Межпланетный ядерный буксир Нуклон

Татарин>> догревая газ при расширении.
Xan> Как только ты расширением разогнал газ, так сразу ты потерял возможность его нагревать.
Это только при сильно сверхзвуковых скоростях газа, когда средняя скорость молекулы относительно центра масс в газе уже сопоставима со скоростью газового потока. Я же coбираюсь расширять газ, собирать кинетическую энергию расширения и нагревать его одновременно. Да, я готов мириться с потерями на трение в газе и газа о стенки. Зато я не словлю пристеночные леера, которые, говорят, "убили" мощную МГД-машину, построенную для ТЭС комбинированного цикла под занавес СССР. Меньше плотность тока - меньше проблем с его собственным полем.

Татарин>> Плотность мощности у Ренкина выше,
Fakir> Ну разве что. Да и то, намного ли она больше хорошего Брайтона?
Намного, ессно (тем где жидкость еще жидкость или сверхкритика). Теплообмен на порядок+ выше даже при рассматриваемых (ну или требуемых для рассмотрения в космическом реакторе) сверхвысоких давлениях.
Плюс больше возможный перепад давления на преобразователе (турбина или МГД - дело десятое).

Ну и вообще, если ты уж технические аргументы не воспринимаешь, прими хоть социальные: стали бы энергетики по всему миру работать с Ренкином, когда Брайтон - такой хороший, весёлый и имеет преимущества по КПД, а Ренкин ну вот совсем-совсем не имеет преимуществ по размерам, массе, материалоёмкости оборудования (настолько больших, что даже земные энергетики вынуждены принимать во внимание!), по скорости теплообмена, по итоговым возможностям (да, суперкритика на воде не сильно-то хуже Брайтона).

Татарин>> а температура конденсации ртути - самое оно.
Fakir> А вот как раз хз. Как бы еще не слишком низкая.
Нормально-нормально. Она всё равно под давлением.

Татарин>> Потому что это космический реактор, для которого критичная альфа - удельная мощность на килограмм массы.
Fakir> Да, кэп !:)
А вот зря ты игнорируешь капитана Очевидность. Он, между прочим, всегда дельные вещи говорит. Потому и капитан Очевидность. Ваш кэп.

Татарин>> Для турбинного преобразования тебе нужна турбина и электрогенератор. Для МГД-преобразования тебе нужен один магнит (который, если ВТСП, не тратит энергии), ну и сам теплоноситель в сопле.
Fakir> Совершенно ни откуда не следует, что магнит+сопло и проводник - выйдет легче на ту же мощность.
Как же не следует-то? МГД-преобразователь - он же теплообменник - внутри реактора и часть его, он не несёт никакой дополнительной массы. Массу представляет магнит и только магнит. И вся задача этого магнита - обеспечить постоянное магнитное поле простой формы в некоем объёме реактора.

Fakir> Магнитная обмотка - ну, с фига ли ей быть радикально легче обмотки генератора?
Например, с того, что это постоянное магнитное поле простой формы. То есть, сразу можно использовать нынешние ВТСП (что в генераторах не так и просто, кстати, и сопряжено с потерями эффективности).

Fakir>Сам теплоноситель при этом - тяжелее.
?! Ну вот это-то с чего бы? Теплоносителя должно быть ровно столько, чтобы а) его хватало при заданной скорости перемещения по контуру снимать всё тепло реактора, б) обеспечить заполнение всего контура и перенос энергии по нему. По а) у меня экономии не будет, но вот по б) тупо контур меньше. И очень меньше - на целую турбину.

Fakir> Еще раз: однозначный плюс МГД только в более высокой верхней температуре цикла.
Ещё раз: ты в плену стереотипов.
Или давай технические аргументы этому.
Ещё раз: я тоже могу писать "ещё раз". Но это просто никуда не ведёт.

Fakir> Второе - а с фига ли бы МГД сохранять работоспособность и при температурах в сотни С? Ну вот ниоткуда это не следует. Совсем.
При данной плотности и мощности дозы высокая температура - хуже (повышает скорость рекомбинации) и лишь когда максвелл хвостом налазит на порог ионизации начинается какой-то плюс.

Татарин>> По КПД да. По массе - преимущество имеет фантастическое.
Fakir> Да ниоткуда это не следует. Электрические машины и турбины имеют вовсе не экстремально большие массы.
Фу, как. Во просто "фу". Что значит "не экстремально большие" и какой это вообще имеет смысл, когда сама задача требует "чем меньше - тем лучше", и зависимость эта лучшести от меньшести - критична.
Нафига тебе энергия (и тяга), если эта энергия (и тяга) нужны лишь чтобы обеспечить то же самое ускорение бОльшей массе? Это сплошной и чистый минус, и зависимость тут сильно усугубляется Мещерским. Вплоть до полной бессмысленности тягача.
Каждый кило массы - это кило, который не нужно ускорять (тратя энергию и рабочее тело по экспоненте).

