Летим на Марс

Цитата: Danila96 от 27.05.2020 18:28:27Хороший вопрос про шар и цилиндр.
По моему цилиндр в данном случае более оптимален.
1.) Площадь больше. (175 м2)
2.) Нет нагрева соседних шаров-охладителей.
 
Можно пойти дальше.
Сделать охладитель не в виде шаров и цилиндров, а в Х образном виде. Строго перпендикулярные друг другу. И охлаждаемая площадь (4*12*2*2=192 м2) будет больше.

Ежели идти дальше, то выгодней всего будет плоская коробка. У шара объём 30 м³. Для сравнения "пустой" объём КК "Союз" (по гермооболчке). У коробочки (с той же площадью поверхности) 5х5х0.01 м = 0,25 м³. Но это давно придумали. Не интересно.

Цитата: caSmith от 27.05.2020 18:22:42Что толку, что вы не прогуливали, если вы не понимаете принцип работы тепловых машин?

Ладно, предполагаем следующую картину - система без радиаторов или иной системы охлаждения отработанного газа:
* Турбина работает на адиабатическом расширении газа, на выходе имеем чуток подостывший и низкого давления газ
* Компрессором зажимаем его обратно до того же давления, которое он получает в реакторе (иначе хрен его туда обратно затолкаешь для нагрева), адиабатическое сжатие
Внимание, вопрос: 
а) какова будет температура сжатого обратно газа?
б) сколько энергии надо будет затратить компрессору, чтобы сжать его до изначального высокого давления?
Подумайте над этими вопросами, они наведут вас на правильные мысли.

Цитата: ДядяВася от 27.05.2020 18:38:27Ежели идти дальше, то выгодней всего будет плоская коробка. У шара объём 30 м³. Для сравнения "пустой" объём КК "Союз" (по гермооболчке). У коробочки (с той же площадью поверхности) 5х5х0.01 м = 0,25 м³. Но это давно придумали. Не интересно.

 

А причем тут объем? Речь идет о площади рёбер для охлаждения.

Цитата: basilevs от 27.05.2020 19:19:15Ладно, предполагаем следующую картину - система без радиаторов или иной системы охлаждения отработанного газа:
* Турбина работает на адиабатическом расширении газа, на выходе имеем чуток подостывший и низкого давления газ
* Компрессором зажимаем его обратно до того же давления, которое он получает в реакторе (иначе хрен его туда обратно затолкаешь для нагрева), адиабатическое сжатие

Так не чесно, там специалист прорезался, ещё со школы все понимает, но объяснить не может, как пудель. Ваше объясние понятно.

Цитата: basilevs от 27.05.2020 19:19:15Внимание, вопрос: 
а) какова будет температура сжатого обратно газа?

В первом приближении на тот самый "чуток" меньше, что потеряли на турбине.

Цитата: basilevs от 27.05.2020 19:19:15б) сколько энергии надо будет затратить компрессору, чтобы сжать его до изначального высокого давления?

Главное, чтобы не больше того количества, что сняли при работе турбины. Её КПД все равно (т1-т2)/т1

Цитата: basilevs от 27.05.2020 19:19:15Подумайте над этими вопросами, они наведут вас на правильные мысли.

Я как раз к тому веду, что подход к тепловым машинам в космосе должен несколько отличаться от подхода на дне атмосферы, где в дополнение к условно удобному источнику тепла есть условно сверхудобный и простой охладитель, за счет которого и можно повысить КПД системы  турбина+компрессор (но не всей системы в целом)
Задумвваемся над этим и...

Цитата: mse от 27.05.2020 19:23:22Наддутая(и хорошенько нагретая) "коробка" будет стремиться стать шаром. И, в конце концов, таки, да...

А кто мешает сделать поперечные связи? А в конечном счёте приходим к традиционному радиатору с трубочками.

Цитата: Danila96 от 27.05.2020 19:51:48А причем тут объем? Речь идет о площади рёбер для охлаждения.

А объём в космос тащить за бесплатно?

Да и такой объём газа весит не мало - Ссылка:

ЦитатаБыстрый реактор имеет тепловую мощность 3,8 мегаватта и охлаждается газовой смесью из 78% гелия и 22% ксенона при рабочем давлении в 40 атм.

И того 30 м³ х 1кг/м³ х 40атм = 1200 кг (22% ксенона плотность грубо 1 кг/м³).

