Рулонный излучатель холодильник

[kurono]

Раз уж с капельным холодильником не получилось, предлагаю просто передавать тепло материалу свернутому в рулон и затем его разворачивать. Схема видится такой манипулятор вставляет рулон в цилиндрический теплообменник из гибкого материала, его обжимает со всех сторон и происходит теплообмен (нагрев). Нагретый рулон извлекается из гнезда, разворачивается и охлаждается излучением. После охлаждения сворачивается и все по новой.
Плюсы никаких трубок, не боится метеоритов, лист в рулоне можно делать очень тонким поскольку в отличии от трубки радиатора ему не нужно держать давление и работать на разрыв. Соответственно соотношение масса площадь будет поболее чем радиатора с циркуляцией.

[Бертикъ]

Раз уж с капельным холодильником не получилось, предлагаю просто передавать тепло материалу свернутому в рулон и затем его разворачивать. Схема видится такой манипулятор вставляет рулон в цилиндрический теплообменник из гибкого материала, его обжимает со всех сторон и происходит теплообмен (нагрев). Нагретый рулон извлекается из гнезда, разворачивается и охлаждается излучением. После охлаждения сворачивается и все по новой.
Плюсы никаких трубок, не боится метеоритов, лист в рулоне можно делать очень тонким поскольку в отличии от трубки радиатора ему не нужно держать давление и работать на разрыв. Соответственно соотношение масса площадь будет поболее чем радиатора с циркуляцией.

А можно чуть подробнее про систему сворачивания листа площадью ну хотя бы квадратов 500?

[Антикосмит]

Раз уж с капельным холодильником не получилось, предлагаю просто передавать тепло материалу свернутому в рулон и затем его разворачивать. Схема видится такой манипулятор вставляет рулон в цилиндрический теплообменник из гибкого материала, его обжимает со всех сторон и происходит теплообмен (нагрев). Нагретый рулон извлекается из гнезда, разворачивается и охлаждается излучением. После охлаждения сворачивается и все по новой.
Плюсы никаких трубок, не боится метеоритов, лист в рулоне можно делать очень тонким поскольку в отличии от трубки радиатора ему не нужно держать давление и работать на разрыв. Соответственно соотношение масса площадь будет поболее чем радиатора с циркуляцией.

А можно чуть подробнее про систему сворачивания листа площадью ну хотя бы квадратов 500?

Металл с памятью формы. Вообще идея интересная. Только надо чтобы рулон навивался на конденсатор тепловой трубы. Тогда за счет плотного контакта можно обойти тонкое горло по теплопроводности на большие расстояния через малое сечение. Вместо материала с памятью формы можно и банальной центробежной силой обойтись: сматывая и раскручивая и отпуская ленту. Плюс в безопасности по части микрометеоритов, минус - риск что все запутается и на ходу не факт что заработает. Но для стационарного аппарата вполне себе вариант.

[solitaire]

Кажется ненадежной конструкция.

Рулон развернуть, притом так чтобы он ничего лишнего не задел и не запутался; свернуть, чтобы он ровно и плотно смотался; в свёрнутом состоянии поместить в другое место, в нагреватель; вынуть, поставить на место развёртывания. И так постоянно - очень много механических движений, и кажется достаточно быстро что-то пойдёт не так.

Кажется, если бы теплообменник мог эффективно нагревать ленту, что кажется нетривиальным, то конструкция а-ля ленточный конвейер выглядит привлекательнее, тоже механика, но сложных движений меньше.

Правда не уверен, что подобные устройства станут легче, ведь тут достаточно сложный теплообменник плюс механика, помимо нашего ленточного излучателя.