Fakir> Про массогабариты турбин ТНА надо напоминать, и какими мощностями они оперируют?
Я могу тебе напомнить, что недавно сделали ВТСП-генератор для турбины на самолёт, получили 2кВт на кг без учёта криогеники и сильно тем гордились. И, наверное, заслуженно. Потому что на более низкие обороты для 1МВт генератора и 2-3 тонны - очень неплохо.

Fakir> На практике не сможешь. Не получишь ты технически одновременно теплоподвод через стенки и токосъём. Геометрия реактора начнёт становиться какой-то совершенно немыслимой.
Вот жтого не понял. Поясни, почему.

Fakir> То, что ты имеешь встроенные и неустранимые потери. Которых у турбин нету.
Да, увы, но имею. Имею и преимущества.

Fakir> Вот разве что единственное весомое возражение. Но скорее всего это лечится. Наверняка можно поискать примеры всякой точной механики, которая выводится с теми же нагрузками, и при этом исправно работает.
Не "точной механики", а "мегаваттной точной механики". У тебя вращающиеся с сотнями оборотов в секунду сотни килограмм. Что само по себе не сильно проще, чем живого буратину выточить. А это нужно вевести на орбиту и оставить там работать без обслуживания на десяток лет... ну, хотя бы на десяток.

Татарин>> подвергающийся излучению электрогенератор
Fakir> А нафига его подвергать излучению? Он отлично выносится от реактора подальше и прикрывается щитом. Это классика.
Ну, я имел в виду, что он и за щитом неплохо облучается (по крайней мере, конструкция генератора органику включать, вроде, не должна... будет обидно, если на высоте 30000км лак прогорит и случится межвитковое. Вроде и жопа, и починить никак.
Ладно, но этот вынос и этот щит - тоже масса. И раздвижные конструкции, что ещё больше массы.

Fakir> Fakir>> Где может начать играть в химию даже то, что в жизни в неё не играет.
Татарин>> Это совершенно нормально в среде под плотным облучением, вне зависимости от того, есть там турбина или нет.
Fakir> Не, потому что тебе по построению нужна очень сильно ионизованная среда - ты с этим в принципе не можешь бороться, не выплеснув с водой и ребёнка.
Будто ты можешь.
У тебя есть реактор, в нём есть теплоноситель при такой-то температуре. Тут что так, что этак - без вариантов вообще вот.

Naib> Это как раз довольно легко сделать. Дуешь в газовую горелку аэрозоль прекурсора и сразу получаешь практически монодисперсные шарики спечённого материала. Кстати, кварца тоже.
Знакомые в РХТУ получали почти-сферы (годные на самособирающийся фотонный кристалл, например) золь-гелем. Да, наночастицы. Прямо вот на заданную температуру Кюри (а её зависимость от размера частицы, если частица заметно меньше домена, очень высока).


Fakir>> Сохранение строгой сферичности, по-видимому, невозможно в принципе. Даже если шарики исходно удастся изготовить сферическими - тепловое расширение никто еще отменить не сумел (кварцевые шарики не предлагать!!). А "шариковый" теплоноситель по построению обязан работать в условиях больших температурных градиентов - даже на размере шарика градиент будет ощутимым, форма будет искажаться. И размеры шариков будут гулять по диаметру трубы.
А почему им не гулять-то? Что в этом плохого? В трубах - псевдожидкость. Шарики (как механические отдельные частицы) появляются только в микросоплах.

Татарин>> Плюс возможность МГД. Причём, МГД-насос и сопло генератора офигенно совмещаются с противоточным теплообменником. КОнструкция упрощается до грелки с набором трубок в сильном магнитном поле. Внутри греется реактор, снаружи снимается тепло, из этой фигни идут провода с напряжением. Ноль движущихся частей.
Bredonosec> А пары ртути магнитны?
Нет.

Fakir> ...а теперь ты берёшь этот коллоид, и начинаешь его распылять, тряся, в вакууме на капельки размером порядка не более 300 мкм (лучше меньше, но не получалось пока). Ты всё еще на 100% уверен, что он так и будет нормальным таким устойчивым коллоидом с хорошими магнитными свойствами, стабильными от капли к капле и т.п.?
Какие там 300мкм? Характерные размеры частиц в коллоиде - десятки-сотни нм.

