ВНИМАНИЕ! На форуме начался конкурс - астрофотография месяца СЕНТЯБРЬ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Цитата: alex_semenov от 30 Янв 2023 [08:45:26]2. Расчёт покажет что это проблема. Уран с поверхности испаряется со скоростью по порядку равной выгоранию урана в стержнях. Тогда будем искать решениеА как дела с кпд обстоят?) Сколько будет не догорать?
2. Расчёт покажет что это проблема. Уран с поверхности испаряется со скоростью по порядку равной выгоранию урана в стержнях. Тогда будем искать решение
Галогенный цикл, лежащий в основе принципа действия ламп данного типа, был открыт в 1915 году Ирвингом Ленгмюром во время исследования адсорбции газов на твёрдых поверхностях. В своих исследованиях Лэнгмюр использовал источник света с двумя вольфрамовыми спиралями, находящимися в атмосфере, содержащей пары галогенов. Он обратил внимание, что если в такой конструкции включать только одну спираль, то вторая, холодная, постепенно истончается при работе прибора вплоть до полного исчезновения, а раскалённая, наоборот, становится толще
Цитата: равлик от 29 Янв 2023 [20:38:09]\[\varepsilon = \eta \frac{P}{m} < \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot S}{\rho \cdot V} = \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot 4\pi \cdot {r^2}}{\rho \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {r^3}} = \eta \frac{3 \cdot \sigma \cdot {T^4}}{\rho \cdot r} \approx {10^{4 \pm \frac{1}{2}}}{\text{ Вт/кг}}\]Цитата: alex_semenov от 30 Янв 2023 [09:06:48]Реактор у нас ОСОБЫЙ. Очень прожорливый. Весь уран, который он сожрёт за всю свою жизнь в него не заправишь сразу. И перезаправлять по пути, останавливая, вынимая отработку и загружая свежую (как это принято тут у нас на Земле) - не поучится. Надо всё делать НА ХОДУ. Постепенно реактор загружать и постепенно выгружать.С теплоносителем удельная по массе мощность мало меняется при больших размерах. Но в теплофотоэлектрогенераторе удельная по массе мощность обратно пропорциональна размеру при постоянной плотности, что ограничено снизу несколькими длинами свободного пробега рождающихся быстрых нейтронов. Поэтому должно быть много реакторов, а не один большой. Длина свободного пробега приблизительно считается по открытой информации https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_44624/janis-books по простой зависимости\[ l \approx \frac{V}{S} = \frac{\frac{\nu \cdot \mu }{\rho }}{\nu \cdot {N_\text{A}} \cdot \sigma } = \frac{\mu }{\rho \cdot \sigma \cdot {N_\text{A}} } \]Получается для рождающихся быстрых в графите ~0,04 м и для тепловых (расчётная температура 5000 K больше поверхности) в энергопреобразователе ~0,02 м. Но при температуре ~2400 К есть пик ~3000 барн, обеспечивающий сверхмалую толщину делящегося ~0,00007 м и одновременно самоконтроль температуры, делающий ненужными подвижные элементы. Графитовые шары должны пересобираться для замены в них энергогранул, что вряд ли потребует слишком тяжёлого оборудования, учитывая малую скорость замены энергошаров.Для большей эффективности наверное нужно несколько делящихся слоёв внутри шара, а не только в центре.И в космической технике не место твёрдым конструкциям со стержнями, которые имеют много ненужных масс, там эффективнее пузыри и натянутые сети. В данном случае от корабля будут тянуться длинные бусы, то есть тонкие тросы соединяющие множество теплофотоэлектрогенераторов оптимального размера (для максимальной удельной по массе мощности) в виде длинных тросов. Вся конструкция имеет небольшое вращение, чтобы тросы образовали небольшое раскрытие конуса, внутри которого спереди назад исходит поток от двигателя.
\[\varepsilon = \eta \frac{P}{m} < \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot S}{\rho \cdot V} = \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot 4\pi \cdot {r^2}}{\rho \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {r^3}} = \eta \frac{3 \cdot \sigma \cdot {T^4}}{\rho \cdot r} \approx {10^{4 \pm \frac{1}{2}}}{\text{ Вт/кг}}\]
Реактор у нас ОСОБЫЙ. Очень прожорливый. Весь уран, который он сожрёт за всю свою жизнь в него не заправишь сразу. И перезаправлять по пути, останавливая, вынимая отработку и загружая свежую (как это принято тут у нас на Земле) - не поучится. Надо всё делать НА ХОДУ. Постепенно реактор загружать и постепенно выгружать.
Если бы можно было бы сделать излучатель с температурой 6кК - конечно, использовали бы его, и фотопреобразователи бы брали соотвествующие. Но ведь нельзя. А раз так - нужно брать узкозонные ПП, которые соотвествуют технически реальной температуре.
