Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[telekast]

Немного, но нашел:

https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44210005

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА В КОНСТРУКЦИИ ХОЛОДИЛЬНИКА-ИЗЛУЧАТЕЛЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Вам недоступны вложения в этом разделе.

"Анализ полученных результатов показал возможность и перспективность применения углеродного теплопроводного полотна в конструкции холодильника-излучателя космического аппарата."

что и требовалось доказать.

Если почитать чуть более внимательно, то выясняется, что волокно предварительно "металлизировалось" чтобы быть припаяным. А если внимательно посмотреть на фотографии, то можно увидеть некие пластинки вплетенные в ткань. Возникает стойкое подозрение, что это и есть "металлизация", т.е. "мегатеплопроводную" углеткань тупо заплели полосы алюминия, меди и пр. Там же, кстати, есть фото теста сь"немодернизированной" углетканью.

Цель всей этой металлизации и пайки в том чтобы обеспечить максимально возможную площадь соприкосновения с каждой нитью углеродного волокна. Для этого КАЖДАЯ нить должна быть вплавлена в металл по отдельности, и не должно быть никаких пустых промежутков между нитями - т.е. если просто облить толстый пучок нитей сверху металлом то навряд-ли результат будет хорошим, прикол именно в том чтобы каждая нить была со всех сторон в металле. Дальше каждая нить хорошо проводит тепло вдоль - и само собой передача тепла поперёк (от одной нити к другой) очень плохая (это на самом деле теплоизолятор). Но если речь идёт не о передаче тепла контактным способом от нити к нити - а об излучении - то каждая нить будет светиться и охлаждаться излучением со всех сторон одинаково - что по внешнему диаметру что с торца (хотя торцом в данном случае вообще можно пренебречь из-за мизерной площади  ).

Вы на фотографию внимательно гляньте, какое нафиг "вплавление нитей в металл"? ХИНТ: проблемма как раз и заключается в трудности соединения металл-волокно из-за существенно разных коэфф.тепловрго расширения. Т.е. принагреве такой стык просто рвет как грелку. Там просто заплели в углеткань металлические полосы. Их видно на фотографиях. Ими и припаивали полученную панель к охлаждаемой трубе. И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

[telekast]

Степень черноты углеродной ткани не менее 0,8, какое нафик торцевое излучение. Вы падение температуры вдоль волокна видите, значит излучение есть. Экономия на весе тепловых трубок при использовании углеродного волокна происходит за счёт их более редкого расположения, теплопроводность то, в 3-4 раза выше алюминия при меньшей плотности. Завязывайте с альтернативной физикой.

Ога, именно изза высокой тепоопроводности углеволокном теплоизолируют/футеруют, например, печи. И у кого тут физика альтернативная?

[Astro Cat]

Степень черноты углеродной ткани не менее 0,8, какое нафик торцевое излучение. Вы падение температуры вдоль волокна видите, значит излучение есть. Экономия на весе тепловых трубок при использовании углеродного волокна происходит за счёт их более редкого расположения, теплопроводность то, в 3-4 раза выше алюминия при меньшей плотности. Завязывайте с альтернативной физикой.

Это вы любой теплоизолятор нагрейте с одной стороны и увидите падение температуры. Только это говорит о низкой излучающей способности и плохой теплопередачи. Вот нить лампы накаливания светится вся и эффективно вся излучает.

[Shin]

И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

Ну так и как тогда нагреваются поперечные нити, не связанные с тепловой трубой напрямую? См. ИК-снимок.

[Astro Cat]

Нет, блин, чугуний. 
Откройте работу и посмотрите, там всё есть. И материал и изготовление и установка и результаты.

Я про таблицу. Это типо обоснование. В таблице углерод сравнивают с медью и молибденом что ли? У меди нет никаких волокон емнип. Как можно сравнивать разные структуры? Это подгонка под нужный результат. Термограмма опровергает успешность рассеяния тепла волокном.