[Бертикъ]

Раз уж с капельным холодильником не получилось, предлагаю просто передавать тепло материалу свернутому в рулон и затем его разворачивать. Схема видится такой манипулятор вставляет рулон в цилиндрический теплообменник из гибкого материала, его обжимает со всех сторон и происходит теплообмен (нагрев). Нагретый рулон извлекается из гнезда, разворачивается и охлаждается излучением. После охлаждения сворачивается и все по новой.
Плюсы никаких трубок, не боится метеоритов, лист в рулоне можно делать очень тонким поскольку в отличии от трубки радиатора ему не нужно держать давление и работать на разрыв. Соответственно соотношение масса площадь будет поболее чем радиатора с циркуляцией.

А можно чуть подробнее про систему сворачивания листа площадью ну хотя бы квадратов 500?

Металл с памятью формы. Вообще идея интересная. Только надо чтобы рулон навивался на конденсатор тепловой трубы. Тогда за счет плотного контакта можно обойти тонкое горло по теплопроводности на большие расстояния через малое сечение. Вместо материала с памятью формы можно и банальной центробежной силой обойтись: сматывая и раскручивая и отпуская ленту. Плюс в безопасности по части микрометеоритов, минус - риск что все запутается и на ходу не факт что заработает. Но для стационарного аппарата вполне себе вариант.

Технически всё это в разы сложнее капельника и имхо никак не может рассматриваться в качестве его альтернативы. 
И я даже не спрашиваю о том, как будет сниматься тепло с ЭУ пока этот рулон сворачивается-разворачивается. Это же не дело секунд и даже минут.

[pkl]

Куда интереснее, из чего делать этот материал? И как охлаждать полезную нагрузку в то время, когда рулон развёрнут? Охлаждение ведь должно быть непрерывным!

[nonconvex]

как охлаждать полезную нагрузку в то время, когда рулон развёрнут? Охлаждение ведь должно быть непрерывным!

Добавьте четыре (шесть) рулонов эдакой ромашкой и сфазируйте.

[solitaire]

Металл с памятью формы. Вообще идея интересная. Только надо чтобы рулон навивался на конденсатор тепловой трубы.

Вариант. Хотя конечно вопрос, на сколько оно будет работать для длинной ленты.А как намотать?

Вместо материала с памятью формы можно и банальной центробежной силой обойтись: сматывая и раскручивая и отпуская ленту. Плюс в безопасности по части микрометеоритов, минус - риск что все запутается и на ходу не факт что заработает. Но для стационарного аппарата вполне себе вариант.

А как вращать, если наматывать прямо на трубу с теплоносителем?

Что-то кажется, риск, что намотается на что не нужно или запутается, при постоянных подобных операциях, очень велик.

Технически всё это в разы сложнее капельника и имхо никак не может рассматриваться в качестве его альтернативы.

Не факт.
Капельник конечно соблазняет своей идеей: что лучше какой-то детали? - её отсутствие! Поэтому уберем радиатор и прогоним теплоноситель через вакуум - красота, простота и самое главное лёгкость. Но совсем не факт, что рабочий капельник не окажется гораздо сложнее подобных устройств.

[Дем]

Кажется ненадежной конструкция.

Обычную рулетку видел?

[nonconvex]

Кажется ненадежной конструкция.

Обычную рулетку видел?

Попробуйте свернуть рулетку не вдоль, а поперек.

[Дем]

Попробуйте свернуть рулетку не вдоль, а поперек.

А зачем?

[nonconvex]

Попробуйте свернуть рулетку не вдоль, а поперек.

А зачем?

Чтобы уменьшить толщину рулона и сответственно термическое сопротивление.

[kurono]

Немного осмыслил конструкцию. Рулон наматывается на втулку которая движется по направляющим, т.е рулон раскатывается и скатывается. В такой схеме нам не нужно тянуть за лист чтобы размотать рулон и нагружать его на разрыв. Когда рулон свернут с двух сторон прижимаются теплообменники, после теплообмена теплообменник отжимается и рулон раскатывается. В каждой плоскости должны работать два рулона в противоположных направлениях чтобы компенсировать движение. Т.е. минимальная схема четыре рулона в двух перпендикулярных плоскостях. Каждая плоскость работает по очереди.