Это все для того чтобы участники имели представление, что из этого может теоретически быть ограничивающими факторами в космической "бочке Либиха"
приземлённая версия космолёта на самых что никакие "земных технологиях" и в духе, запустить бы первые и один, да побыстрее
Дело в том, что в термофотопреобразовании мы делаем излучатель.То есть, у солнца - спектр АЧТ, но вот у нами сделанного низкотемпературного излучателя удобный нам спектр.Мы перераспределяем энергию по излучению уже на излучателе, а не пытаемся 4 типами полупроводника и 30 промежуточными слоями ловить размазанную по горбу спекта АЧТ энергию.
Ну это понятно. Но все же важно заранее отметить, какие "витамины" в рационе надо сокращать, чтобы потом петух не клюнул внезапно в пятую точку...
Цитата: равлик от 30 Янв 2023 [11:19:04]Цитата: равлик от 29 Янв 2023 [20:38:09]\[\varepsilon = \eta \frac{P}{m} < \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot S}{\rho \cdot V} = \eta \frac{\sigma \cdot {T^4} \cdot 4\pi \cdot {r^2}}{\rho \cdot \frac{4}{3}\pi \cdot {r^3}} = \eta \frac{3 \cdot \sigma \cdot {T^4}}{\rho \cdot r} \approx {10^{4 \pm \frac{1}{2}}}{\text{ Вт/кг}}\]Цитата: alex_semenov от 30 Янв 2023 [09:06:48]Реактор у нас ОСОБЫЙ. Очень прожорливый. Весь уран, который он сожрёт за всю свою жизнь в него не заправишь сразу. И перезаправлять по пути, останавливая, вынимая отработку и загружая свежую (как это принято тут у нас на Земле) - не поучится. Надо всё делать НА ХОДУ. Постепенно реактор загружать и постепенно выгружать.С теплоносителем удельная по массе мощность мало меняется при больших размерах. Но в теплофотоэлектрогенераторе удельная по массе мощность обратно пропорциональна размеру при постоянной плотности, что ограничено снизу несколькими длинами свободного пробега рождающихся быстрых нейтронов. Поэтому должно быть много реакторов, а не один большой. Длина свободного пробега приблизительно считается по открытой информации https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_44624/janis-books по простой зависимости\[ l \approx \frac{V}{S} = \frac{\frac{\nu \cdot \mu }{\rho }}{\nu \cdot {N_\text{A}} \cdot \sigma } = \frac{\mu }{\rho \cdot \sigma \cdot {N_\text{A}} } \]Получается для рождающихся быстрых в графите ~0,04 м и для тепловых (расчётная температура 5000 K больше поверхности) в энергопреобразователе ~0,02 м. Но при температуре ~2400 К есть пик ~3000 барн, обеспечивающий сверхмалую толщину делящегося ~0,00007 м и одновременно самоконтроль температуры, делающий ненужными подвижные элементы. Графитовые шары должны пересобираться для замены в них энергогранул, что вряд ли потребует слишком тяжёлого оборудования, учитывая малую скорость замены энергошаров.Для большей эффективности наверное нужно несколько делящихся слоёв внутри шара, а не только в центре.И в космической технике не место твёрдым конструкциям со стержнями, которые имеют много ненужных масс, там эффективнее пузыри и натянутые сети. В данном случае от корабля будут тянуться длинные бусы, то есть тонкие тросы соединяющие множество теплофотоэлектрогенераторов оптимального размера (для максимальной удельной по массе мощности) в виде длинных тросов. Вся конструкция имеет небольшое вращение, чтобы тросы образовали небольшое раскрытие конуса, внутри которого спереди назад исходит поток от двигателя.Думаю над этим.... Гм... Суть в чём? Почему мне не очень нравится идея множества маленьких реакторов? Реактор - это машина. И в ней масса всяких вспомогательных узлов. И опыт показывает что более крупная машина в целом и выигрывает по-крупному с этими "мелкими", "вспомогательными" затратами. То есть множество мелких ЭНЕРЕТИЧЕСКИХ машин никогда не дадут такую же выгоду как одна большая. Почему зелёная энергетика, я уверен, - лжетехнология, ЛЖЕэнергетика.Но да. Ясно что в нашем случае реактора-лампы лучшая для него консистенция - мыльного пузыря....И в этом случае замедлитель может быть и имеет смысл... Гм...Ну если стенка "пузыря" совсем тонкая и нам нужно поднять сигму (сечение взаимодействия с нейтроном) что бы для нейтронов такая тонкая стенка стала заметной, то нейтрон лучше таки замедлить.Но я бы в качестве замедлителя использовал бы ... газ. Внутри мыльного пузыря. Нет?
