Солнечная двигательная установка

"А теперь со всей этой байдой на борту мы попробуем взлететь"©
Возить сотни метров шланга с форсунками вокруг корабля? А маневрировать как? Такое инженерное решение меня не устраивает -

 

Никакого "шланга"! Жесткое кольцо-трубка с встроенными пьезофорсунками, диаметром метров 5-10, и центральная воронка-конус на жесткой штанге-трубе И ВСЁ! Желательно на поворотном механизме, что б ребром к Солнышку. Весить такая байда будет десятки, максимум сотни кг. Вот только не знаю как теплоотдачу посчитать -видимо надо учитывать площадь капель и время их пролета.

Ник

У СТPД Вообще нет перобразования.

 

Преобразования-то нет. А потери - хотя бы на излучение - есть. Мощность излучения пропорциональна четвёртой степени температуры. При температуре 5800 кельвинов потери будут равны 100% - т.е. поглотитель будет излучать ровно такую же мощность, как и поглощать. При температуре вдвое меньшей - 2900 кельвинов - потери будут 1/16 от 100%, т.е. 6,25%.

ЭТО ТОЛЬКО ПОТЕPИ НА ПPЯМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НАГPЕТОЙ ПОВЕPХНОСТИ.

А если два из трех зеркал будут охлаждаемые рабочим телом PД, то К.П.Д. будет близок к коэффициенту отражательной способности первого(пленочного) зеркала-концентратора(порядка 85-92%)

 

Это только при условии, что его форма не отличается от идеальной на 1/8 лямбда, т.е. длины волны света. А иначе часть отражённого света пройдет мимо вторичного зеркала. Или мимо третичного. Или мимо камеры.

Тепло получаем

 

вот тут уже грядка граблей.

-тепло передаем

 

тут уже целый лес граблей

-преобразуем в импульс.

До сих пор на ЖPД летаем именно потому, что К.П.Д. ЖPД с закрытыми схемами ТНА достигат 99,97%
Ник

 

Ещё раз об том же: как через стенку ЖPД передать внутрь излучение? Технологические приёмы разделения "горячего" и "холодного", применяемые в ЖPД, не годятся для СТPД. Как только стенка становится прозрачной, так оказывается, что мы не можем её охлаждать.

У СТPД и ЯPД Вообще нет преобразования. А если два из трех зеркал будут охлаждаемые рабочим телом РД, то К.П.Д. будет близок к коэффициенту отражательной способности первого(пленочного) зеркала-концентратора(порядка 85-92%)
Тепло получаем -тепло передаем-преобразуем в импульс. До сих пор на ЖPД летаем именно потому, что К.П.Д. ЖPД с закрытыми схемами ТНА достигат 99,97%

Ник

 

Сдается мне, что под "КПД ЖРД" подразумеваются проценты от цикла Карно... Ну не верится мне, что КПД данной тепловой машины может быть 99.97%. Какая там температура истекающих газов?

Да и сам по себе отдельно стоЯщий КПД в таких делах не важен совершенно. Удельный импульс, полный импульс, сухая масса... мощность, тяга... это все важно. А КПД важен лишь постольку, поскольку на эти параметры способен влиять.

Что толку даже со 100% КПД, если (к примеру) удельный импульс 100с, а масса движка - десять тонн на кило тяги?

Насчет охладителя.
Предположим у нас пьезофорсунка выдает в секунду 1000 капель диаметром 0,01мм летящих со скоростью 10мсек к воронке расположенной в 2 метрах от форсунки. Одновременно в "полете" будут 200 капель общей площадью 2,5мм кв. На кольце диаметром 4 метра с шагом форсунок 1мм уместиться 6000 форсунок, и общая площадь капель будет 0,015 м квадратного? При площади всего кольца 12,5 метра кв.? ЗАЧЕМ?

Ник

Насчет охладителя.
Предположим у нас пьезофорсунка выдает в секунду 1000 капель диаметром 0,01мм летящих со скоростью 10мсек к воронке расположенной в 2 метрах от форсунки. Одновременно в "полете" будут 200 капель общей площадью 2,5мм кв. На кольце диаметром 4 метра с шагом форсунок 1мм уместиться 6000 форсунок, и общая площадь капель будет 0,015 м квадратного? При площади всего кольца 12,5 метра кв.? ЗАЧЕМ?