Тут два подхода: либо капли (и тогда мелкие частицы), либо крупные частицы, почти макро, и кидать тогда уже их.

Fakir>> 1. Само масло как таковое уже начинает вызывать дофига вопросов. См. выше.
Naib> Ну, тут да. См. выше

По крайней мере, ранние орбитальные эксперименты (и даже наземные, кажется, тоже) с маслом проводились при температурах не выше 200 С. Что в общем навевает грустные мысли

Fakir>> 3. Вся стабильность, напоминаю, должна сохраняться не просто в некоей абстрактной смеси в колбе, а в смеси, которая регулярно распыляется на капли размером ~300 микрон, капли эти подвергаются высокочастотным вибрациям, и испытывают значительные температурные перепады и градиенты.
Naib> Это трудно, но решаемо. Домены как правило 10-20 нм, слой полимера-ПАВ ещё пяток-десяток нм. Физически с частиц он не удаляется. 300 мкм для этих частиц - море.

С учётом выделенного - далеко не факт, что все домены не соберутся на поверхности, а потом не останутся на фильерах.
Может конечно и пронесёт, надо пробовать, но существование решения не гарантировано.

Татарин> Какие там 300мкм?

Что значит - какие? Такими должны быть размеры капель, чтобы капельник имел смысл.

Татарин> Характерные размеры частиц в коллоиде - десятки-сотни нм.

На первый взгляд это даёт шансы, да. Но важен размер не самой частицы, а всего агрегата, к-й образуется вокруг неё.

Татарин> Тут два подхода: либо капли (и тогда мелкие частицы), либо крупные частицы, почти макро, и кидать тогда уже их.

Крупные частицы полностью обессмысливают саму концепцию капельника (ставшего "пылевиком"). У него не остаётся преимуществ перед панельным радиатором (кроме разве метеоритной стойкости, и то не факт).

Татарин>>> Плотность мощности у Ренкина выше,
Fakir>> Ну разве что. Да и то, намного ли она больше хорошего Брайтона?
Татарин> Намного, ессно (тем где жидкость еще жидкость или сверхкритика). Теплообмен на порядок+ выше даже при рассматриваемых (ну или требуемых для рассмотрения в космическом реакторе) сверхвысоких давлениях.


Татарин> Ну и вообще, если ты уж технические аргументы не воспринимаешь,

Ы?! По-моему, ты напрочь игноришь как общеизвестный факт более высокого КПД газовых турбин, и данные сравнительного анализа келдышевцев и ФЭИ, по к-м газовые космические турбины на круг лучше паровых

Татарин> прими хоть социальные: стали бы энергетики по всему миру работать с Ренкином, когда Брайтон - такой хороший, весёлый и имеет преимущества по КПД, а Ренкин ну вот совсем-совсем не имеет преимуществ по размерам, массе, материалоёмкости оборудования

Ну слушай, теперь ты уже ПГУ игнорируешь? Почему ж всякие дурни вместо того, чтоб работать с чистым Рэнкиным, перед ним ставят газовую турбину, когда могут?
Ясен пень, чистый Рэнкин - он попроще. И подешевле. А бывают еще ограничения по температурам, верхним или нижним. Понятное дело, что для АЭС с водяными контурами Брайтон не упал.

Татарин> Татарин>> а температура конденсации ртути - самое оно.
Fakir>> А вот как раз хз. Как бы еще не слишком низкая.
Татарин> Нормально-нормально. Она всё равно под давлением.

Ты какую принимаешь в итоге? При н.у. - 357 С, в общем-то это может для радиатора оказаться мало, тут радиатор может резко вырасти. Не факт, что это позволит завязать по оптимуму. Он скорее где-то в диапазоне 500-800 С.

Татарин> Как же не следует-то? МГД-преобразователь - он же теплообменник - внутри реактора и часть его, он не несёт никакой дополнительной массы. Массу представляет магнит и только магнит. И вся задача этого магнита - обеспечить постоянное магнитное поле простой формы в некоем объёме реактора.

Ключевое выделено. Уже написал на этот счёт, не вижу смысла повторяться, если только у тебя нет каких-то совсем прорывных идей, как лечить эти проблемы.

И да, поле этой формы - нифига не простое. Это только рисовать его просто, а создавать - сложнее, чем кажется. Намного.

Fakir>> Магнитная обмотка - ну, с фига ли ей быть радикально легче обмотки генератора?
Татарин> Например, с того, что это постоянное магнитное поле простой формы. То есть, сразу можно использовать нынешние ВТСП (что в генераторах не так и просто, кстати, и сопряжено с потерями эффективности).

