Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Farakh]

Такое впечатление, что кто-то тут путает тепло с температурой...

[cross-track]

В последнее время я читал интересные сообщения о сверхпоглощении графена: по порядок больше, чем площадь сечения. А т.к. в природе процессы излучения и поглощения часто симметричны, то я всё жду пока не найдут сверхизлучение.

Вот здесь
https://detaly.co.il/voda-iz-vozduha-6-izrailskih-startapov-prizvannyh-spasti-mir-ot-klimaticheskogo-krizisa/
есть заметка, где утверждается, что антистоксова флуоресценция позволяет охлаждать на прямом солнце.

Солнце охлаждает
«Потрогайте крышу машины — она холоднее, чем все вокруг», — предлагает корреспонденту «Кан-11» Ярон Шенхав, соучредитель стартапа SolCold. Журналист дотрагивается и поражается: действительно холодная.

Потом репортеру демонстрируют палатку. Ее крыша покрыта белым материалом, тем же, что и крыша машины. Внутри тоже прохладно, несмотря на жару. Этот эффект базируется на хитром физическом принципе — антистоксовой флуоресценции. Суть его в том, что определенный материал при попадании на него света определенной длины волны испускает фотоны с большей энергией и расходует на это свое внутреннее тепло.

Все это давно опробовано в лабораториях с лазерами. Но израильские ученые решили сделать материал, который так же реагировал бы на обычный солнечный свет. И Ярону Шенхаву, инженеру-электрооптику по специальности, вместе с профессором-физиком из Еврейского университета Гаем Роном это удалось.

Материал получился тонким, на ощупь похожим на нейлон, при этом очень сложным внутри. Некоторые из его 12 слоев отфильтровывают почти весь спектр солнечного света. Зато оставшаяся часть спектра вызывает в других слоях флуоресценцию. И чем сильнее светит солнце, тем материал активнее излучает тепло и охлаждается.

[Антикосмит]

В последнее время я читал интересные сообщения о сверхпоглощении графена: по порядок больше, чем площадь сечения. А т.к. в природе процессы излучения и поглощения часто симметричны, то я всё жду пока не найдут сверхизлучение.

Вот здесь
https://detaly.co.il/voda-iz-vozduha-6-izrailskih-startapov-prizvannyh-spasti-mir-ot-klimaticheskogo-krizisa/
есть заметка, где утверждается, что антистоксова флуоресценция позволяет охлаждать на прямом солнце.

Солнце охлаждает
«Потрогайте крышу машины — она холоднее, чем все вокруг», — предлагает корреспонденту «Кан-11» Ярон Шенхав, соучредитель стартапа SolCold. Журналист дотрагивается и поражается: действительно холодная.

Потом репортеру демонстрируют палатку. Ее крыша покрыта белым материалом, тем же, что и крыша машины. Внутри тоже прохладно, несмотря на жару. Этот эффект базируется на хитром физическом принципе — антистоксовой флуоресценции. Суть его в том, что определенный материал при попадании на него света определенной длины волны испускает фотоны с большей энергией и расходует на это свое внутреннее тепло.

Все это давно опробовано в лабораториях с лазерами. Но израильские ученые решили сделать материал, который так же реагировал бы на обычный солнечный свет. И Ярону Шенхаву, инженеру-электрооптику по специальности, вместе с профессором-физиком из Еврейского университета Гаем Роном это удалось.

Материал получился тонким, на ощупь похожим на нейлон, при этом очень сложным внутри. Некоторые из его 12 слоев отфильтровывают почти весь спектр солнечного света. Зато оставшаяся часть спектра вызывает в других слоях флуоресценцию. И чем сильнее светит солнце, тем материал активнее излучает тепло и охлаждается.

Ерунда. Болтовня для отвода глаз. Там всё проще. Просто подбор материалов с минимумом поглощения и максимумом излучения. Чем больше кратность умножения длины волны, тем ниже должен быть КПД. Но зачем, когда всё решается проще с тем же результатом? Как могут ИК фотоны иметь энергию больше чем фотоны видимого диапазона? Эффективность антистоксовой люминесценции (а не флуоресценции) доли, в лучшем случае единицы процентов (остальное в тепло).

[ExDi]

есть заметка, где утверждается, что антистоксова флуоресценция позволяет охлаждать на прямом солнце.