Ник

 

А зачем брать цифры от балды? Лучше почитать параметры настоящей установки Скорость - слишком большая, густота форсунок - слишком маленькая, производительность форсунки - тоже. Размер капли слишком маленький, опять же. Про воронку и кольцо никто не говорил, это ты от себя додумал. Я писал про линейный душ, и линейный же уловитель.

Я видел микрофотографию потока - расстояния между каплями в струе порядка трёх-четырех диаметров капель, а между струями - порядка пяти-шести диаметров. Если диаметр 50 микрон, то это 0,25 мм.

Кроме того, капельный излучатель-холодильник не боится микрометеоритов, мало весит по сравнению с традиционными панелями, имеет меньшую (в расчёте на киловатт производительности) стоимость изготовления.

Впрочем... подумалось вот, что с концентраторами может быть решение.
Если использовать зеркала, которые отражали бы только излучение с энергией равной ширине запрещенной зоны СБ...

На правильной длине волны КПД СБ может быть и 90%, а это значит, что концентрация может быть существенной.

 

дык а многослойные СБ на что : батарея-пакет из 7-9 слоев
в идеале как раз 90 процентов должна выдовать ...

дык а многослойные СБ на что : батарея-пакет из 7-9 слоев
в идеале как раз 90 процентов должна выдовать ...

 

Ну, 8-9 слоев - это из разряда фантастики.

Тем более, на каждом скачке преломления - потери.

если-бы можно было сделать полхромный соллазер с
КПД хотябы процентов 30 (например на свободных электронах)
то в импульсном режиме ( 10 импсек.) можно получить
гораздо большую температуру , чем просто прямым
нагревом ....

Ну, 8-9 слоев - это из разряда фантастики.

Тем более, на каждом скачке преломления - потери.

 

уже сейчас 2-3 слойные батареи выдают порядка
37 % - так что это просто вопрос времени .....
можно еще покрыть зеркало люменисцентом -
для преобразования длины волны , но КПД будет
аховый ....

если-бы можно было сделать полхромный соллазер .....можно получить
гораздо большую температуру , чем просто прямым нагревом ....

 

Ага одна из главных психологических проьблем обсуждения СТРД(которую я предполагал, кстати ) это осознаие ОГРАНИЧЕННОСТИ этого решения. нагреть больше 4000К раб.тело -нельзя, собрать очень большую энергию - тоже...как у ТфЯРД или...поршневого двигателя вн.сгорания Обсуждать-конструировать - не хочется, хочется под надуманной проблемой забыть и перети туда где полет фантазии
Кстати. ранее при обсуждении СТРД проблемы тож всплывали - но совсем другие, которые сейчас не обсуждают -и в этом обсуждении они считаются легко решаемыми...что будет в следующий раз? ;D

Ник

да , критиковть легко .... :'(

не помню - говорили тут о сол. преобразователях на
основе дв. Стирлинга - КПД до 40 % , да и наземные
прототипы уже существуют ....

Ниже чего "то же самое"? Разверни.
Почему это "невозможно в принципе"? С чего бы?
А в области межзонных переходов поглощается вообще ВСЕ - 99%, потерями на непоглощенном можно смело пренебречь. К чему эта реплика?

 

Поясняю. Невозможно, потому что такое зеркало отразит часть излучения, которая могла бы быть как-то использована.
Что касается переходов. Носитель, который получает от фотона энергию избыточную для преодоления контактной разности потенциалов, в конце концов отдаёт её кристаллической решётке. В основном, в зоне подключения электродов. Т.е. УФ часть излучения непосредственно не греет СБ, но греет её "горячими" электронами. Именно поэтому фиолетовая граница эффективности СБ - плавная и расположена довольно высоко по энергии, а вот красная граница определяется контактной разницей потенциалов (потенциальным барьером) перехода.

Насчет охладителя.
Предположим у нас пьезофорсунка выдает в секунду 1000 капель диаметром 0,01мм летящих со скоростью 10мсек к воронке расположенной в 2 метрах от форсунки. Одновременно в "полете" будут 200 капель общей площадью 2,5мм кв. На кольце диаметром 4 метра с шагом форсунок 1мм уместиться 6000 форсунок, и общая площадь капель будет 0,015 м квадратного? При площади всего кольца 12,5 метра кв.? ЗАЧЕМ?

Ник

 

Секундный расход теплоносителя при таких данных - пи куб.мм.

И как все эти цифры связаны с вопросом? Нет, метод Монте-Карло конечно можно использовать, но зачем Вы привели только одну итерацию? Где остальные тысяч хотя бы десять?

