Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[mihalchuk]

Почитал последние страницы но не всё. Если ранее этого не было, то можно извернуться.
Окружить реактор кольцом на существенном удалении. От реактора протянуть трубки и хорошо раскрутить. По трубкам от реактора будет идти газ, охлаждаться, и загоняться уже в виде жидкости обратно. Вариант - в виде охлаждённого газа.
Параметры такого холодильника должны быть таковы, чтобы нагретый газ, проходя по трубам от реактора, сжимался и нагревался ещё. Газ (если газ) на обратном пути будет расширяться и охлаждаться. Таким образом можно уменьшить температуру реактора.
Однако подобрать материалы конструкции и рабочее тело будет непросто. Нужен очень тяжёлый газ, типа гексафторида урана.
Ну и это пока идея, не более.
Можно, конечно, и не кольцо, но кольцо прочнее.

[AlexandrU]

..., чтобы нагретый газ, проходя по трубам от реактора, сжимался и нагревался ещё...

В этом случае газ будет совершать работу, т.е. отбирать мощность машины.

[mihalchuk]

..., чтобы нагретый газ, проходя по трубам от реактора, сжимался и нагревался ещё...

В этом случае газ будет совершать работу, т.е. отбирать мощность машины.

Во-первых, это ерунда, потому что энергии в ядерном материале предостаточно. Во-вторых, эта работа будет направлена на подачу охлаждённого газа обратно. То есть, газ будет совершать работу над собой. От машины отнимутся только потери на трение.

[AlexandrU]

... Во-вторых, эта работа будет направлена на подачу охлаждённого газа обратно. То есть, газ будет совершать работу над собой. От машины отнимутся только потери на трение.

Вы пытаетесь добавить ещё один компрессор в цикл, что просто снизит КПД. Нарисуйте схему и вы поймёте ошибку.

[mihalchuk]

Если ожижать рабочее тело, то потребуется просто насос.

[AlexandrU]

Если ожижать рабочее тело, ...

Это то же самое.

[SONY]

Может, но очень не продолжительное время. В рабочем режиме там тоже доли градуса.

Кто вам это сказал?..

Размеры ТО и температура жидкого контура определяются вторым началом, а размеры ХИ - законом Стефана-Больцмана. Поэтому в двухконтурной системе всегда будет выгодно скидывать часть низкопотенциального тепла непосредственно из 1ого контура и вопрос тут лишь в пропорциях.

Второе начало термодинамики гласит: "в изолированной системе энтропия либо остаётся неизменной, либо возрастает, достигая максимума при установлении термодинамического равновесия". Никаких ограничений на размер теплообменника оно не накладывает.

Капельный холодильник то на расплаве олова предлагали, ссылку на статью я давал выше в теме.

Нет. По первоначальному проекту ТЭМ температура на выходе из турбины предполагалась менее 400 К, а потому капли должны были быть не из олова (оно плавится только при 505 К), а из органической жидкости.

[mihalchuk]

Если ожижать рабочее тело, ...

Это то же самое.

"Это две большие разницы". Насос требует энергии, да, но он компактен. Энергия на подъём жидкости, но не на сжатие. Зато далее для рабочего тела компрессор не нужен. То есть, компрессора нет вообще.
Здесь со схемой всё очень хорошо. Проблема в том, что такая штука будет сколько-то эффективной при радиусе порядка 100 м и скорости вращения 1/с. И сразу много вопросов, в том числе - как испытать такую штуку на Земле, ка её поднять на орбиту.

[SONY]

Энергия на подъём жидкости, но не на сжатие. Зато далее для рабочего тела компрессор не нужен. То есть, компрессора нет вообще.

Компрессор - это такой класс насосов. Да, если вы качаете чисто жидкость, то насос уже не попадает в класс компрессоров, но это не значит, что у вас сразу как-то принципиально улучшается его работа. В ряде случаев технически одно и то же устройство, вообще без модификаций, может быть как компрессором, так и насосом какого-то другого типа, разница будет лишь в подключении, подаваемом в него веществе или ещё чём таком.
Проведите детальные расчёты и увидите, что нет никакой разницы в том, как именно у вас работает насос, это никак эффективности не добавит.

[opinion]

Насколько я понимаю, вы предлагаете нагревать теплоноситель для более эффективной работы радиаторов. Но на это нужно затратить энергию. Выходит, что вы сначала получаете механическую или электрическую энергию из тепловой, а потом тратите её, переводя назад в тепловую. За счёт чего вы рассчитываете получить выигрыш?

[AlexandrU]

Может, но очень не продолжительное время. В рабочем режиме там тоже доли градуса.

Кто вам это сказал?..

Второе начало термодинамики гласит: "в изолированной системе энтропия либо остаётся неизменной, либо возрастает, достигая максимума при установлении термодинамического равновесия". Никаких ограничений на размер теплообменника оно не накладывает.

