ВНИМАНИЕ! На форуме началось голосование в конкурсе - астрофотография месяца МАРТ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Цитата: Крупин от 11 Мар 2017 [20:44:45]Как это ни при чём? Ионник работает за счёт электроэнергии, вырабатываемой ядерным реактором, являющимся нагревателем тепловой машины. Холодильником является радиатор. По теореме Карно к.п.д. тепловой машины равно (в лучшем случае) отношению разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к температуре нагревателя. То тепло, что не превращается в электричество стекает к холодильнику, нагревая его.В земных условиях холодильник сбрасывается в бесконечную ёмкость - земной шар и потому не перегревается. Но в космосе приходится это тепло излучать через вакуум во Вселенную. А вакуум - очень плохой проводник тепла. Вот в чём главнейшая проблема космического ядерного реактора.Верно. А теперь смотрите, что у меня вырисовывается. Итого, любой крупный радиатор состоит из активной части, состоящей из трубок с хладагентом. И пассивной части, где хладагента нет - просто излучающей поверхности сложной формы. Рабочим телом для ионного двигателя обычно является металлический порошок. Он выбрасывается на горячий катод, испаряется, ионизуется и вылетает через ускоряющие решётки анода. Бак представляет собою просто алюминиевую тонкостенную коробку с порошком. Делаем её весьма ажурной по форме, подводим к ней трубки с хладагентом от реактора и делаем из неё пассивный радиатор (трубки с хладагентом, местами, облегают коробку, но не проходят внутрь неё, чтобы с рабочим телом чего-нибудь не случилось). Схематически это показано на верхнем рисунке. Это, так сказать, типовой элемент замены (ТЭЗ), из которых набирается радиатор любого размера и формы по желанию. Можно снабдить каждый такой ТЭЗ и персональным ионным двигателем, как показано на рисунке.Пример. Теперь представим себе, что реактор имеет ресурс 25 лет, а один ионный двигатель - 5 лет. Включаем сначала крайние движки, вырабатываем рабочее тело в крайних ТЭЗах. Движки крайних ТЭЗов за это время тоже умерли. Настаёт время отбросить эту ступень. Реактор, допустим, за это время тоже деградировал процентов на двадцать и такой большой радиатор ему уже не нужен. Отключаем крайние отработанные ТЭЗы от системы перекачки хладагента и производим их отделение от ракеты. Включаем следующие и т. д. На втором рисунке изображён момент отделения отработанных ТЭЗов и включения следующих.P.S. Изящно? А Вы говорили - теплофизика с термодинамикой мне помешают. Хиловаты они, чтобы мне помешать.
Как это ни при чём? Ионник работает за счёт электроэнергии, вырабатываемой ядерным реактором, являющимся нагревателем тепловой машины. Холодильником является радиатор. По теореме Карно к.п.д. тепловой машины равно (в лучшем случае) отношению разности абсолютных температур нагревателя и холодильника к температуре нагревателя. То тепло, что не превращается в электричество стекает к холодильнику, нагревая его.В земных условиях холодильник сбрасывается в бесконечную ёмкость - земной шар и потому не перегревается. Но в космосе приходится это тепло излучать через вакуум во Вселенную. А вакуум - очень плохой проводник тепла. Вот в чём главнейшая проблема космического ядерного реактора.
Псосмотрел я на ваши творения - а не хрена оперение? В земных условиях оперения днлается для улучшения принудительного конвективного теплопереноса...В у словияъ околоземного пространства - оно равным счетом ничего не дает... самым идеальным решением будет сфера - на крайняк цилиндр
Просто оребрением - ажурностью форм ничего не выиграешь. Оребрённое или гладкое тело одинаковых габаритов излучают одно и то же тепло. Увеличить теплоизлучение можно только увеличив габариты холодильника (сделав его скажем тонкоплёночным и широко раскинув эту плёнку, напимер, за сёт центробежности (подкрутив плёночный диск с системой "капиллярных" трубочек жидкого теплоносителя.
Цитата: mbrane от 12 Мар 2017 [16:22:52]Псосмотрел я на ваши творения - а не хрена оперение? В земных условиях оперения днлается для улучшения принудительного конвективного теплопереноса...В у словияъ околоземного пространства - оно равным счетом ничего не дает... самым идеальным решением будет сфера - на крайняк цилиндрСовсем тему не читаете. Это уже давно предложили. Форма такого бака-радиатора остаётся на Ваше усмотрение. Можно сделать сферу, можно набрать цилиндр из подобных блоков, не обязательно крестообразных, как на том рисунке, а плоских или с вогнутыми сегментами - пожалуйста. Главное - сам принцип.