вроде в этом никакого парадокса нет и без флцоресценции. солнечное излучение по спектру соответствует 6000 K, а по плотности излучения на 4 с лишним порядка ниже. поэтому если наложить спектр черного тела при скажем 20 oC на соответственно нормированный солнечный - в ИК излучение первого будет многократно выше. Если спектр поглощения материала удастся сделать таким, чтобы граница прозрачности/белизны простиралась до области, где вещество излучает больше, чем приносит солнечный свет, а за этой границей - близким к черному, - вещество будет способно на солнце не только не нагреваться, но и отбирать тепло от окружающей среды

[vlad7308]

так-то да, но термодинамический цикл - это все же вроде не школа а вузовский курс

Хммм, вроде школа. Класс девятый, НЯП.
Там конечно все упрощенно было. Но диаграммы простейших циклов в разных координатах рисовали, и что они значат, объясняли. Если это конечно не ложная память
Были даже основы МКТ, с примитивным выводом из нее законов идеальных газов - это я помню точно.

ЗЫ для контекста - школу закончил в 90м. Школа была не физмат. Учебник был как у всех.

ЗЫЫ термодинамика газов - не моя специальность.

[vlad7308]

Потом репортеру демонстрируют палатку. Ее крыша покрыта белым материалом, тем же, что и крыша машины. Внутри тоже прохладно, несмотря на жару.

У меня была такая палатка.
Поразительно, но в ней действительно значительно прохладнее на солнце, чем в обычной. Приятель посоветовал, и еще долго попробовать уговаривал, потому что я ему не верил.

[cross-track]

есть заметка, где утверждается, что антистоксова флуоресценция позволяет охлаждать на прямом солнце.

вроде в этом никакого парадокса нет и без флцоресценции. солнечное излучение по спектру соответствует 6000 K, а по плотности излучения на 4 с лишним порядка ниже. поэтому если наложить спектр черного тела при скажем 20 oC на соответственно нормированный солнечный - в ИК излучение первого будет многократно выше. Если спектр поглощения материала удастся сделать таким, чтобы граница прозрачности простиралась до области, где вещество излучает больше, чем приносит солнечный свет, а за этой границей - близким к черному, - вещество будет способно на солнце не только не нагреваться, но и отбирать тепло от окружающей среды

Да, вполне возможно. Мне как-то попалась заметка, как можно охлаждать пиво, если сделать простейший отражающий рефлектор из зонтика, покрытого изнутри фольгой, в фокусе которого бутылка, а сам рефлектор направлен в ночное небо (ночью эффект сильнее).
Но, видимо, и антистоксова флуоресценция может внести свой вклад, тем более, что с лазерным излучением это подтверждено.
В любом случае, никакая физика здесь не нарушается, а польза очевидна)

[cross-track]

Потом репортеру демонстрируют палатку. Ее крыша покрыта белым материалом, тем же, что и крыша машины. Внутри тоже прохладно, несмотря на жару.

У меня была такая палатка.
Поразительно, но в ней действительно значительно прохладнее на солнце, чем в обычной. Приятель посоветовал, и еще долго попробовать уговаривал, потому что я ему не верил.

Интересно. А чье производство эта палатка, и где про нее почитать?

[vlad7308]

Потом репортеру демонстрируют палатку. Ее крыша покрыта белым материалом, тем же, что и крыша машины. Внутри тоже прохладно, несмотря на жару.

У меня была такая палатка.
Поразительно, но в ней действительно значительно прохладнее на солнце, чем в обычной. Приятель посоветовал, и еще долго попробовать уговаривал, потому что я ему не верил.

Интересно. А чье производство эта палатка, и как про нее почитать?

Эээммм
Погуглил.
На вид вот такая
https://market.yandex.ru/product--quechua-2-seconds-xl-fresh-black-dvukhmestnaia/854173146?sku=101204272733&uniqueId=39361159&do-waremd5=r2zZI8rNJmgVf8su1GpDzg&nid=18072109
См.описание там внизу.
Но точно насчёт модели не уверен. Не помню, это было лет 6 назад. Брэнд - этот точно. На вид очень похожа. Скорее всего, она.

Это только для автотуризма и не ниже +10 ночью. Очень легкая, но в сложенном состоянии великовата (геометрически) для ношения - такой здоровый тонкий круг.
Для пешки у меня была другая.

[SONY]

И это точно не температура газа в реакторе. Иначе тепловой баланс с кпд не сходится. 

У нас тут сейчас вообще не обсуждается температура газа в реакторе!
Впрочем, тепловой баланс с КПД прекрасно сходится в любом случае: заявленный КПД значительно ниже, чем максимальный теоретически возможный, так что всё в порядке.

[SONY]

Если спектр поглощения материала удастся сделать таким, чтобы граница прозрачности/белизны простиралась до области, где вещество излучает больше, чем приносит солнечный свет, а за этой границей - близким к черному, - вещество будет способно на солнце не только не нагреваться, но и отбирать тепло от окружающей среды

Собственно именно так и работают радиаторы на всех космических аппаратах.
Ибо самая обычная белая краска имеет коэффициент поглощения солнечного света не более 0,1 и коэффициент испускания дальнего ИК (соответствующего температурам, близким к комнатной) не менее 0,9. В результате равновесная температура получается эдак -50 по Цельсию.

