любая трасса луча, проходящая через точку фокуса, уходит на солнце (кстати я ошибался, идеальное параболическое зеркало для такой системы не должно иметь бесконечную глубину, достаточно, чтобы при взгляде из фокуса верхний край имел угловые размеры солнца). это означает, что вы не можете ввести в оную систему никакого дополнительного потока излучения, не перекрыв при этом часть солнечного

[naunau]

Hrono пишет:

h4lf пишет:
Так что когда вы что-то греете лупой, то это что-то греет и Солнце    прямо как притяжение яблока к Земле и Земли к яблоку...

Просто удивительно, у всех разное мнение на тему "можно" или "нельзя" и разное мнение почему "нельзя". Допустим, мы концентрируем на поверхности чего-либо излучение с плотностью, которая для переизлучения требует температуры выше, чем на Солнце, такая температура и установится.
 Из того, что было сказано выше, следовало, что просто нельзя так сконцентрировать излучение Солнца с помощью геометрической оптики.

Это подходы с разных сторон. 
На орбите земли на 1кв/м приходится 1,37кВт излучения солнца, а 1кв/м поверхности солнца излучает 63100кВт. Разница в 46 тысяч раз. Можете прикинуть параметры оптической системы по известным калькуляторам телескопов, и получить плотность фотонов как с поверхности солнца.

[h4lf]

Hrono пишет:
Допустим, мы концентрируем на поверхности чего-либо излучение с плотностью, которая для переизлучения требует температуры выше, чем на Солнце, такая температура и установится.

Да, в том то и дело, что нельзя так сконцентрировать. Вот если бы фотоны вылетали строго по нормали к поверхности Солнца (как на том рисунке), тогда да (и видели бы мы вместо обычного Солнца очень яркую точку), но вылетают они куда попало (а в лазере - не куда попало, а упорядоченно, потому можно концентрировать до очень больших плотностей энергии, чему физики очень рады).
Ну или заставить демона Максвелла быстро бегать с маленьким зеркалом и отражать каждый отдельный фотон в одну точку    

ЗЫ: Это не разное мнение, просто другими словами.

[Hrono]

naunau пишет:
Да, эти вопросы в теме уже жевали. В перспективе виднеется капельный холодильник.

 Вот видите, энергоблок получится сложным, а это плохо, даже если при выбранном КПД размер радиатора оптимален. Чем сложней техническое решение, тем более дорогим и менее надёжным получится само устройство.

[Hrono]

DiZed пишет:
это означает, что вы не можете ввести в оную систему никакого дополнительного потока излучения, не перекрыв при этом часть солнечного

 Разумеется, но в систему можно ввести концентрированный поток, который будет больше солнечного, но, видимо, эти меры одновременно приведут к увеличению фокусного пятна, так что ничего не получится.

[Hrono]

h4lf пишет:
Ну или заставить демона Максвелла быстро бегать с маленьким зеркалом и отражать каждый отдельный фотон в одну точку    

 Мне пришло в голову нечто интересней, допустим, мы поместили зеркало рядом с поверхностью Солнца, в состоянии теплового равновесия оно не будет работать как зеркало, однако что будет если зеркало принудительно чем-то охлаждать? При этом второй закон термодинамики не будет нарушен, полученная более высокая температура будет сопровождаться ростом энтропии за счёт выравнивания температуры Солнца, являющегося источником тепла, и холодильника для зеркала.

[Кубик]

Hrono пишет:

DiZed пишет: я надеюсь, что вопрос про реактор роскосмоса не ко мне

На ваше усмотрение, мне эта тема не слишком нравится, потому что она весьма идеологизирована и политизирована, а это мешает объективному анализу.

Да-да, в этой теме можно тешить любовь к сочинению писаний сколь угодно и заниматься анализом того, что к ней не относится..

[Александр]

DiZed пишет:

Hrono пишет:
 Если зеркало идеальное, то почему оно не должно концентрировать свет в полусферическое изображение? Я так думаю, что поскольку идеальное зеркало невозможно, в состоянии теплового равновесия зеркало будет излучать как всё остальное и тогда действительно оно ничего не будет фокусировать.