ВТСП. Прямо внутри реактора. Нет, ты точно это хотел сказать???

И еще раз: поле простой формы НЕ означает простоту обмотки!!!

Fakir>>Сам теплоноситель при этом - тяжелее.
Татарин> ?! Ну вот это-то с чего бы?

Проводимость, плюс ты хочешь металл. Плотный металл - он тяжёлый. Теплоёмкость зависит от числа молекул, а не от массы, при той же теплоёмкости ртуть тяжелей гелий-неона.

Fakir>> Еще раз: однозначный плюс МГД только в более высокой верхней температуре цикла.
Татарин> Ещё раз: ты в плену стереотипов.
Татарин> Или давай технические аргументы этому.

Ы?! Куда уж техничнее?!
Или подумай "с социальной" точки - почему ж МГД как-то не очень прижились?


Татарин> При данной плотности и мощности дозы высокая температура - хуже (повышает скорость рекомбинации)


С какого бодуна?!!! Строго наоборот!!!

Татарин> и лишь когда максвелл хвостом налазит на порог ионизации начинается какой-то плюс.

Откуда ты это взял?! Кто тебе такое сказал, и почему ты ему поверил?!


Татарин> Фу, как. Во просто "фу". Что значит "не экстремально большие" и какой это вообще имеет смысл, когда сама задача требует "чем меньше - тем лучше", и зависимость эта лучшести от меньшести - критична.

Пойми, масса - не самоцель. Ну, не прямолинейно там. Был же проектный анализ по космическим реакторам, и оказывалось, что даже отдельный теплообменник для многороторной турбины - вот просто дополнительный агрегат, казалось бы, чисто паразитная масса!!! - оказывается выгоднее. Потому что КПД повышает, позволяя при этом поднять нижнюю температуру, т.е. облегчая радиаторы. Задачка комплексная, сильно самосогласованная, тришкин кафтан.


Fakir>> На практике не сможешь. Не получишь ты технически одновременно теплоподвод через стенки и токосъём. Геометрия реактора начнёт становиться какой-то совершенно немыслимой.
Татарин> Вот жтого не понял. Поясни, почему.

Так попробуй нарисуй. Я покрутил на салфетке - выходит фигня.
И это даже абстрагируясь от проблем запихивания ВТСП в самое нутро работающего реактора (тебе от этой мысли не плохеет? )


Татарин> Не "точной механики", а "мегаваттной точной механики". У тебя вращающиеся с сотнями оборотов в секунду сотни килограмм.

Не-не, не сотни, надо многороторную. Лучше она.
В любом случае, решение лежит где-то в жёсткой фиксации подшипниковых (или "подшипниковых") узлов на время запуска. А после там чего-то выбрасывается или испаряется или еще как. С газовыми или магнитными подвесами реально. Там вообще при работе твёрдые поверхности не должны соприкасаться практически (см. на центрифуги). Тем более в невесомости работает.

Татарин> Что само по себе не сильно проще, чем живого буратину выточить. А это нужно вевести на орбиту и оставить там работать без обслуживания на десяток лет... ну, хотя бы на десяток.

Скорее всего, про десяток лет для первых вариантов мечтать особо не приходится.

Татарин>>> подвергающийся излучению электрогенератор
Fakir>> А нафига его подвергать излучению? Он отлично выносится от реактора подальше и прикрывается щитом. Это классика.
Татарин> Ну, я имел в виду, что он и за щитом неплохо облучается (по крайней мере, конструкция генератора органику включать, вроде, не должна... будет обидно, если на высоте 30000км лак прогорит и случится межвитковое. Вроде и жопа, и починить никак.

А ВТСП прямо в нутро, в самый ад - это вот не обидно?

Татарин> Ладно, но этот вынос и этот щит - тоже масса. И раздвижные конструкции, что ещё больше массы.

А по-любэ понадобятся. Ты ж не будешь облучать ни людей, ни ПН.


Fakir>> Не, потому что тебе по построению нужна очень сильно ионизованная среда - ты с этим в принципе не можешь бороться, не выплеснув с водой и ребёнка.
Татарин> Будто ты можешь.

Конечно. Подбором теплоносителя, к-й не сильно ионизуется, слабо активируется, и его параметров (давление и т.п.). Не усиливать процессы возбуждения и ионизации, а наоборот - давить.
А тебе их надо стимулировать, ты их давить не можешь - не заработает.