Тепло как вы подводить будете к этому радиатору....естественной конвекции нет...
Рабочий интеравл температур от 3 К до 1500K - то есть охлаждающее вещество может находиться во всех фазовых состояниях по пути движения от рекитора к радиатору и обратно...
Нахрена изагонять тепло в баки назад - там что лучше теплоперенос в баках?
Трубками с теплоносителем. Мы выигрываем просто в площади. Трубки редкие, баки протяженные.
Не обязательно. Если используем теплоносителем ксенон, к примеру. Газ, он и есть газ.
ксеноне при температуре 166K становится жидкочть а при 161 К становится газом (при н.у. - но думаю что при пониженных давлениях не сильно изменится)...А за бортом радиатора у вас 2.7K...Вы у уверены что температура на поверхности (хотя бы локально) не опустится ниже 150 K, и нарастающий слой твердого ксенона не перекроет сечение трубки....
Расчеты гидродинамики, фазовых переходов, механических напряжений в трубках у вас есть?
Теплоперенос в космических аппаратах - всеьма нетривиальная штука
по существу исключительно экспериментальна 0- т.е. не попробуешь не узнаешь
Если температура в теплосистеме упадёт ниже 200К, у нас вся электроника передохнет.
Зачем ещё раз считать то, что посчитано до нас?
Вы сами противоречите себе. Только что Вы предложили посчитать то, что, как теперь выясняется, можно установить только экспериментально.
Так давайте установим. Вперёд, и с песней.
А шо ей запрещает служить в жидком азоте к примеру?
P.S. Для примера приведу абсолютный апофеоз потерь на массу радиатора из проектов НАСА, на картинке. Там радиатор раз в десять больше корабля. В таких случаях теряется сам смысл применения ядерной энергоустановки.
баки с рабочим телом имеют мизерный объем по сравнению с радиаторами охлаждения, поэтому использовать их бессмысленно. Пострадает общая надежность системы
Не надо думать. Дайте ответ простой и ясный, какую температуру баков с рабочим телом вы предполагаете? Дальше будем считать.
Конструкция быстрых реакторов с натриевым охлаждением определяется главным образом теплотехническими и ядерно-физическими характеристиками натрия: хорошими теплопередающими свойствами, низкой замедляющей способностью и небольшим сечением захвата нейтронов. Температура плавления натрия относительно высока — 98 °С, температура кипения при атмосферном давлении 892 °С, а в рабочих условиях активной зоны реактора 900 -1000 °С. Натрий имеет высокую теплоемкость и хорошую теплопроводность.Высокая температура кипения натрия позволяет поддерживать высокую рабочую температуру теплоносителя при низком давлении в контуре (0,6 — 1,0 МПа). Благодаря этому достигается высокий термодинамический КПД. Относительно высокая теплоемкость натрия обеспечивает теплоотвод при умеренных скоростях теплоносителя в активной зоне (2 — 6 м/с) и низкой мощности циркуляционных насосов. В то же время хорошая теплопроводность натрия в совокупности с другими высокими тепловыми характеристиками обеспечивает хорошие условия для охлаждения активной зоны в режиме естественной циркуляции при отключении или поломке насосов.
этакий небольшой бонус.
Засуньте свой комп в жидкий азот. Потом по почте в бумажном письме напишете, что получилось.
Для КА главное минимизировать массу, а это возможно только при высокой температуре радиаторов. Чем выше тем лучше эффективность охлаждения. Например при разработке прототипов всерьез говорят про температуру панелей охлаждения 1500К, это около 1226 цельсия.
Натрием можно охлаждать реакторы не только на быстрый нейтронах, при желании даже РИТЭГи. Суть не в этом, теплоноситель может быть другим. Для КА главное минимизировать массу, а это возможно только при высокой температуре радиаторов. Чем выше тем лучше эффективность охлаждения. Например при разработке прототипов всерьез говорят про температуру панелей охлаждения 1500К, это около 1226 цельсия.
Пользуясь слусаем попутной почтовой оказией высылаю вам пару отчетов(из 100500) о том, что получилосьhttp://www.youtube.com/watch?v=eS3w1SYukn8http://www.youtube.com/watch?v=zrJUx3DE7LY
Дайте ответ простой и ясный, какую температуру баков с рабочим телом вы предполагаете? Дальше будем считать.