Ядерный Российский буксир для дальнего космоса

[Буцетам]

температура внешних частей сборок реактора какая?

Не знаю, зато я знаю что в РД-0410 водород должен был нагреваться до 3100К. А у меня 2800К.

[Буцетам]

Это прекрасно, но при выработке электроэнергии из тепла на одном температурном уровне нельзя превратить в тепло только на другом более высоком температурном уровне, ибо при выработке электроэнергии из тепла энтропия возрастает, а это означает, что у вас должно выработаться много низкопотенциального тепла, т.е. тепла при низкой температуре.

Ну вот оно и вырабатывается, на уровне 2800К

[blik]

Внимание! обнаружено нарушение второго начала термодинамики 

Не обнаружено, начало в порядке. Вместо радиатора регенератор как на схеме. Температура Т3 будет 2800К, температура Ту - 1800К. После точки y пускаем поток опять в реактор (во вторую секцию например). На выходе из второй секции (точка пусть будет Tz) температура потока опять 2800К. И у нас есть выработанная на турбине электронергия, её пускаем на подогрев с 2800К до 3800К. Поток с 3800К идёт в сопло, УИ 1200сек, а выброса энергии вовне (кроме сопла) у нас нет.
Всё как я и говорил: используем всю энергию реактора на создание реактивной струи. Вопросы?

Допустим температура внешних частей сборок реактора 3200К, значит после температуры водорода в 3200К до 3800К энергия водороду передается с понижением энтропии. Система квазизамкнутая.
Поздравляю, Нобелевка!

[Буцетам]

Возвращаясь к схеме. У нас тут есть регенератор. Как я уже раньше писал, в одноконтурном варианте  температура Ту будет 1800К, а температура Т3 2800К. Дальше поток (низкого давления) идёт в реактор, подогревается (при низком давлении) до 2800К и проследует наружу через сопло с электроподогревом до 3800К.
В регенераторе изменение температуры не от Т3 до Ту (1000К) а от Т4 до Ту (пару сотен К). Вот так вот, на пару сотен К охлаждается горячий поток в регенераторе. Значит холодный поток (водород из бака) подогреется на пару сотен.
Пару сотен, но температура Ту у нас 1800К. Значит у нас есть запас по dT холодного потока в ≈1700К (от температуры в баке до Ту), который может обеспечить работу не одного регенератора, а нескольких (8-10 штук).
Соответственно, систему можно масштабировать из одноконтурной в многоконтурную, а тепловой баланс всё ещё будет сходиться.
Но если мы хотим многоконтурность, то все контуры кроме последнего будут замкнутыми, поток первого контура в точке Ту уже не сможет при низком давлении пойти в реактор на нагрев. Он должен будет пойти на вход в компрессор (т.к. контур теперь замкнутый). Но на входе в компрессор нужно держать температуру сильно ниже 1800К. Значит нам потребуется более мощный регенератор. В одноконтурном варианте, регенератор должен переохлаждать поток на "пару сотен К", а в многоконтурном, dT уже будет ближе к 1000К. И в итоге запаса по dT в 1700К (холодный поток, см. выше) хватит не на 8-10 регенераторов, а на 2-3 регенератора. Значит систему можно масштабировать до 2-3 контуров и до 4500-5000К в камере

[Буцетам]

Допустим температура внешних частей сборок реактора 3200К, значит после температуры водорода в 3200К до 3800К энергия водороду передается с понижением энтропии. Система квазизамкнутая.
Поздравляю, Нобелевка!

После реактора температура потока 2800К. А подогрев от 2800 до 3800 идёт НЕ В РЕАКТОРЕ (вы вообще читали мои посты?) а в электронагревном сопле. Температура стенок камеры ≈4000К, стенка горячее чем поток, никаких тут нарушений нет

[blik]

Допустим температура внешних частей сборок реактора 3200К, значит после температуры водорода в 3200К до 3800К энергия водороду передается с понижением энтропии. Система квазизамкнутая.
Поздравляю, Нобелевка!

После реактора температура потока 2800К. А подогрев от 2800 до 3800 идёт НЕ В РЕАКТОРЕ (вы вообще читали мои посты?) а в электронагревном сопле. Температура стенок камеры ≈4000К, стенка горячее чем поток, никаких тут нарушений нет

Я понял, что ты не понял.
Сведем задачу к эквивалентной, но замкнутой.
Твой реактор скидывает тепло, но не в сопло, а в исходный бак с водородом. Выработанную электроэнергию складирует в идеальный аккумулятор.
После нагрева бака водорода до 3200К подключает электричество и догоревает бак до 3800К. В итоге стенки сборок температурой 3200К, в том числе с помощью промежуточных этапов в виде выработки элеткроэнергии, нагрели бак водорода до 3800К, то есть выше нагревателя в замкнутой системе. Что невозможно.