Но лучшее подтвеждение - практика! Ждём сверх радиаторы в каждый дом! Ну а в начале на ядерном буксире! 

[telekast]

И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

Ну так и как тогда нагреваются поперечные нити, не связанные с тепловой трубой напрямую? См. ИК-снимок.

Ну дык, теплопередача-тотнеьотсутствует совсем, хоть фиговая, но есть. Посмотрите в "нашей" пдфке, там есть еще снимок тепловиором такого же опыта, но с обычной "неметаллизированной" тканью. Увидите разницу. Именно вплетенные металлические пластинки и улучшают излучение, теплоотдачу(что и не удивительно). К тому же, даже сами экспериментаторы пишут в той работе, что опыт проводился некорректно, на воздухе, а не в вакууме. В вакууме разрыв прилично сократится.
ИМХУ

[Shin]

У тётеньки из Массачусетса эксперимент был в вакуум-камере

[Astro Cat]

И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

Ну так и как тогда нагреваются поперечные нити, не связанные с тепловой трубой напрямую? См. ИК-снимок.

Это просто низкая разрешающая способность термосенсора тепловизора. Усредняет он близкие точки. Надо непосредственно мерить температуру поперечных нитей.

[Shin]

И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

Ну так и как тогда нагреваются поперечные нити, не связанные с тепловой трубой напрямую? См. ИК-снимок.

Это просто низкая разрешающая способность термосенсора тепловизора. Усредняет он близкие точки. Надо непосредственно мерить температуру поперечных нитей.

Ну так по вашей теории они должны быть холодные

[Inti]

речь о том, что из глубины материала нити, от оси, тепло к периферии, по ражиусу течет крайне неохотно, в отличии от осевого направления.

Вот это ваше НЕВЕРНОЕ предположение и создаёт вам проблемы в понимании почему радиатор будет отлично работать.

обмотав бочку карбоновой нитью виток к витку Вы ее прилично теплоизолируете. Можете, например, в ней костер жечь а снаружи голыми руками щупать. И теплопередача между нитями тут совсем не причем.

Вот это я и пытаюсь вам растолковать. передача тепла контактным способом от нити к нити очень слабая потому что каждая нить хотя и гибкая но неровная и супер-жёсткая при попытке сжать её по диаметру при обмотке. Вашу бочку обматывают не одиночной нитью в один слой, и теплоизоляция получается хорошей потому что контакты между нитями мизерные (ежели глянуть под микроскопом).


Хорошо, даже если предположить что вы в чём-то правы и в КАЖДОМ волокне работает тот же механизм - т.е. хороший контакт между атомами в продольном направлении и плохой в поперечном. Какое это имеет значение для радиационного переноса тепла при достаточно высоких тепературах? Никакого. Потому что излучение будет тут же поглощаться и переизлучаться пока не выйдет наружу.

[telekast]

У тётеньки из Массачусетса эксперимент был в вакуум-камере

У тетеньки из Массачусетса(блин, замаялся печатать, чуть язык с пальцами не сломал. Скопировал!) не проводилось сравнительного опыта "металлизированной" ткани с обычной. А у нас проводился. Этот опыт может дать представление о потоках тепла в теле самой ткани. Это был ответ на Ваш вопрос о нагреве соседних нитей.

[Astro Cat]

И еще раз, теплопередача между нитями тут непричем вообще. Играет роль теплопроводность по сечению, по радиусу нити. А она фиговая.

Ну так и как тогда нагреваются поперечные нити, не связанные с тепловой трубой напрямую? См. ИК-снимок.

Это просто низкая разрешающая способность термосенсора тепловизора. Усредняет он близкие точки. Надо непосредственно мерить температуру поперечных нитей.

Ну так по вашей теории они должны быть холодные

Так они и есть значительно холоднее. Вон они явно видны в просветах. А по теории чудесной теплопередачи они должны быть такой же температуры как продольные.