 У меня есть вопрос про реактор Роскосмоса, он должен быть двухконтурным с турбиной, или это обыкновенная схема с использованием термопар? Если второе, мне непонятно, почему просто не наделать нужное количество плутония-238 и не усложнять задачу.

я думаю, что и в состоянии теплового равновесия мы можем говорить что зеркало останется зеркалом. здесь уместна модель аналогичная (симметричная) той, что возникло в диалоге с михалычем о полном поглощении черного тела: если мы на наше равновесное зеркало подадим дополнительный неравновесный (лезерный например) поток излучения, то оно должно его исправно отразить в соответствии с законами геометрической оптики. а для равновесного (и просто для рассеянного) - ну я не уверен пока, что придуманная моделька строгая, но можно представить, что если среди падающих на зеркало совершенно хаотично лучей мы можем с тыльной стороны выделить некоторый единичный луч, то на той же прямой с фокальной стороны найдется точно такой же (в том же направлении) луч - неотличимый де-факто от продолжения первого. соответственно зеркало (как и любой предмет) в равновесном поле излучения можно полагать не оказывающим никакого влияния на распределение излучения в своей окрестности, виртуально прозрачным

я надеюсь, что вопрос про реактор роскосмоса не ко мне ; )

Ребят у меня уже терпение кончилось!  Вы решаете свою задачу как математики и "законники".
   Но всё это версии ваших  хотелок,   где-то правильных где-то нет!  Это бывает,  при решении поставленной задачи, но для окончательного подтверждения вашей версии, пускай даже на основе всех проверенных временем законов физики, ставится эксперимент, и именно его результаты принимаются во внимание,
а не теоретические поиски  со сноской на законы.   Поставьте опыт. К примеру, включите достаточно мощный
источник света, замерьте его температуру.  Потом обставьте его сферическими зеркалами чтобы фокус был
в центре источника света и опять замерьте температуру источника света.  Можно тепловизором и всё станет на  место.  Этот опыт для лаборанта студента займет максимум час.
 У природы есть свои законы и ей по существу наплевать как  на законы физики открытые земной цивилизацией так и на саму цивилизацию.

[Кубик]

Александр пишет: Поставьте опыт. К примеру, включите достаточно мощный источник света, замерьте его температуру. Потом обставьте его сферическими зеркалами

И - что? А если, к примеру , его окружить идеальной тепоизоляцией, и обойтись только своей головой без лаборатории и студента? Это уже ваши хотелки, к вопросу о концентрации оптикой энергии от природных источников отношения не имеющие.

[Hrono]

Александр пишет:
К примеру, включите достаточно мощный
источник света, замерьте его температуру.Потом обставьте его сферическими зеркалами чтобы фокус был
в центре источника света и опять замерьте температуру источника света.

 Зачем так сложно? Можно просто взять лампочку накаливания и накрыть её свитером, в результате или лампочка перегорит, или случится пожар.
 Источник света получает энергию от электросети, если её не отводить, он так и будет нагреваться пока вы накачиваете в него энергию.

[Александр]

Hrono пишет:

Александр пишет:
К примеру, включите достаточно мощный
источник света, замерьте его температуру.Потом обставьте его сферическими зеркалами чтобы фокус был
в центре источника света и опять замерьте температуру источника света.

Зачем так сложно? Можно просто взять лампочку накаливания и накрыть её свитером, в результате или лампочка перегорит, или случится пожар.
 Источник света получает энергию от электросети, если её не отводить, он так и будет нагреваться пока вы накачиваете в него энергию.

      Молодцы !   Я вас к этому и подводил.  Сомневался правда сообразите или нет.  Сообразили!
      Поехали дальше по ядреному движку какие будут версии ? Может концепцию изначально отработаем?
      Проект в противовес Росатому и Роскосмосу прикинем.  Только без обид!  Вы все ребята умные и язык у всех подвешен лучше моего.