Второе начало описывает условия преобразования и сохранения энергии и направление протекания этих процессов.
Откуда, теплообмен между телами происходит при наличии разницы температур, идёт от большего потенциала к меньшему и чем больше дельта, тем интенсивнее(быстрее) обмен или передаваемая мощность в ед.времени через ед.площади. Т.е., больше дельта - меньше ТО.

[Гусев_А]

Еще вариант.
Распыляется нагретая жидкость, которая при остывании затвердевает и приобретает ферромагнитные свойства. Ее направление движения фокусируется магнитным полем, начальную скорость она получает в распылителе. Поддерживать поле можно будет даже постоянными магнитами, правда их прийдется немного охлаждать.

[Гусев_А]

Еще про температуру теплоносителя. Известно, что мощность теплового излучения прпорционална аж 4-й степени от температуры. Не будет ли выгодно, с помощью тепловых насосов поднять температуру теплоносителя (радиаторов), чтоб уменьшить их площадь.

[Гусев_А]

Вы не можете просматривать это вложение.

Могу предложить идею ниточного холодильника.

Можно вместо движущихся ниток к вращающейся мачте закрепить тонкие трубки-капилляры.

А как же микрометеориты?Необходимо еще чтобы материал был не только пористый,но и быстросамозатягивающийся плюс эластичный и с запоминанием формы желательно 

Капиляры могут иметь клапан, чтоб перекрывать прохудившийся капиляр. Клапан может быть в виде микрокапсулы, которая при понижении давления вздувается или вспенивается и закупаривает проход.

[SONY]

Откуда, теплообмен между телами происходит при наличии разницы температур, идёт от большего потенциала к меньшему и чем больше дельта, тем интенсивнее(быстрее) обмен или передаваемая мощность в ед.времени через ед.площади. Т.е., больше дельта - меньше ТО.

Второе начало термодинамики не накладывает никаких ограничений на скорость этого процесса.

Тепловые трубки переносят тепло при разнице температур в доли градуса, а кусок аэрогеля и при разнице в тысячу градусов едва-едва что-то переносит. Система теплоотвода на жидком гелии-2 переносит огромное количество тепла на десятки километров при практически нулевой разнице температур.

[SONY]

Не будет ли выгодно, с помощью тепловых насосов поднять температуру теплоносителя (радиаторов), чтоб уменьшить их площадь.

Проще и эффективнее поднять температуру на выходе из преобразователя. Да, потеряем в КПД, но меньше, чем потеряем на работе тепловых насосов.

[Inti]

Еще вариант.
Распыляется нагретая жидкость, которая при остывании затвердевает и приобретает ферромагнитные свойства. Ее направление движения фокусируется магнитным полем, начальную скорость она получает в распылителе. Поддерживать поле можно будет даже постоянными магнитами, правда их прийдется немного охлаждать.

Ещё бы увидеть такие жидкости. Тогда уж может проще жидкость с магнитными нано-включениями, и не надо ей застывать. И возможно что магнитные капли будут сами фокусироваться, если честно я не знаю как они себя поведут, есть видосы с магнитной жидкостью: 
и даже с крупными каплями:


Но как поведёт себя магнитный туман - я не нашёл ...

К сожалению мы не очень-то знаем что именно пробовали для капельного холодильника и какие проблемы с ним возникали. Не исключён вариант и с магнитными делами...

[Гусев_А]

Я думаю, что при нагревании магнитные свойства многих веществ теряются. Так что подобрать материал, чтоб и работал при температуре и жидкий не испарялся в вакууме и не присыхал к стенкам будет проблемно.

[Юрий Темников]

Как не дёргайся,для уменьшения радиатора нужно повышать КПД преобразования тепла в электричество.И тут только один путь газофазный высокотемпературный реактор,с МГД генератором с замкнутым циклом,следующим этапом будет теплообменник,газовая турбина и только после нее радиатор.
Насколько я понимаю основная проблема МГД это разрушение электродов в высокотемпературной газовой струе.Предлагаю газовый канал,по сути-сопло организовать из четырёх соприкасающихся ,вращающихся конусов два из которых электроды,два других изоляторы.При этом электроды будут достаточно хорошо охлаждаться.
   Радиатором будет служить такой же только большой вращающийся конус из тонкой жести или другого материала по внутренней поверхности которого будет стекать охлаждающая жидкость тончайшим слоем.Если еще наложить тонкий слой капиллярного материала,то это будет нечто вроде огромной тепловой трубы.

[AlexandrU]

Второе начало термодинамики не накладывает никаких ограничений на скорость этого процесса.
...

Вы не внимательно прочитали комментарий.

Как не дёргайся,для уменьшения радиатора нужно повышать КПД преобразования тепла в электричество...

Таки да, но для МГД нужно верхнюю температуру цикла градусов так до 2500...3000К задрать, что не реально.