Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[telekast]

Верно. Но скорость испарения не изменится от того, что пара вокруг нет.

Изменится и весьма существенно. Чем меньше молекул пара в пограничном слое, тем больше места для новых молекул покинувших жидкость. Коэффициент испарения растет, если есть движение среды и/или жидкости. Те летящая капля испаряется быстрее, чем неподвижно висящая.
Имху 

[blik]

Это все невероятно прекрасно. Но по графикам я вижу макс температуру 200С. Эта температура не имеет никакого отношения к Ядерному Буксиру. Нужны существенно большие температуры.

Откуда это известно? Температура в капельном радиаторе может быть намного ниже температуры теплоносителя в реакторе.

Излучение зависит от температуры в 4й степени. Если будете использовать низкотемпературные капли, то вам понадобится на порядки большая масса этих капель. Зачем тогда вообще нужен капельник? Обычные панели будут лучше по массе.

[opinion]

Верно. Но скорость испарения не изменится от того, что пара вокруг нет.

Изменится и весьма существенно. Чем меньше молекул пара в пограничном слое, тем больше места для новых молекул покинувших жидкость. Коэффициент испарения растет, если есть движение среды и/или жидкости. Те летящая капля испаряется быстрее, чем неподвижно висящая.
Имху

В данном случае давление 10e-4 ... 10e-6 Па. Длина свободного пробега молекулы в паре получится порядка сантиметров или десятков сантиметров. Нету никакого пограничного слоя.

Да и летящая капля испаряется быстрее просто потому, что сдувается пар и из-за этого замедляется обратный процесс.

[opinion]

Это все невероятно прекрасно. Но по графикам я вижу макс температуру 200С. Эта температура не имеет никакого отношения к Ядерному Буксиру. Нужны существенно большие температуры.

Откуда это известно? Температура в капельном радиаторе может быть намного ниже температуры теплоносителя в реакторе.

Излучение зависит от температуры в 4й степени. Если будете использовать низкотемпературные капли, то вам понадобится на порядки большая масса этих капель. Зачем тогда вообще нужен капельник? Обычные панели будут лучше по массе.

Может и лучше, но без расчетов не ясно. А может, планировалась двухступенчатая система: сначала обычные радиаторы, потом капельные.

[ExDi]

Изменится и весьма существенно. Чем меньше молекул пара в пограничном слое, тем больше места для новых молекул покинувших жидкость. Коэффициент испарения растет, если есть движение среды и/или жидкости. Те летящая капля испаряется быстрее, чем неподвижно висящая.

по крайней мере пока плотность паров много меньше плотности жидкости - количество молекул, покидающих жидкость, зависит только от температуры и разности энергий газа и жидкости, т.е. энтальпии испарения. в равновесии оно равно числу возвращающихся молекул, а оно такое же, сколько их ударяется о любую стенку, и соответственно исчисляется из давления насыщенного пара. наблюдаемая скорость же испарения - это разность потоков уходящих и возвращающихся молекул; в равновесии ноль, в пределе - то самое количество покидающих поверхность молекул. если их сдувать или если вокруг глубокий вакуум - скорость испарения будет стремиться к этой самой предельной

[ExDi]

именно эту модель использует SONY. откуда берется скорость звука и соответственно коэффициент адиабаты - тоже понятно, молекулы приобретают скорость в выделенном направлении, что эквивалентно адиабатическому расширению с  преобразованием тепловой энергии в кинетическую. на это можно посмотреть и несколько иначе; тепловое движение характеризуется его энергией, т.е.  среднеквадратичной скоростью, а скорость истечения, т.е скорость переноса импульса, эквивалентная по сути скорости звука, - средней скоростью, которая всегда меньше среднеквадратичной (на сколько - зависит от распределения скоростей)

[telekast]

если их сдувать или если вокруг глубокий вакуум - скорость испарения будет стремиться к этой самой предельной

И глубокий вакуум имеется и "сдувание" за счёт движения капли в наличии.