Немного прикинул цифры. Пусть плотность материала 100г на кв.метр. (примерно как у листа бумаги) теплоемкость 1000 дж на кг кельвин (например за счет добавки наночастиц бериллия), степень черноты 0.8. Температура нагретого рулона 90 градусов по цельсию. Каждый квадратный метр рулона излучает с двух сторон т.е. 2 квадрата эффективной площади на 100 грамм материала. Я написал простенькую программу на питоне которая показала, что с 350 кельвин до 250 рулон будет остывать 25 секунд. Добавим 10 секунд на сворачивание и разворачивание рулона. Т.е один цикл охлаждения 35 сек. 
Теперь посчитаем массу рулона. Пусть нам надо отвести от реактора 3Мвт лишнего тепла. За один цикл это 3E6*35=105E6 дж. Перепад температур 100 градусов поэтому потребуется рулон массой 105Е6/(100*1000)=1050Кг
общая масса рулонов для попеременной работы 2100кг, общая площадь 2100/0.1=21000 кв метров
т.е по бортам корабля нужно расположить четыре рулона площадью 5250м например размером 52.5 на 100 метров

Как вам? Реально?

[kurono]

Расчетная программа

m=0.1 # масса квадратного метра листа
C=1000 # теплоемкость дж на килограм кельвин
dt=0.001 # шаг по времени
T1=273+90 # начальная температура
SB=5.67e-8 # постоянная стефана больцмана
A=0.5 # степень черноты
# падение температуры за одну секунуд
def cool(T):
    t = 0.0
    while t < 1.0:
        dE=2*A*SB*T*T*T*T*dt # закон стефана больцмана
        dT=dE/m/C
        T=T-dT
        t=t+dt
    return T
T = T1
# таблица температуры на 50 сек
for i in range(50):
    T = cool(T)
    print(f'{i+1}: {T}')
print('ok')

[kurono]

Вывод программы первые 25 секунд

время: температура рулона
1: 353.65702649470575
2: 345.2072762114071
3: 337.5112685033953
4: 330.45869269933473
5: 323.9609442764394
6: 317.94588089097584
7: 312.35405554912643
8: 307.135957535926
9: 302.2499561933728
10: 297.66074460053613
11: 293.33814511036104
12: 289.25618099746066
13: 285.3923466313616
14: 281.72702770030844
15: 278.243036208245
16: 274.925234227899
17: 271.76022698622756
18: 268.73611061630095
19: 265.842263385988
20: 263.0691717829047
21: 260.40828475433545
22: 257.8518908486783
23: 255.39301410759137
24: 253.02532540492257
25: 250.7430665843549

[kurono]

Сейчас обратил внимание, что начальная температура на 350, а 363 и считал со степенью черноты 0.5, а не 0.8
пересчитал получилось что время охлаждения с 363 до 263 - 13 секунд, соответственно общая масса рулонов 1380 кг, площадь 13800 кв. м

[telekast]

Прикольно.
Это по сути регенеративный теплообменник.
Посчитайте сколько будет нагреваться и охлаждаться один лист, скажем на 10 КВ.м, сколько таких листов понадобится для отвода нужного кол-ва тепла. Может их просто достаточно менять быстро-быстро, не сворачивая в трубочку, а, например, вращая на оси.
Можно не сворачивать в рулон, а складывать листы в колоду, с зазором. После извлечения разворачивать "веером" и ТД.

[Iv-v]

А нельзя ли вместо сворачивания-разворачивания проматывать через теплообменник кольцо? 

[kurono]

А нельзя ли вместо сворачивания-разворачивания проматывать через теплообменник кольцо?

Можно как ленту проматывать. Конструкция будет проще, но эффективная площадь излучения в два раза меньше

[telekast]

А нельзя ли вместо сворачивания-разворачивания проматывать через теплообменник кольцо?

Можно как ленту проматывать. Конструкция будет проще, но эффективная площадь излучения в два раза меньше

Заверните в кольцо Мёбиуса