Цитата: streezh от 27.05.2020 19:44:56

Скрытый текст

да какая разница, как вы согнули поверхность двух пластин? Было две бесконечные пластины с зазором в 5мм, затем в какой-то момент  начали в эти пластины гнать газ с постоянной скоростью и не выключая подачу,

взяли и изогнули эти пластины в цилиндр, в конус, в сферу. в шифер......
Ничего не изменится в смысле постоянства скорости. Если торможение и будет то только потому, что будет изменяться зазор между пластинами.
А если Вы говорите про расширение газа в диффузор, где скорость может меняться, то это должен быть диффузор.

Скрытый текст

А у Вас выход из трубы закрыт дефлятором и входящий поток из трубы - это струя газа которая разбивается об этот дефлятор и начинает обтекать его и попадает в пространство между двумя поверхностями , а стенки поверхностей это трение и потери и газ всего лишь обтекает сферу в которой к тому же есть еще и отверстия через которые идёт подсос газа  в этот поток или наоборот из потока газ уходит в центра второго шара

.
Попробуем вот так:
Представьте прослойку между полюсами-входом-выходом газа как 12 еридианов.
Через каждый из получившихся сектороров проходит одинаковое количество газа.
Толщина сектора - не меняется.
.
По выделенному.
б). на рисунке.
Если вам так проще, представьте, что зазор меняется между воображаемыми боковыми гранями сектора: максимальный зазор -на экваторе, там скорость упадет до минимума.
После экватора минимальная скорость будет обратно расти до самого отверстия выпуска.
.

Мне казалось это абсолютно очевидно просто по-определению.
.
Я просто боюсь представить, что начнется, если я скажу, что скорости в сечении выпуска будет меньше скорости в сечении впуска, хотя площадь сечений одинакова и количество проходящего газа - тоже.
.
Процесс - не 

Цитата: Фёдор144 от 27.05.2020 17:09:52...
не совсем понятен выбор именно сферы в качестве излучающей поверхности ... эффективная пощадь излучения цилиндра выше, а конструкция проще ... тем более, что их есть у нас на орбите ... баки верхней ступени и головной обтекатель ...
 
не совсем понятно, почему это не требуется система развертывания для сферических излучателей ...

Если сделать трубу - точно также будет две трубы, внутренняя и внешняя. В конце трубы будет такой же загиб как у шара. То есть по факту вместо шаров у нас будут вытянутые в экваторе шары - сосиски. Может им название не понравилось?
Система развертывания не нужна, так как они похоже хотят ее собирать вручную, как конструктор.

Цитата: mse от 27.05.2020 20:36:22Шар работает на разрыв материала, а плоская конструкция - на деформацию. значит, надо усиливать плоскую конструкцию "поперечными связями" и толщиной материала. Походу, будет тяжелее, чем шар. Есть такое поделие - "шар-баллон". Никто не делает "панель-баллон", хотя, в ряде случаев, было бы удобнее для компоновки.

Так, внутренний шар, то же чего то весит. Да и поперечные связи ему то же нужны. Левитировать он внутри не будет.
Конечно, как рассчитал товарищ из Ютуба (исходя из размеров шара) стенка у шара будет 0,12 мм. Однако при такой стенке, при таком давлении и температуре, такая стенка из железа, для гелия будет как решето.

Шар баллон, конечно хорошо, но это оптимизация для давления, а нам тепло нужно сбрасывать.

В общем, приходим к оптимальной классической конструкции радиатора: пластина-трубочки.

Цитата: streezh от 27.05.2020 21:06:29А если так.
Возьмите два пластины с зазором в 5мм. площадью 4кв.м. Подайте между этими пластинами газ с постоянной скоростью.
Затем не останавливая подачу сверните эти две пластины в цилиндр. Скорость как-то поменяется?
В патенте есть графики для разных зазоров, посмотрите.

Представьте, что у вас не шар, а бесконечный конус со вторым, вставленным во внутрь. И начните прогонять через них газ. И газ будет проходить через всё более расширяющееся кольцо.
В начале плотность газа будет высокая, но чем дальше газ будет уходить от вершины конуса, тем больше размер сечения и следовательно больше размер кольца.
И в конце концов конус так расширится, что газ станет абсолютно разряженым.
Следовательно максимальная скорость у вершины, а там где газ достиг полного разряжения скорость равна 0.
Т.е скорость газа будет меняться от максимальной до ноля.
А шар, это, по сути, два конуса. Сначало идёт расширение, затем сжатие. Следовательно, сначала скорость падает, затем растёт.

Цитата: mse от 27.05.2020 21:10:32Если бы было оптимальным, не парились бы с каплями, например.

ИМХО. С капельками идея, конечно, красивая, и теоретически то же всё ОК. Однако ближе к практике, оказалось, что всё очень не просто и скорее всего, придут к классике.