именно эту модель использует SONY. откуда берется скорость звука и соответственно коэффициент адиабаты

Вот только просчитанная им скорость звука почти впятеро меньше просчитанной мною по формуле для идеального газа.
Об чем и был спор.
Имху 

[ExDi]

просто пересчитайте внимательнее; я же написал выше - из вашей формулы однозначно следует, что по отношению к воздуху для М=6600 скорость - что теплового движения, что звука - будет в ~15 раз медленнее, то есть как у него. я с вашими данными пересчитывал - тоже сошлось. идеальный газ или нет - особого значения не имеет, с учетом квадратного корня любые приближения дадут погрешность максимум 20-30%.  у меня там один вопрос - насколько реально значение M=6600 для силиконового масла в системе охлаждения, я бы ожидал на порядок меньше

сдувания нет, капля движется равномерно и прямолинейно в вакууме, т.е. ничем не отличается от там же неподвижно висящей; сдувание предполагает получение молекулами газа импульса от внешнего потока

[telekast]

просто пересчитайте внимательнее; я же написал выше - из вашей формулы однозначно следует, что по отношению к воздуху для М=6600 скорость - что теплового движения, что звука - будет в ~15 раз медленнее, то есть как у него. я с вашими данными пересчитывал - тоже сошлось. идеальный газ или нет - особого значения не имеет, с учетом квадратного корня любые приближения дадут погрешность максимум 20-30%.  у меня там один вопрос - насколько реально значение M=6600 для силиконового масла в системе охлаждения, я бы ожидал на порядок меньше

сдувания нет, капля движется равномерно и прямолинейно в вакууме, т.е. ничем не отличается от там же неподвижно висящей; сдувание предполагает получение молекулами газа импульса от внешнего потока

Пересчитал. Действительно, ошибся в делении на порядок. Приношу свои извинения. У меня получилось по новому расчету(пару раз проверил) 36,5 м/сек.

"Сдувание" есть. Поскольку капля движется, то она стремится выйти из уже "насыщенного" испарениями пространства в "пустое". Это как газовый шлейф за планетой/кометой.
Имху 

[telekast]

у меня там один вопрос - насколько реально значение M=6600 для силиконового масла в системе охлаждения, я бы ожидал на порядок меньше

Я же давал ссылку на документ в котором есть данные по обсуждаемому маслу(самый последний раздел).
ЗЫ какое будет масло в СО сабда хз, взяли с подачи геноссе SONY самое малопарящее, что нашли.

[ExDi]

Поскольку капля движется, то она стремится выйти из уже "насыщенного" испарениями пространства в "пустое"

нет, любое "пространство" в условиях отсутствия ускорения объекта "движется" вместе с объектом, невозможно выделить абсолютно неподвижную систему отсчета, все инерциальные системы отсчета равноценны, это фундаментальные основы механики; так же как предметы внутри и вне корабля в невесомости не будет сносить никуда его движение - так же и газовое окружение капли (как и сама капля) после прохождения сопла находятся в невесомости  и его не сносит относительно капли. относительно корабля облако паров будет двигаться, да, - в точности как облако капель, вместе с ним

[cross-track]

Поскольку капля движется, то она стремится выйти из уже "насыщенного" испарениями пространства в "пустое"

нет, любое "пространство" в условиях отсутствия ускорения объекта "движется" вместе с объектом, невозможно выделить абсолютно неподвижную систему отсчета, все инерциальные системы отсчета равноценны, это фундаментальные основы механики; так же как предметы внутри и вне корабля в невесомости не будет сносить никуда его движение - так же и газовое окружение капли (как и сама капля) после прохождения сопла находятся в невесомости  и его не сносит относительно капли. относительно корабля облако паров будет двигаться, да, - в точности как облако капель, вместе с ним

Справедливости ради нужно сказать, что предметы внутри корабля будут слегка сноситься, если они, к примеру, по разному расположены по отношению к ЦМ корабля на орбите вокруг Земли. Например, если шарик находится "выше" ЦМ МКС и в начальный момент неподвижен относительно ЦМ, то за полтора часа шарик сместится примерно на 9 метров "назад". Это, конечно, следствие слабой неинерциальности СК.
Вдали от центров притяжения такого, конечно, нет, и СК там практически инерциальные.