Fakir> Вот такая подлость с капельником, прям куда ни плюнь - какая-нибудь дрянь вылазит.
Fakir> Даже если на жидкометаллические теплоноситель посмотреть - начинает закрадываться подозрение, что неровен час, еще и давление насыщенных паров нас может неприятно удивить...

Да, с ртутью точно не сходится. У неё довольно высокое давление насыщенных даже при комнате, не говоря о высоких температурах.






C высокой вероятностью, что-то похожее будет и у других легкоплавких металлов, но пока не проверял.

Татарин> То есть, сразу можно использовать нынешние ВТСП (что в генераторах не так и просто, кстати, и сопряжено с потерями эффективности).

Ох. Совсем ты меня запутал, до такой степени, что я это проглядел. Вот скажи честно, ты издеваешься?! Или "проверка геволюционной бдительности" ©, сознавайся?

ВТСП? В космическом реакторе?
Ты предлагаешь использовать пусть даже азотные температуры? Там, где к 500 С подойти - за прорыв?

А ты предлагаешь еще к основному радиатору, температуру которого всячески стремятся повысить, чтобы снизить массу - соорудить еще один, на криогенные температуры?! Криогенные, Карл! Рядом с пышушим теплом основным радиатором, Карл! Рядом с раскалённым реактором, Карл!!
И ты утверждаешь, что эта игра ума даст СНИЖЕНИЕ удельной массы?!

Да сам по себе криогенный холодильник-излучатель на сколько-нибудь приличные мощности уже будет монструозным и тяжеленным! А отводимая мощность малой у него быть не может - ты ВТСП вообще прям в нутро реактора совать хочешь, теплосъём нужен офигенный, не киловатт и не два!
Да там один экран криогенного радиатора от основного (и/или ферма для выноса подальше) и теплоизоляция трубок с теплоносителем к нему съест всю экономию массы от сверхпроводимости!


Не, ну ладно, ладно, можно, конечно, еще вешать на горячий радиатор холодильную машину (= лишняя масса, = потеря энергии... А мы там, кажется, на сверхпроводимости сэкономить и поэффективнить хотели, не?)
...но хрен редьки не слаще, и один чорт - это масса, и немалая, и теплоизоляция трубопродов криогенного теплоносителя, идущих в самое пекло...

Fakir> C высокой вероятностью, что-то похожее будет и у других легкоплавких металлов, но пока не проверял.

Про галлий я уже писал. Индий тоже из той оперы, и их сплавы.

Ионные жидкости можно подбирать, у них давление паров считай что нету. ЕМНИП, чуть не нобеля дали за измерение давления паров ИЖ.

Fakir> Тогда же проводился сравнительный анализ циклов, эксперименты с ртутно-паровыми турбинами и т.п.
Fakir> Цикл

"Доктор, где вы берёте такие картинки?!!"

Серьёзно, откуда это? Можно ссылку?

Из закромов of Родина. Из Корлисса, скорее всего. Или может Куландина-Тимашева. Или каких-то старых реферативных обзоров. (в порядке убывания вероятности).

messer> Telegram: Contact @rogozin_do

Видеоцитаты из выступления исполнительного директора Роскосмоса по перспективным программам А. Блошенко на марафоне "Новое знание" 22 мая 2021 г.

Fakir> Птички чирикают, что капельник закрыли окончательно, он уже ни в каком виде не рассматривается.
ну тогда понятно, зачем прототип ака лошарик выкатили - прежде всего для отработки ядерной ГЭУ наверное

Fakir> Ы?! По-моему, ты напрочь игноришь как общеизвестный факт более высокого КПД газовых турбин, и данные сравнительного анализа келдышевцев и ФЭИ, по к-м газовые космические турбины на круг лучше паровых
Более высокий КПД газовых турбин в основном по причине более высокой температуры газа перед турбиной. Да, Ренкин есть Ренкин - теплота конденсации пролетает мимо преобразователя, это правда, и от енё не уйти. Но чем больше температуры, тем меньше разница. В пределе (при верхней температуре в бесконечность) она вообще исчезает, но она достаточна мала и при 2кК.

Татарин>> прими хоть социальные: стали бы энергетики по всему миру работать с Ренкином, когда Брайтон - такой хороший, весёлый и имеет преимущества по КПД, а Ренкин ну вот совсем-совсем не имеет преимуществ по размерам, массе, материалоёмкости оборудования
Fakir> Ну слушай, теперь ты уже ПГУ игнорируешь? Почему ж всякие дурни вместо того, чтоб работать с чистым Рэнкиным, перед ним ставят газовую турбину, когда могут?
Потому что Ренкин при сжигании газа технически требует теплообменника, и возникает масса технико-экономических проблем от теплопередачи и потерь на ней до стоимости теплообменника.
В газовой турбине с высокой температурой могут иметь дело только охлаждаемые лопатки, теплопоток через которые можно минимизировать. Кроме того, лопатки относительно маленькие и могут делаться из очень дорогих рекордных материалов, а ещё - меняться по мере износа.