Надо зайти с другой стороны. Поскольку размер, скорость и количество капель мы формируем сами, то в предельном случае капли можно слить в сплошную поверхность (Мыльные пузыри запускали когда-нибудь?)
Заодно избавимся от мороки считать переизлучение капель друг на друга. И получим радиатор площадью равной удвоенной площади кольца. Дальнейший расчет полностью аналогичен расчету обычного радиатора.

....т.е. 6,25%. ЭТО ТОЛЬКО ПОТЕPИ НА ПPЯМОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ НАГPЕТОЙ ПОВЕPХНОСТИ.

 

Такие крупные буквы говорят о том, что 6% потерь ты считаешь критически важными?

Это только при условии, что его форма не отличается от идеальной на 1/8 лямбда, т.е. длины волны света.

 

Андрей, охолони. У нас тут не телескоп.

Ещё раз об том же: как через стенку ЖPД передать внутрь излучение?

 

Рассказывали уже.

Технологические приёмы разделения "горячего" и "холодного", применяемые в ЖPД, не годятся для СТPД.

 

Какие конкретно? Маркировка, производные... И (N+1)-й раз: никто тут не предлагает копировать ЖРД.

Как только стенка становится прозрачной, так оказывается, что мы не можем её охлаждать.

 

Вы не можете, пусть так. Мы можем.
[/quote]

Поясняю. Невозможно, потому что такое зеркало отразит часть излучения, которая могла бы быть как-то использована.

 

Да и пусть отражает, с той частью больше проблем, чем толку от нее. Особенно с красной частью.

Что касается переходов. Носитель, который получает от фотона энергию избыточную для преодоления контактной разности потенциалов, в конце концов отдаёт её кристаллической решётке. В основном, в зоне подключения электродов. Т.е. УФ часть излучения непосредственно не греет СБ, но греет её "горячими" электронами. Именно поэтому фиолетовая граница эффективности СБ - плавная и расположена довольно высоко по энергии, а вот красная граница определяется контактной разницей потенциалов (потенциальным барьером) перехода.

 

Ну да. О чем я и.
На оптимальной длине волны КПД СБ может быть очень велик - следовательно, мал нагрев, возможна концентрация. А отражатель может быть много легче СБ.

Такие крупные буквы говорят о том, что 6% потерь ты считаешь критически важными?
Андрей, охолони. У нас тут не телескоп.
Pассказывали уже.Какие конкретно? Маркировка, производные... И (N+1)-й раз: никто тут не предлагает копировать ЖPД.Вы не можете, пусть так. Мы можем.

 

Если вы не собираетесь копировать ЖPД или ТфЯPД, то, пожалуйста, не ссылайтесь на их конструкции, плотности потоков и температуры в них. Я до сих пор не видел внятного ответа, КАК охлаждать прозрачные элементы, если вы хотите поглощать свет и отдавать тепло одной и той же стороной. А, если разными - как обеспечить нужный теплопоток.

В печах для металла прозрачных элементов нет.

Если вы не собираетесь копировать ЖРД или ТфЯРД, то, пожалуйста, не ссылайтесь на их конструкции, плотности потоков и температуры в них.

 

Ну, это политика двойных стандартов какая-то. Значит, конструкторам новых самолётов (не копировщикам) можно ссылаться на давление на крыло и аэродинамическое качество предыдущих, а нам на физические параметры ЖРД иТфЯРД нельзя? Вопрос получился риторический.....

Я до сих пор не видел внятного ответа, КАК охлаждать прозрачные элементы,

 

Странно.... Вроде бы, предлагалось охлаждать водородом всё, что требует охлаждения. Дык, и фторид лития достаточно прозрачен, чтобы существенно не нагреваться излучением. Даже кварц вполне прозрачен. А плавленый корунд, к тому же, имеет прекрасную теплопроводность.

На оптимальной длине волны КПД СБ может быть очень ..... А отражатель может быть много легче СБ.

 

Интересно. КПД, значит у нас 90%. Только вот ведь, засада, 90% излучения приходится пропускать мимо кассы. Т.е. отбираем от излучения 9%. С чего тогда отражатель будет легче, чем просто батареи без всяких фильтров, но с КПД 23%?

Интересно. КПД, значит у нас 90%. Только вот ведь, засада, 90% излучения приходится пропускать мимо кассы. Т.е. отбираем от излучения 9%. С чего тогда отражатель будет легче, чем просто батареи без всяких фильтров, но с КПД 23%?

 

КПД самой батареи, конечно.