[Shin]

У тётеньки из Массачусетса эксперимент был в вакуум-камере

У тетеньки из Массачусетса(блин, замаялся печатать, чуть язык с пальцами не сломал. Скопировал!) не проводилось сравнительного опыта "металлизированной" ткани с обычной. А у нас проводился. Этот опыт может дать представление о потоках тепла в теле самой ткани. Это был ответ на Ваш вопрос о нагреве соседних нитей.

У тетеньки из Массачусетса (с) (скопировал) вообще не видать было никаких металлов, кроме крепежа в трубке.

Кароче.

Учитывая работу товарищей из США и наши попытки повторить и посмотреть, можно ли сделать вывод, что углепластиковые или С-С радиаторы эффективнее в своем массовом совершенстве? Графики как бэ намекают и вообще - целый дисер с одобрением товарищей из MSFC, Гленна и вообще NASA.

[telekast]

речь о том, что из глубины материала нити, от оси, тепло к периферии, по ражиусу течет крайне неохотно, в отличии от осевого направления.

Вот это ваше НЕВЕРНОЕ предположение и создаёт вам проблемы в понимании почему радиатор будет отлично работать.

обмотав бочку карбоновой нитью виток к витку Вы ее прилично теплоизолируете. Можете, например, в ней костер жечь а снаружи голыми руками щупать. И теплопередача между нитями тут совсем не причем.

Вот это я и пытаюсь вам растолковать. передача тепла контактным способом от нити к нити очень слабая потому что каждая нить хотя и гибкая но неровная и супер-жёсткая при попытке сжать её по диаметру при обмотке. Вашу бочку обматывают не одиночной нитью в один слой, и теплоизоляция получается хорошей потому что контакты между нитями мизерные (ежели глянуть под микроскопом).


Хорошо, даже если предположить что вы в чём-то правы и в КАЖДОМ волокне работает тот же механизм - т.е. хороший контакт между атомами в продольном направлении и плохой в поперечном. Какое это имеет значение для радиационного переноса тепла? Никакого. Потому что излучение будет тут же поглощаться и переизлучаться пока не выйдет наружу.

Не будет. Как не будет хорошо работать деревянная батарея. В малой авиации, скажем, в БПЛА борются за каждый грамм экономии веса. Никто "почему-то" не засобачил карбоновый радиатор/ребра охлаждения для двигателей, а можно было бы серьезно выиграть и на массе и на аэродрнамике. В самых пальцатых самолетиках почти целиком выпеченных из угля радиаторы остаются по прежнему люминиевыми, да медными.

Обмотайте вторую бочку, для сравнения, алюминиевой проволокой, также разведите в ней костер и... Не трогайте ее голыми руками! Используйте термометр. Абусловия намотки, неровности и прилегания у люминя будут как минимум такими же как и у карбоновой нити.
Вот, гляньте, на использование углеволокна в термоизоляции. https://www.m-carbo.ru/catalog/primenenie-uglevolokna/zharoprochnye-materialy/

[Shin]

Рассмотрение теплопередающих свойств различных углеродных материалов показало, что для данных целей наиболее полно подходят высокомодульные пековые волокна, обладающие теплопроводностью свыше 400 Вт/К⋅м (400-1 000) Вт/К⋅м. Значение 400 Вт/К⋅м выбрано как реперная точка, соответствующая теплопроводности меди [6].

Это из Белоглазова ("Ниагара", занимающаяся композитами и вообще)
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44210005

[telekast]

У тётеньки из Массачусетса эксперимент был в вакуум-камере

У тетеньки из Массачусетса(блин, замаялся печатать, чуть язык с пальцами не сломал. Скопировал!) не проводилось сравнительного опыта "металлизированной" ткани с обычной. А у нас проводился. Этот опыт может дать представление о потоках тепла в теле самой ткани. Это был ответ на Ваш вопрос о нагреве соседних нитей.

У тетеньки из Массачусетса (с) (скопировал) вообще не видать было никаких металлов, кроме крепежа в трубке.