Проблемы солнечных батарей тут чисто фундаментального характера.Всё что ниже ширины запрещённой зоны полупроводника СБ не ловит. Вот вообще, свет не поглощает. Всё что выше ЗЗ, поглощается, но используется - просто по логике работы перехода только часть энергии, равная ширине ЗЗ. Остальное будет рассеяно. Вот для кремния 0.5эВ фотон бесполезен - пройдёт насквозь (если не будет бесполезно пойман свободным носителем заряда, но и тогда просто рассеется в тепло). А 2 эВ жёлто-зелёный свет - будет пойман. Но из его энергии будет использована только половина, тот самый 1+эВ, равный ширине запрещённой зоны. А вот из 3эВ фиолетового на пользу пойдёт уже только треть, а с УФ - всё ещё и ещё хуже.То есть, идеальная солнечная батарея из кремния (математический ноль потерь на всё, ограничения только принципом работы) даст где-то 29% КПД для солнечного спектра.А вот та же самая идеальная солнечная батарея, но под светом 1.1мкм лазера даст 100% КПД....Поэтому спектр солнечной батареи приходится нарезать полосками - сначала "жрать" самый синий свет, остальное - проходит насквозь, потом - то, что краснее, потом - ещё краснее и т.д. Очевидно, что чем шире горб, тем больше потерь, тем сложнее его резать, тем шире полоска, тем больше потерь в каждой полосе.В термофотопреобразовании мы можем сузить спектр излучателя.Поэтому можем использовать двухпереходный или даже однопереходный фотопреобразователь, и всё равно иметь отличный КПД! Потому что нижнюю часть горба мы подведём под ширину ЗЗ, а верхняя недалеко у нас от нижней. Потери малы, и всё прекрасно.Потери только на технических вещах - траты на путешествие пары, безызлучательные рекомбинации, сопротивления электродов, плохое поглощение, отражения и т.п. и т.д. С этим уже можно работать. И получать совсем иной результат, чем для солнца!
Повторяю вопрос реактор для 2500 к на быстрых или на медленных нейтронах? На медленных нейтронах большая масса замедлителя.
У библиографа существенные замечания по реактору. Для реактора с температурой 2500 К нужен реактор на быстрых нейтронах? Вроде для медленных нейтронов слишком массивный замедлитель получается для проекта в котором предполагается получать более 2 киловатта на кг.
Так Выкладываю Excel-табличку, которая находит (точно) параметры оптимальной одноступенчатой ракеты при заданнии ДВУХ исходных параметров.1 Дистанция (св. годы)2 Полезная удельная мощность пустой ракеты (Ватт/кг)
И опыт показывает что более крупная машина в целом и выигрывает по-крупному с этими "мелкими", "вспомогательными" затратами. То есть множество мелких ЭНЕРЕТИЧЕСКИХ машин никогда не дадут такую же выгоду как одна большая.
Почему зелёная энергетика, я уверен, - лжетехнология, ЛЖЕэнергетика
И тут и возникает задача, как понизить плотность реактора по максимуму? И при этом всё же получить для него критичность =1. Что бы он работал и грелся.
Я вообще считаю это ГЛАВНЫМ витамином для любой космической цивилизации -делящиеся актиноид. И его над экономить очень сильно. Даже 238-й - чудовищное богатство на самом деле! В этом смысле ракета черпающая энергию из 235-го - страшно расточительна!
Цитата: Татарин от 30 Янв 2023 [17:39:22]Дело в том, что в термофотопреобразовании мы делаем излучатель.То есть, у солнца - спектр АЧТ, но вот у нами сделанного низкотемпературного излучателя удобный нам спектр.Мы перераспределяем энергию по излучению уже на излучателе, а не пытаемся 4 типами полупроводника и 30 промежуточными слоями ловить размазанную по горбу спекта АЧТ энергию.Да, это то я уловил!
Да, но как мы делаем излучение? Мы в основном ОТСЕКАЕМ ненужную часть спектра. Так? Брегговсий фильтр или зелкало, что делают? Они берут "колокол" АЧТ (что мы "сделали") и вырезают в нем полосу вокруг пика. Идеальный бы случай слелать монохром как у лазера. Но это не получится. Можно только "приблизиться" обрезов планковскую кривую по краям. Верно? Но изначально же мы всё равно получаем всю планковскую кривулю как она есть для АЧТ! И обрезанные края плюс то что попало на термо-фотопреобразователь но не попало в 50-70% - это всё потери. Плата второму началу. По формуле Сади Карно. Так?Зы..Да, я знаю. Брегговский фильтр немножко не так работать будет. Он отражая назад к лампе излучение не той длины, как бы гоняет его по кругу и сбежать оно может из "колбы" только когда попадёт в нужную полосу. Согласен. Это не потеря. Но вот на зеркале (потом) - это потеря всё равно. Верно? Или брегговский фильтр сразу и изготавливает уже нужную полосу и зеркало вообще не должно ничего (по-сути) терять?
О, ещё один диванный инженер -ядерщик!Думаешь, сумеешь уговорить быстрые нейтроны отражаться от графита, а не замедлятьсяв нем?
Автор
Тема: Двигатель для межзвёздных перелётов (Прочитано 1155811 раз)