Так ведь пленка же. Тонкая.
Надувная конструкция может применяться - фокус-то не обязан быть очень точным. И почему пропускать именно 90?
Суммарный КПД такой конструкции может быть и 9% и 23%... При меньшей массе, причем.

В печах для металла прозрачных элементов нет.

 

А как тогда проводят плавку в вакууме? А это ОСНОВНОЙ режим солнечных печей, их используют именно для получения сверхчистого металла

Представим себе некую емкость - аналог КС ЖРД, которую называем Нагревательной Камерой (НК). С переднего торца (там где у ЖРД блок форсунок) - прозрачное окно из двуслойного кварца, между пластинами которого циркулирует водород. С заднего торца - сопло. Стенки самой камеры, включая критику сопла (сопловый насадок сделан из УУК, выдерживающего Т до 2000С) охлаждаются водородом (кипящим). Внутренние стенки(как и в ЖРД) посеребрянны, отражают 98% света.
Внутри камеры расположенны ТВЭ... термонагревательные элементы из карбида тантала в виде сферического того самого "а. ч. тела", в котором есть окна-отверствия, обеспечивающие циркуляцию водорода от его внешней стенки вовнутрь и далее в сопло. Зеркало(№3) расположенное прямо над прозрачным окном и фокусирует свет в дырку а.ч.тела.
Водород подается из бака на насос, из насоса - в рубашку охлаждения НК, где закипает, далее газ подается на турбину ТНА, приводящую насос, далее на охлаждение зеркала и прозрачного окна, и далее в НК, где пройдя у стенки НК попадает внутрь а.ч.тела выходит через сопло...
Андрей, ЧТО тут сверхестественного? Единственное отличие от ЖРД - наличие внутри КС(НК) термоэлементов, а от ТфЯРД - прозрачное окно в передней крышке и особая форма ТВЭЛов(ТЭ).

Ник

Ну, это политика двойных стандартов какая-то. Значит, конструкторам новых самолётов (не копировщикам) можно ссылаться на давление на крыло и аэродинамическое качество предыдущих, а нам на физические параметры ЖРД иТфЯРД нельзя? Вопрос получился риторический.....Странно.... Вроде бы, предлагалось охлаждать водородом всё, что требует охлаждения. Дык, и фторид лития достаточно прозрачен, чтобы существенно не нагреваться излучением. Даже кварц вполне прозрачен. А плавленый корунд, к тому же, имеет прекрасную теплопроводность.

 

Это у вас политика двойных стандартов. Сначала вы предлагаете камеру диаметром в метр, а потом предлагаете её регенеративно охлаждать. Камера ЖPД диаметром в метр имеет тягу в десятки, если не в сотни тонн, и охлаждается сотнями, если не тысячами килограммов в секунду. У вас тяга в тысячу раз меньше, УИ в три раза больше, значит, расход топлива в три тысячи раз меньше, чем в ЖPД. Значит, подогрев рабочего тела в тракте охлаждения тоже будет больше.
У ЖPД в стенку уходят единицы процентов тепла, но это при отношении секундного расхода к площади стенок камеры, порядка 100...1000 кг/м2. У вас это отношение в тысячу раз хуже (ну, хорошо, пусть в сто), но и при этом в стенку будут уходить все 100% вашего тепла.
Вы предлагаете охлаждать "газообразным водородом" метровую прозрачную стенку, скажите, а где вы возьмёте в центре этой метровой стенки холодный водород, если хотите, чтобы в камере было 3000 кельвинов?

Где в вашем двигателе форсунки, впрыскивающие водород в камеру? Как этот водород распределяется по камере равномерно? Или неравномерно, чтоб у стенок он был холоднее, но так, чтоб пристеночный слой не составлял существенную часть массы потока?

Я ж говорю - нарисуйте, на схеме ваши ошибки будут хорошо видны и вам самим в том числе.

Это у вас политика двойных стандартов. Сначала вы предлагаете камеру диаметром в метр, а потом предлагаете её регенеративно охлаждать. ......
Я ж говорю - нарисуйте, на схеме ваши ошибки будут хорошо видны и вам самим в том числе.

 

Это ответ на мой пост, или на тот который в цитате?

Ник

Это ответ на мой пост, или на тот который в цитате?

Ник

 

Какая разница, смысл-то понятен?
Нарисуйте схему!

Какая разница, смысл-то понятен?
Нарисуйте схему!

 

От блин...а от руки скан подойдет?

Ник