В случае с реактором же ты косвенно нагреваешь что газ, что жидкость, и в любом случае у тебя есть топливо реактора и конструкции реактора, которые нагревают через поверхности теплообмена газ, при этом сами неизбежно находясь минимум при той же (на деле - более высокой) температуре.

Кроме того, этот же самый твой аргумент я могу вернуть тебе, и вот тебе уже ответить будет нечего: почему же энергетики к уже имеющейся газовой турбине добавляют весь этот отдельный гемморой с паром и Ренкиным?
У меня ответ прост: они могут достигнуть предельных температур только с газовой турбиной, а вот как только температура снижается, сразу сплошные выгодны работать с жидкостью и паром: компактность, дешевизна, малая материалоёмкость и стоимость, и т.п. и т.д. А вот в обратную сторону?

Fakir> Ясен пень, чистый Рэнкин - он попроще. И подешевле. А бывают еще ограничения по температурам, верхним или нижним. Понятное дело, что для АЭС с водяными контурами Брайтон не упал.
так вся та же самая логика применима к космосу. Только компактность и малая масса ещё важнее.

Fakir> Ты какую принимаешь в итоге? При н.у. - 357 С, в общем-то это может для радиатора оказаться мало, тут радиатор может резко вырасти. Не факт, что это позволит завязать по оптимуму. Он скорее где-то в диапазоне 500-800 С.
Я не занимался эскизным проектированием. :\ По-хорошему, нужно построить зависимости и найти оптимум, учитывая все узлы и параметры. Но чуть выже 357С, да.

Fakir> Ключевое выделено. Уже написал на этот счёт, не вижу смысла повторяться, если только у тебя нет каких-то совсем прорывных идей, как лечить эти проблемы.
У меня есть рисунок на салфетке, могу поделиться. Не уверен, что прям прорывное, но работать, вроде, должно.

Fakir> И да, поле этой формы - нифига не простое. Это только рисовать его просто, а создавать - сложнее, чем кажется. Намного.
Неточности в данном случае неважны.

Fakir> ВТСП. Прямо внутри реактора. Нет, ты точно это хотел сказать???
Почему же? Поле внутри. Обмотки - снаружи.

Fakir> Проводимость, плюс ты хочешь металл. Плотный металл - он тяжёлый. Теплоёмкость зависит от числа молекул, а не от массы, при той же теплоёмкости ртуть тяжелей гелий-неона.
От массы тоже, ессно (и в обратную сторону; просто зависимость слабее). Но теплопроводность (чисто кондуктивная) металла и контактов "металл-металл" крайне высока. Просто-таки дико высока, если сравнивать с теплопроводностью контакта "поверхность-газ". Любой газ, замечу. Все теплоизоляторы построены на пересечении теплопотока как можно большим количеством таких контактов.
И тут как противоположность - "металл-металл", причём, сам теплоноситель отлично (в сравнении с газом при любых давлениях) теплопроводен.

Ты помнишь, что удельная мощность реактора, вообще-то, определяется именно и только теплообменом? Да, масса ещё ограничена снизу критмассой, требуемым энергозапасом и т.п., но вот при заданной массе мощность ограничена исключительно теплообменом. Я могу в ту же массу впендюрить реактор в десятки раз бОльшей мощности. На этом фоне разница по теплоёмкости вообще фигня.

Тем более, что чистого массопереноса от нагревателя к холодильнику мне нужно меньше: Ренкин же. При том же перепаде температуры больше перепад давления. Обратная сторона более низкого КПД. И холодильник у меня тоже легче и эффективнее: конденсация же. Мне нужно перенести меньше газа по массе до точки конденсации, и мне можно оттаскивать из холодильника уже очень компактную жидкость.

Fakir>>> Еще раз: однозначный плюс МГД только в более высокой верхней температуре цикла.
Татарин>> Ещё раз: ты в плену стереотипов.
Татарин>> Или давай технические аргументы этому.
Fakir> Ы?! Куда уж техничнее?!
Ну, например, показать, откуда берётся это утверждение.