[SONY]

если существенно больше - вязкость может стать  неприемлемой для циркуляции в системе охлаждения

При комнатной температуре вязкость именно Y HVAC 140/13 - 1508 сантистокс.

"Средняя квадратичная скорость теплового движения молекулы в газе находится по формуле:
v = √ ((3*k*T) / m0), где

v — средняя квадратичная скорость, м/с;

k — 1,38 * 10(−23) — постоянная Больцмана, Дж/К;

T — температура, К;

m0 — масса одной молекулы, кг."

Она равна √ ((γ*k*T) / m0)
Где γ - показатель адиабаты, который для многоатомного идеального газа равен 4/3. Замечу, что для реальных газов со сложными молекулами он зачастую меньше, 1,10-1,15, а не ~1,33. Но я сделал оценку скорости звука сверху, поэтому брал 4/3.
Откуда взялось 3 - несколько не совсем понятно...

Т.к. k и m0 - чудовищно малые величины, в таком виде формула неудобна. Удобнее использовать формулу √ ((γ*R*T) / M), где R - универсальная газовая постоянная 8,31446 Дж/(моль*К), а M - масса одного моля вещества (в нашем случае - 6,6 кг).

То есть, вам нужно нагуглить формулу для количества молекул, ударяющихся о единицу площади, в зависимости от концентрации и средней скорости. Это будет n*v с каким-то коэффициентом.

Средняя скорость - это и есть скорость звука. Вот затем-то она нам и нужна.

Это все невероятно прекрасно. Но по графикам я вижу макс температуру 200С. Эта температура не имеет никакого отношения к Ядерному Буксиру. Нужны существенно большие температуры.

У буксира максимальная температура жидкости - 360-400 К (в различных работах), т.е. 87-127 градусов Цельсия. Страница 273 этой темы:
https://forum.novosti-kosmonavtiki.ru/index.php?topic=18400.5440

P.S. мне уже, честно говоря, надоедает почти в каждом сообщении отсылать к прошлым страницам форума. Сколько можно одно и то же?..

[SONY]

Изменится и весьма существенно. Чем меньше молекул пара в пограничном слое, тем больше места для новых молекул покинувших жидкость.

У нас тут давление насыщенных паров 10^-8 торр... При таком давлении там длина свободного пробега многометровая, если не километровая (точное значение не определить, т.к. мы не знаем, из каких именно молекул эта жидкость состоит).
Т.е. молекулы паров в любом случае летают абсолютно свободно, не взаимодействуя друг с другом, не важно, достигается у нас насыщение или нет.

Длина свободного пробега молекулы в паре получится порядка сантиметров или десятков сантиметров.

В воздухе длина свободного пробега достигает сантиметров уже при давлении 10^-3 торр. Понятное дело, что у нас тут не воздух, для больших молекул длина пробега сокращается, но и давление на пять порядков ниже...

у меня там один вопрос - насколько реально значение M=6600 для силиконового масла в системе охлаждения, я бы ожидал на порядок меньше

При чём тут силиконовое масло?..

[ExDi]

Откуда взялось 3 - несколько не совсем понятно...

вроде из трехмерности пространства? насколько помню, скорость исчисляется из давления через импульс, соответственно через проекцию средней скорости молекул на нормаль к поверхности, а это треть полной скорости. в скорости звука ее быть не должно, да

[telekast]

Откуда взялось 3 - несколько не совсем понятно...