[telekast]

если вы отбираете за турбиной газ - он уже остыл за счет расширения в турбине и совершения работы, это и есть та температура, которая в термодинамическом цикле приписывается холодильнику. проблема в том, что он не только холодный, но и при низком давлении, ваша задача - вернуть его в цикл, а для этого придется сжать до давления перед турбиной, а там он нагреется; охлаждать нужно собственно не газ за турбиной а компрессор, иначе на сжатие газа потребуется столько же энергии сколько было получено при расширении ++. если рабочее тело - водяной пар, то задача холодильника - его сконденсировать и опять же сбросить в пространство теплоту конденсации

Это неверно.В одной ступени турбины срабатывания температурный перепад максимум с 120-150 градусов.Давление падает в реактивной турбине, в активной давления перед и за турбиной равны.Температура за турбиной/на срезе сопла не является температурой холодильника/низшей температурой цикла в замкнутых системах.Давление падает быстрее, чем температура.Охлаждать газ нужно ДО компрессора и нагревать его после него, но перед нагревателем в рекуператоре. Возврат тепла в цикл= рост КПД. Особенно эффективно для ГТД с низким ПИк(а в сабже именно такая < 3).Подогрев газа в компрессоре от сжатия в данном случае будет градусов 100. В отличии от земных ГТД в сабже теоретически отсутствует противодавление на выходе из турбины, ТК вместо окружающей атмосферы тут глубокий вакуум. Использовать в качестве рабочего тела можно тот же газ, что и для ионников, даже без примеси гелия. Показатель адиабаты у гелия и ксенона одинаковый, по меньшей мере при НУ, а у аргона и криптона даже выше, что хорошо для теплового КПД ГТУ. Поэтому представляется такая схема: Сжатый в компрессоре газ попадает в противоточный рекуператор, где подогревается выхлопом из турбины(одинаковый массовый расход подогреваюшего и подогреваемого газа обеспечивает наивысшую эффективность). Из рекуператора подогретый газ идёт в нагреватель/реактор. В идеале газ перед реактором будет иметь температуру выхода из турбины. Оттуда через сопловый аппарат на вход турбины. С выхода турбины в рекуператор для подогрева газа перед реактором. В идеале газ будет иметь температуру равную температуре за компрессором. С выхода рекуператора в надувной детандер-"матрас" для сброса оставшегося излишка теплоты(примерно 100 градусов) излучением и с выхода детандера вновь на вход компрессора. Без всяких капель и прочих извратов. Промежуточные, вспомогательные компрессоры тоже могут не понадобиться, ТК на перемещение газа может хватить его остаточной энергии.
Имху

[telekast]

так-то да, но термодинамический цикл - это все же вроде не школа а вузовский курс

Хммм, вроде школа. Класс девятый, НЯП.
Там конечно все упрощенно было. Но диаграммы простейших циклов в разных координатах рисовали, и что они значат, объясняли. Если это конечно не ложная память
Были даже основы МКТ, с примитивным выводом из нее законов идеальных газов - это я помню точно.

ЗЫ для контекста - школу закончил в 90м. Школа была не физмат. Учебник был как у всех.

ЗЫЫ термодинамика газов - не моя специальность.

В школьном курсе только цикл Карно, как идеальной тепловой машины, и это 10й(ныне 11й) класс, почти в самом конце. Ни Брайтона, ни Тринклера-Сабатэ в сш не дают.

[telekast]

есть заметка, где утверждается, что антистоксова флуоресценция позволяет охлаждать на прямом солнце.

вроде в этом никакого парадокса нет и без флцоресценции. солнечное излучение по спектру соответствует 6000 K, а по плотности излучения на 4 с лишним порядка ниже. поэтому если наложить спектр черного тела при скажем 20 oC на соответственно нормированный солнечный - в ИК излучение первого будет многократно выше. Если спектр поглощения материала удастся сделать таким, чтобы граница прозрачности простиралась до области, где вещество излучает больше, чем приносит солнечный свет, а за этой границей - близким к черному, - вещество будет способно на солнце не только не нагреваться, но и отбирать тепло от окружающей среды

Да, вполне возможно. Мне как-то попалась заметка, как можно охлаждать пиво, если сделать простейший отражающий рефлектор из зонтика, покрытого изнутри фольгой, в фокусе которого бутылка, а сам рефлектор направлен в ночное небо (ночью эффект сильнее).
Но, видимо, и антистоксова флуоресценция может внести свой вклад, тем более, что с лазерным излучением это подтверждено.
В любом случае, никакая физика здесь не нарушается, а польза очевидна)

Ещё лучше охлаждать пиво обернув куском марли смоченного...горячей водой и выставив на солнце. Ледяное прям.