Кароче.

Учитывая работу товарищей из США и наши попытки повторить и посмотреть, можно ли сделать вывод, что углепластиковые или С-С радиаторы эффективнее в своем массовом совершенстве? Графики как бэ намекают и вообще - целый дисер с одобрением товарищей из MSFC, Гленна и вообще NASA.

Вот-вот, а у наших видать. Они идали преимущество перед "обычным" порошком аолокном.

Короче, я думаю, что в предложенном варианте это фигня. Чистое углеволокно потребует увеличить площадь радиатора и/или его температуру. Что может нивелировать небольшой выигрыш из-за меньшей удельной плотности углеволокна. Тожеьсамое и сьвплетением металлических полос. Надо что-то выкручивать, искать другие варианты. Есть углеродные материалы лишенные недостатков по теплопроводности, но у них есть свои. Например меньшая прочность и пр.

[telekast]

Рассмотрение теплопередающих свойств различных углеродных материалов показало, что для данных целей наиболее полно подходят высокомодульные пековые волокна, обладающие теплопроводностью свыше 400 Вт/К⋅м (400-1 000) Вт/К⋅м. Значение 400 Вт/К⋅м выбрано как реперная точка, соответствующая теплопроводности меди [6].

Это из Белоглазова ("Ниагара", занимающаяся композитами и вообще)
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44210005

Скромно умалчивать в каком направлении меняли теплопередачу. Что покажет тепловизор, если на трубу повесить "ткань" сплетенную из медных проволочек? Как думаете?

[telekast]

Вот, кстати, в соседней теме только что новость выстрелила. Ровно из обсуждаемой области:
Гипертеплопроводящие панели

[Alex_07]

Гугл перевод из диссертации Брианы.

(1) The dependence of the effective emissivity of a carbon fiber fin, that is the total hemispherical emissivity of the projected fin surface area, on fiber volume fraction was investigated using a Monte Carlo Ray Tracing model. It was determined that the maximum effective emissivity occurs at the smallest fiber volume fraction that is still optically thick, which occurs between 15-20% for a 0.5 mm thick array of uniformly packed fibers. As the fiber volume fraction decreases, scattering among the fibers increases the amount of radiation that escapes to space as compared to a flat fin surface, thereby increasing the effective emissivity of the fin.
(2) This increase is quite significant since, for example, fibers with a surface emissivity of 0.7 will have an effective emissivity of 0.83 when packed in an array with about 13% fiber volume fraction.

(1) Зависимость эффективной излучательной способности ребра из углеродного волокна, то есть общей полусферической излучательной способности проектируемой площади поверхности ребра, от объемной доли волокна была исследована с использованием модели трассировки лучей Монте-Карло. Было определено, что максимальная эффективная излучательная способность возникает при наименьшей объемной доле волокна, которая все еще является оптически толстой, что составляет 15-20% для массива равномерно упакованных волокон толщиной 0,5 мм. По мере уменьшения объемной доли волокна рассеяние между волокнами увеличивает количество излучения, которое выходит в пространство по сравнению с плоской поверхностью ребра, тем самым увеличивая эффективную излучательную способность ребра.
(2) Это увеличение является довольно значительным, поскольку, например, волокна с поверхностной излучательной способностью 0,7 будут иметь эффективную излучательную способность 0,83 при упаковке в массив с объемной долей волокна около 13%.

Вывод: излучающая способность углеродной ткани превышает излучающую способность плоской панели.
Бриана Тамбулян провела исследования, написала диссертацию, разработала радиаторы с рекордными удельными характеристиками.  Предлагаю альтернативно одарённым проделать то же самое, а  после успешной защиты своего труда перед ученым советом, явить свои труды миру.

[Alex_07]

Вот, кстати, в соседней теме только что новость выстрелила. Ровно из обсуждаемой области:
Гипертеплопроводящие панели

Хорошие новости, правда неясно, насколько эта технология применима в случае буксира. Ждём подробностей.