[cross-track]

Это прекрасно, но при выработке электроэнергии из тепла на одном температурном уровне нельзя превратить в тепло только на другом более высоком температурном уровне, ибо при выработке электроэнергии из тепла энтропия возрастает, а это означает, что у вас должно выработаться много низкопотенциального тепла, т.е. тепла при низкой температуре.

Ну вот оно и вырабатывается, на уровне 2800К

Так вы же на этом не останавливаетесь, и электричеством греете дальше:

И у нас есть выработанная на турбине электронергия, её пускаем на подогрев с 2800К до 3800К.

Подумайте сами: пусть имеется черный ящик, который самопроизвольно повышает свою температуру. Как такое возможно?!

[Буцетам]

Подумайте сами: пусть имеется черный ящик, который самопроизвольно повышает свою температуру. Как такое возможно?!

Вы про реактор? Так он и не повышает, работает себе на 2800К. По сути это у нас обычный цикл Брайтона, но вместо радиаторов - использование холода, запасённого в водороде

[Буцетам]

Я понял, что ты не понял.
Сведем задачу к эквивалентной, но замкнутой.
Твой реактор скидывает тепло, но не в сопло, а в исходный бак с водородом. Выработанную электроэнергию складирует в идеальный аккумулятор.
После нагрева бака водорода до 3200К подключает электричество и догоревает бак до 3800К. В итоге стенки сборок температурой 3200К, в том числе с помощью промежуточных этапов в виде выработки элеткроэнергии, нагрели бак водорода до 3800К, то есть выше нагревателя в замкнутой системе. Что невозможно.

Чтоо? Каво? Я начал читать и не осилил, сорян. Сейчас бы спорить что открытый цикл Брайтона возможен

[ExDi]

Так вы же на этом не останавливаетесь, и электричеством греете дальше:

ну или так - если у нас реактор вырабатывает некоторую мощность пэ, нагревая рабочее тело на дельтатэ,  и мы на входе в реактор начинаем подогревать рабочее тело дополнительно посредством "рекуперации". дельтатэ уменьшилась, мы должны соответственно понизить мощность реактора чтобы не перегрелся. больше энергии в системе взяться неоткуда, пэ нашей установки упала, вуаля..

[Старый]

А подогрев от 2800 до 3800 идёт НЕ В РЕАКТОРЕ

Законы термодинамики запрещают это ВЕЗДЕ.

[Старый]

Вы про реактор?

Он про стенки чёрного ящика. Как они нагреются до температуры выше температуры реактора? 

[telekast]

Турбина не работает на 2800К, мне такие, например, неизвестны. Температуру на входе в турбину нужно снижать вдвое увеличивая массовый расход. Газ после турбины горячий, рекуператор/регенератор поможет ограниченно, те у него тоже есть КПД, плюс потери давления потока. После рекуператора нужен радиатор, чтобы сбросить остатки тепла перед компрессором. Температура низкая, площадь нужна большая. Мною уже как-то предлагалось деление потока после реактора на две части: основная идёт в турбогенератор на выработку электричества, а малая - в сопло/ЭРД с целью снизить затраты на ионизацию/разгон. Здесь можно, в теории, поступить схожим образом: в реакторе в изолированном канале греть малую часть РТ до вожделенных 2800К для направления в сопло, а в остальной части реактора греть основную часть РТ до меньшей температуры, например, до 1400К для турбогенератора. Теперь смотрим, сколько мы сможем в электросопле нагреть газа на 1000К, с 2800К до 3800К. Турбина из мегаватта тепла получит дай б.г 300кВт/300кДж. Поделим их на произведение уд.теплоемкости РТ и температурный перепад, в данном случае 1000К, получим массовый расход. Порыдаем. Особенно если начнём учитывать КПД нагревателя, рост теплоемкости с ростом температуры и давления, насосные потери, потери тепла в стенки трубопроводов далее везде. И выяснится, что если стоит задача именно ДУ, то, выкинув всю ядерную, турбинную и электросопловую требуху можно взять на эту же массу просто химическое топливо, гидразин какой нить получив тот же результат. Да, вырастут расходы на доставку топлива с Земли при условии нескольких рейсов (ядерную начинку нужно забросить один раз, а топлива ему нужно в разы меньше), и не будет на борту независимой долгоиграющей электростанции, но она в рассматриваемой задаче целью не является.
Имху