Fakir> Или подумай "с социальной" точки - почему ж МГД как-то не очень прижились?
По очевидной причине: не смогли. В газе не смогли достичь требуемой ионизации (а ещё, говорят, словили чисто плазменные проблемы - приэлектродные леера, связанные с тем, что площадь электродов маленькая, а токи в советских установках были большие), присадки улетали, да и стоили дорого, проводимость была низкой.


Татарин>> При данной плотности и мощности дозы высокая температура - хуже (повышает скорость рекомбинации)
Fakir>
Fakir> С какого бодуна?!!! Строго наоборот!!!
Если средняя температура электронов « температуры ионизации, то
скорость рекомбинации ~ вероятность столкновения * сечение захвата.
Вероятность столкновения растёт с температурой и плотностью (пропорционально скорости и числу столкновений в штуках).

Татарин>> Фу, как. Во просто "фу". Что значит "не экстремально большие" и какой это вообще имеет смысл, когда сама задача требует "чем меньше - тем лучше", и зависимость эта лучшести от меньшести - критична.
Fakir> Пойми, масса - не самоцель. Ну, не прямолинейно там. Был же проектный анализ по космическим реакторам, и оказывалось, что даже отдельный теплообменник для многороторной турбины - вот просто дополнительный агрегат, казалось бы, чисто паразитная масса!!! - оказывается выгоднее. Потому что КПД повышает, позволяя при этом поднять нижнюю температуру, т.е. облегчая радиаторы. Задачка комплексная, сильно самосогласованная, тришкин кафтан.
Масса - не самоцель. А вот ускорение буксира+ПН - вполне себе самоцель.

И так получается, что в формуле Циолковского масса нашего буксира входит в массу полезной нагрузки. Со всеми вытекающими. Если бы мы рабочее тело брали неограничено из космоса - ну, можно было бы поговорить о том, что масса - не главное. Но у нас мы таскаем рабочее тело с собой, и платим за удельный импульс аж квадратом мощности(!).

Поэтому нужно действительно решительное повышение КПД, чтобы отбить увеличение расхода рабочего тела на ту же ХС.

Fakir> Так попробуй нарисуй. Я покрутил на салфетке - выходит фигня.
Я отдельную тему заведу. Потому как вот ЭТО уже к "Нуклону" никоим боком.


Fakir> Fakir>> Не, потому что тебе по построению нужна очень сильно ионизованная среда - ты с этим в принципе не можешь бороться, не выплеснув с водой и ребёнка.
Татарин>> Будто ты можешь.
Fakir> Конечно. Подбором теплоносителя, к-й не сильно ионизуется
Да ты шутишь.
При МэВных энергиях - ну что ты там подберёшь-то?

Татарин> Более высокий КПД газовых турбин в основном по причине более высокой температуры газа перед турбиной.

Так я вроде уже раза три тут об этом написал И о проектных параметрах КЯЭУ с газовым теплоносителем.

Татарин> Потому что Ренкин при сжигании газа технически требует теплообменника,

Знаешь, какая фигня - еще в те незапамятные времена, когда Рэнкин рассматривался как один из основных для КЯЭУ, повсеместно муссировалось два нетривиальных момента.

1. Очень не хотели использовать ртуть. Чаще - калий, а нередко даже - держитесь крепче! - органические (sic!) кипящие теплоносители. Это в реакторе-то! Как?! А ответ лежит в пункте 2.

2. Даже там, где использовалась ртуть - а вообще-то во всех космических вариациях на тему Рэнкина - непременно был теплообменник. Соответственно, можно было после него и органику использовать кое-как. Казалось бы - ну нафига такой балласт?! А ларчик (не)просто открывался. Ключевые слова: кипение, невесомость. Если непонятно - в невесомости кипение очень уж специфическое, сильно (слишком! и в неприятную сторону) отличающееся от нормального наземного (это, кстати, и в очередной раз к вопросу о любимых некоторыми прожектах кипящего солевого реактора для КА), оно сразу ближе к плёночному. И вообще в невесомости с кипением лишний раз иметь дело муторно. Ну вот просто как по минному полю ходить. В теплообменниках за счёт специальной их формы, организацией течения с интенсивной конвекцией - кипенией можно ввести в какие-то боле-мене предсказуемые рамки.



Татарин> Кроме того, этот же самый твой аргумент я могу вернуть тебе, и вот тебе уже ответить будет нечего: почему же энергетики к уже имеющейся газовой турбине добавляют весь этот отдельный гемморой с паром и Ренкиным?

См. выше - в космических условиях это уже не имеет значения. "Достаточно того, что не было пороха".