[cross-track]

Ещё лучше охлаждать пиво обернув куском марли смоченного...горячей водой и выставив на солнце. Ледяное прям.

Действительно это работает, или это шутка согласно смайлику?

[telekast]

Ещё лучше охлаждать пиво обернув куском марли смоченного...горячей водой и выставив на солнце. Ледяное прям.

Действительно это работает, или это шутка согласно смайлику?

Это работает. Скрытая теплота парообразования работает. Вода испаряющаяся с марли отбирает тепло у пузыря. Компресс, знаете? Вот.

[cross-track]

Ещё лучше охлаждать пиво обернув куском марли смоченного...горячей водой и выставив на солнце. Ледяное прям.

Действительно это работает, или это шутка согласно смайлику?

Это работает. Скрытая теплота парообразования работает. Вода испаряющаяся с марли отбирает тепло у пузыря. Компресс, знаете? Вот.

Это если сильный ветер.

[ExDi]

Это неверно...
... Подогрев газа в компрессоре от сжатия в данном случае будет градусов 100.

давайте вы сейчас и впредь прежде чем делать такие заявления - нарисуете V-P цикл, который имеете в виду, и посчитаете его количественные параметры, а не высосете их из пальца. пересчитатйте и докажите что я ошибаюсь - но у меня при равновесной адиабатической компрессии от 1 до 10 атм при начальной температуре 400K для одноатомного газа нагрев получается около 600 градусов (в реальном цикле - больше). откуда у вас возьмется рекуперация? вы полагаете что температура газа на выходе из турбины будет выше чем после компрессии на входе в нагреватель? покажите-докажите это. гелий кстати хорош тем, что у него высокая теплопроводность и скорость звука, соответственно быстрее происходит релаксация в процессе расширения-сжатия - а значит адиабата более равновесная, ближе к идеальной, изоэнтропийной

в сабже теоретически отсутствует противодавление на выходе из турбины, ТК вместо окружающей атмосферы тут глубокий вакуум.

вы о реактивном-ракетном двигателе говорите с расходом рабочего тела - или про замкнутую систему? если последнее - при чем тут вакуум вместо атмосферы?

[telekast]

Это неверно...
... Подогрев газа в компрессоре от сжатия в данном случае будет градусов 100.

давайте вы сейчас и впредь прежде чем делать такие заявления - нарисуете V-P цикл, который имеете в виду, и посчитаете его количественные параметры, а не высосете их из пальца. пересчитатйте и докажите что я ошибаюсь - но у меня при равновесной адиабатической компрессии от 1 до 10 атм при начальной температуре 400K для одноатомного газа нагрев получается около 600 градусов (в реальном цикле - больше). откуда у вас возьмется рекуперация? вы полагаете что температура газа на выходе из турбины будет выше чем после компрессии на входе в нагреватель? покажите-докажите это. гелий кстати хорош тем, что у него высокая теплопроводность и скорость звука, соответственно быстрее происходит релаксация в процессе расширения-сжатия - а значит адиабата более равновесная, ближе к идеальной, изоэнтропийной

в сабже теоретически отсутствует противодавление на выходе из турбины, ТК вместо окружающей атмосферы тут глубокий вакуум.

вы о реактивном-ракетном двигателе говорите с расходом рабочего тела - или про замкнутую систему? если последнее - при чем тут вакуум вместо атмосферы?

А давайте Вы, в свою очередь, сначала глянет хотя бы в Вики: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B8%D0%BA%D0%BB_%D0%91%D1%80%D0%B0%D0%B9%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%B0
Глянет расчеты реальных ГТД: https://studfile.net/preview/9902281/page:5/
Или графики: https://reaa.ru/proxy.php?image=https%3A%2F%2Fstudfile.net%2Fhtml%2F2706%2F197%2Fhtml_FYDQcXtn8c.wSff%2Fhtmlconvd-c1j9Jo_html_b4f9bcb07f96fd4f.jpg&hash=8a25a1532061aef5cc5e15c3a9f387ad
Посмотрите на разницу температур за турбиной и компрессором. Ну, или почитаете про ГТД с рекуперацией. Например, Capstone C60.

Вакуум тут при том, что параметры газа за турбиной определяются в ТЧ давлением наружной/окружающей среды. Оно входит в формулы расчета. Замкнутая система, или нет, неважно.

[ExDi]

вот возьмите конкретные цифры для предполагаемого вами цикла и двигателя и посчитайте; хотя бы то что вы упомянули - каким будет повышение температуры на той самой ветви компрессии 1-2, изоэнтропийной = адиабатической. подтвердите свои 100 градусов; потом можно дальше разговаривать.
что значит наружная-окружающая среда? для земли тоже вакуум наружная-окружающая среда. где в вашем цикле будет вакуум?