[cross-track]

Так вы же на этом не останавливаетесь, и электричеством греете дальше:

ну или так - если у нас реактор вырабатывает некоторую мощность пэ, нагревая рабочее тело на дельтатэ,  и мы на входе в реактор начинаем подогревать рабочее тело дополнительно посредством "рекуперации". дельтатэ уменьшилась, мы должны соответственно понизить мощность реактора чтобы не перегрелся. больше энергии в системе взяться неоткуда, пэ нашей установки упала, вуаля..

Да, против Карно не попрешь. И против законов темодинамики тоже)

[blik]

Я понял, что ты не понял.
Сведем задачу к эквивалентной, но замкнутой.
Твой реактор скидывает тепло, но не в сопло, а в исходный бак с водородом. Выработанную электроэнергию складирует в идеальный аккумулятор.
После нагрева бака водорода до 3200К подключает электричество и догоревает бак до 3800К. В итоге стенки сборок температурой 3200К, в том числе с помощью промежуточных этапов в виде выработки элеткроэнергии, нагрели бак водорода до 3800К, то есть выше нагревателя в замкнутой системе. Что невозможно.

Чтоо? Каво? Я начал читать и не осилил, сорян. Сейчас бы спорить что открытый цикл Брайтона возможен

Какая разница, какой цикл использовать. Чтобы нагреть целевой объект (водород) до температуры выше температуры нагревателя (внешних стенок сборок реактора) нужно скинуть наружу системы тепло с температурой ниже нагревателя. Именно наружу, а не в водород, то есть нужно высвечивать радиаторами.

[Буцетам]

Чтобы нагреть целевой объект (водород) до температуры выше температуры нагревателя (внешних стенок сборок реактора) нужно скинуть наружу системы тепло с температурой ниже нагревателя. Именно наружу, а не в водород, то есть нужно высвечивать радиаторами.

Кто сказал что наружу? Не наружу, а именно в водород. Водород от выхода из бака до входа в компрессор это внешний объект, не является частью электрогенерирующего контура. Вот мы в этот внешний объект и сбрасываем тепло.
А с точки зрений всей ракеты, водород - внутренний объект, конечно. Но если откатиться назад по временной шкале, то теплота, которую мы сейчас сбрасываем в бак, в прошлом была отведена наружу в воздух на Земле (от криогенной установки). Вот вам и внешняя среда!
Я просто взял и расширил подход к проблеме

[Буцетам]

Так вы же на этом не останавливаетесь, и электричеством греете дальше:

ну или так - если у нас реактор вырабатывает некоторую мощность пэ, нагревая рабочее тело на дельтатэ,  и мы на входе в реактор начинаем подогревать рабочее тело дополнительно посредством "рекуперации". дельтатэ уменьшилась, мы должны соответственно понизить мощность реактора чтобы не перегрелся. больше энергии в системе взяться неоткуда, пэ нашей установки упала, вуаля..

Да не на входе, а на выходе! Сколько можно повторять: подогрев от 2800У до 3800К производится не в реакторе, а в отдельном устройстве, питаемом электроэнергией

[Буцетам]

Вы про реактор?

Он про стенки чёрного ящика. Как они нагреются до температуры выше температуры реактора?

За счёт электроэнергии. Нет таких законов, запрещающих использовать электричество для нагрева

[telekast]

Вы про реактор?

Он про стенки чёрного ящика. Как они нагреются до температуры выше температуры реактора?

За счёт электроэнергии. Нет таких законов, запрещающих использовать электричество для нагрева

Только электричество для нагрева надо сначала где-то взять. Где?

[Буцетам]

Турбина не работает на 2800К, мне такие, например, неизвестны.

Разумеется вам не известны, нет таких турбин! Но мне зато известны материалы, которые могут работать в водородной среде при такой температуре. Раз материалы есть, то и турбина может быть. Возражение снимается.

После рекуператора нужен радиатор, чтобы сбросить остатки тепла перед компрессором.

Как я уже писал в посте #7203, для многоконтурной схемы рекуператор нуже более мощный, соответственно охлаждение более сильное и радиатор не нужен.
А в одноконтурной схеме поток после рекуператора идёт не на компрессор, а в реактор и далее в электронагревательное сопло (и наружу)