Fakir>> Ты какую принимаешь в итоге? При н.у. - 357 С, в общем-то это может для радиатора оказаться мало, тут радиатор может резко вырасти. Не факт, что это позволит завязать по оптимуму. Он скорее где-то в диапазоне 500-800 С.
Татарин> Я не занимался эскизным проектированием. :\ По-хорошему, нужно построить зависимости и найти оптимум, учитывая все узлы и параметры. Но чуть выже 357С, да.

Чуть - не годится. А нечуть - может просто не увязаться с этим рабочим телом.

Fakir>> Ключевое выделено. Уже написал на этот счёт, не вижу смысла повторяться, если только у тебя нет каких-то совсем прорывных идей, как лечить эти проблемы.
Татарин> У меня есть рисунок на салфетке, могу поделиться. Не уверен, что прям прорывное, но работать, вроде, должно.

Ну давай. В противном случае выделенное остаётся в силе.


Fakir>> И да, поле этой формы - нифига не простое. Это только рисовать его просто, а создавать - сложнее, чем кажется. Намного.
Татарин> Неточности в данном случае неважны.

Офигительно важны. Они могут привести к тому, что тебе придётся МЕЖДУ ТВЭЛами вкрячивать некую штуку такой геометрии и нейтроннофизических параметров, что в итоге реактор по нейтронам не завяжется. Считай, всё равно, что в нём будут всегда до упора вдвинуты регулирующие стержни.

Fakir>> ВТСП. Прямо внутри реактора. Нет, ты точно это хотел сказать???
Татарин> Почему же? Поле внутри. Обмотки - снаружи.

Снаружи ЧЕГО? Прямо на поверхности реактора? А хрен ли редьки слаще?
И это при том, что тебе сразу же требуется создавать поле в радикально бОльшем объёме.
Нет, ты точно надеешься на этом не слишком много проиграть хоть что-нибудь выиграть?


Татарин> От массы тоже, ессно (и в обратную сторону; просто зависимость слабее). Но теплопроводность (чисто кондуктивная) металла и контактов "металл-металл" крайне высока. Просто-таки дико высока, если сравнивать с теплопроводностью контакта "поверхность-газ". Любой газ, замечу.

Уййй, саавсем не уверен, что несколько бОльшим коэффициентом теплопередачи ты наиграешь потери в массе.
Пример с поверхностями - не очень хороший, т.к. там обычно принципиально неконвективный теплообмен (ну как минимум сильно не те Рейнольдсы).

Татарин> Fakir>>> Еще раз: однозначный плюс МГД только в более высокой верхней температуре цикла.
Татарин> Татарин>> Ещё раз: ты в плену стереотипов.
Татарин> Татарин>> Или давай технические аргументы этому.
Fakir>> Ы?! Куда уж техничнее?!
Татарин> Ну, например, показать, откуда берётся это утверждение.

Ну слушай, это любая книжка по технической термодинамике и т.п.
"Основное преимущество МГД-генератора состоит в возможности более эффективно использовать теплоту при высоком температурном потенциале."
Цикл МГД в T-S- по сути, тот же Брайтон.


Татарин> Татарин>> При данной плотности и мощности дозы высокая температура - хуже (повышает скорость рекомбинации)
Fakir>>
Fakir>> С какого бодуна?!!! Строго наоборот!!!
Татарин> Если средняя температура электронов « температуры ионизации, то
Татарин> скорость рекомбинации ~ вероятность столкновения * сечение захвата.
Татарин> Вероятность столкновения растёт с температурой и плотностью (пропорционально скорости и числу столкновений в штуках).

Слушай, ну ты меня просто убиваешь Сечения - это же не константа типа площади круга. Сечения крайне сильно зависят от скоростей электронов.


Fakir>> Пойми, масса - не самоцель. Ну, не прямолинейно там. ...
Татарин> Масса - не самоцель. А вот ускорение буксира+ПН - вполне себе самоцель.

Я полагал, что из примера понятно, что речь не о массе ОТДЕЛЬНО ВЗЯТОГО УЗЛА. А с ЭУ в целом может получиться дофига как нетривиально.


Fakir>> Конечно. Подбором теплоносителя, к-й не сильно ионизуется
Татарин> Да ты шутишь.
Татарин> При МэВных энергиях - ну что ты там подберёшь-то?

Параметры с учётом рекомбинации, к-й ты сильно пренебрегаешь.


Вообще, см. выше - недаром же даже в годы невшизенного энтузиазма даже прикидки по МГД-КЯЭУ были единичны. Если не единична.


И если тебе так хочется МГД с реактором - я бы на твоём месте забил на "принудительную" ионизацию, к-я ИМХО тупик, а подумал в духе чего-то вроде [показать]
.