вроде из трехмерности пространства? насколько помню, скорость исчисляется из давления через импульс, соответственно через проекцию средней скорости молекул на нормаль к поверхности, а это треть полной скорости. в скорости звука ее быть не должно, да

Именно. Молекула газа может в равной степени вероятности полететь в любую сторону. Тройка это и показывает, а квадратный корень усредняет. Так что все нормально там с вычисленной скоростью. 
Имху 

[blik]

У буксира максимальная температура жидкости - 360-400 К (в различных работах), т.е. 87-127 градусов Цельсия. Страница 273 этой темы:

Уважаемый SONY утверждает что температура капельного холодильника 360-400К и ссылается на 273 страницу.
На 273 странице он ссылается на статьи

Нет, по проекту "охлаждения капель от 360 К до 310 К". Во всяком случае именно такие параметры используют в расчётах Н. В. Бондарева и А. А. Коротеев в пуликации "Методы аналитического расчета и оптимизации геометрических размеров диспергированной пелены бескаркасных космических излучателей нового поколения", которая вышла во времена первоначального проекта ТЭМ.
Т.е. у нас на выходе из теплообменника охлаждаемый газ имеет температуру 400 К, а охлаждающая жидкость - 360 К.

А то в статье 2018-го года "Установление температуры в радиационно остывающем дисперсном потоке при наличии внешнего теплового излучения" за авторством А. А. Сафронов, А. А. Коротеев, Н. И. Филатов обсуждалось работа "В случае изменения среднемассовой температуры капель в КХИ от 360 до 310 K"... Да что уж там! Коротеев А.А., Сафронов А.А., Филатов Н.И., Григорьев Ф.Л., Хлынов Ф.В. в свежайшей, 2023-го года, статье "Исследование генераторов капель бескаркасных систем теплоотвода в космосе" рассматривают два случая: "Если T₀= 360 К, T_к = 310 К" и "для T₀ = 400 К, T_к = 350 К"! Ибо, цитата от туда же, "Максимальная рабочая температура КХИ определяется скоростью испарения этих веществ и составляет ~400 К". Т.е. прямо сейчас в работах по капельному холодильнику не рассматриваются температуры капель выше 400 К.

Почему то из наличия данных статей SONY делает вывод о том, что в проекте именно эти температуры.
- Ну не будут же люди просто так писать статьи.

Смотрим - один из авторов вышеприведенных статей Коротеев написал статью
КАПЕЛЬНЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ-ИЗЛУЧАТЕЛИ КОСМИЧЕСКИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
Конюхов Георгий Владимирович
Коротеев Анатолий Анатольевич
https://cyberleninka.ru/article/n/kapelnye-holodilniki-izluchateli-kosmicheskih-energeticheskih-ustanovok-novogo-pokoleniya?ysclid=m486uug5qf85739820

причем написана статья была еще в 2006 году. То есть за годы до начала разработки буксира.

Из наличие статей о капельных холодильниках не следует, что  в проекте используются температурные параметры из статей.
Есть ли у уважаемого SONY другие подтверждения температуры в капельном холодильнике ядерного буксира?

[telekast]

В ранее приводимой табличке по ЯБ было прямым текстом написано про максимальную и минимальную температуру цикла. Минимальная это и есть температура на выходе из холодильника/перед компрессором. В табличке два варианта 360К и 400К. Те на входе в холодильник температура будет выше по определению.
Имху 

[ExDi]

так-то чем меньше разность температур на входе и выходе - тем лучше, меньше снижение падения его эффективности на "дальнем" конце. все определяется скоростью потока, которую ограничивает  вязкость хладагента, мощность насосов и эффективность формирования/улавливания капель

[blik]

В ранее приводимой табличке по ЯБ было прямым текстом написано про максимальную и минимальную температуру цикла. Минимальная это и есть температура на выходе из холодильника/перед компрессором. В табличке два варианта 360К и 400К

не могу найти, можете помочь?