Цитата: mse от 27.05.2020 21:35:58Навряд ли. Хотя, если на жидких металлах... Но вес! Даже так: ВЕС!!!

А что вес? Что через классику газ нельзя пускать? Какие проблемы? 

Берём пластину S=50 м2 (5х5х0,05 (м)) вес из железа 1,2 т. Ну не будем уточнят как там трубочки идут, здесь проблем нет. 
Это если сравнивать с шарами.

Цитата: streezh от 27.05.2020 19:44:56да какая разница, как вы согнули поверхность двух пластин? Было две бесконечные пластины с зазором в 5мм, з

Скрытый текст

атем в какой-то момент  начали в эти пластины гнать газ с постоянной скоростью и не выключая подачу, взяли и изогнули эти пластины в цилиндр, в конус, в сферу. в шифер......
Ничего не изменится в смысле постоянства скорости. Если торможение и будет то только потому, что будет изменяться зазор между пластинами.
А если Вы говорите про расширение газа в диффузор, где скорость может меняться, то это должен быть диффузор.
А у Вас выход из трубы закрыт дефлятором и входящий поток из трубы - это струя газа которая разбивается об этот дефлятор и начинает обтекать его и попадает в пространство между двумя поверхностями , а стенки поверхностей это трение и потери и газ всего лишь обтекает сферу в которой к тому же есть еще и отверстия через которые идёт подсос газа  в этот поток или наоборот из потока газ уходит в центра второго шара.

........Нет никаких бесконечных пластин. Площадь их конечна. При этом ширина переменна. В начале они расширяются до приблизительно 12 метров, а затем сужаются. У газа нет возможности выйти за пределы зазора в бок. Представили?

Цитата: caSmith от 27.05.2020 19:55:34Я как раз к тому веду, что подход к тепловым машинам в космосе должен несколько отличаться от подхода на дне атмосферы, где в дополнение к условно удобному источнику тепла есть условно сверхудобный и простой охладитель, за счет которого и можно повысить КПД системы  турбина+компрессор (но не всей системы в целом)
Задумвваемся над этим и...

Единственная реальная альтернатива - это вообще отказаться от классической тепловой машины. Греем напрямую рабочее тело - жидкий водород. Таким образом, одно и то же вещество одновременно отводит тепло от реактора и создает тягу.
Минус такого подхода - сравнительно невысокий удельный импульс. Вряд ли удастся превысить скрость истечения 10 км/с. Но для межпланетных полётов этого вполне достаточно.

Цитата: ДядяВася от 27.05.2020 18:38:27Ежели идти дальше, то выгодней всего будет плоская коробка. У шара объём 30 м³. Для сравнения "пустой" объём КК "Союз" (по гермооболчке). У коробочки (с той же площадью поверхности) 5х5х0.01 м = 0,25 м³.

Ежели пойти уж совсем до самого конца, то выгоднее всего будет помолчать в тряпочку, когда речь идёт о вещах в которых ни ухом, ни рылом.  Тебе ж научный руководитель "Исследовательского Центра имени Келдыша" чёрным по-русскому написал, что главная задача этой приблуды это отказ от рекупертивного жидкостного теплообменника и сброс тепла непосредственно от рабочего тела турбины. При этом нужно вписаться в имеющиеся габариты существующих РН. Твоя "плоская коробочка" с площадью сброса в 150 м² будет иметь габариты 8,7 на 8,7 метра. Стесняюсь спросить есть у тебя такой обтекатель под который можно впихнуть такую "коробочку"? А шар с такой же площадью будет иметь диаметр  примерно 3,4 метра. Кроме того, после турбины газ будет иметь давление отнюдь не в 1,5 атмосферы. Там счёт пойдёт на десятки. А это значит, что твоя "коробочка" наверняка получится ещё и сильно тяжелее шара потому, что нужно будет обеспечивать прочность.


В общем столь возбудивший всех "лошарик" это просто труба на которой, исключительно для сокращения габаритных размеров, налепили сфер. Кстати, отверстия во внутренней сфере (дефлекторе) соединяющие внутреннюю полость и зазор, собственно к теплообмену никакого отношения не имеют. Это сделано для того, что обеспечить устойчивость внутренней сферы. Там получается безрасходная полость и давление в ней всегда будет больше, чем в зазоре где идёт расход. На круг радиационный теплообменник такой формы всегда получится компактнее и легче, чем любой другой. 

Цитата: ДядяВася от 27.05.2020 18:38:27Но это давно придумали. Не интересно.

Ну да, ну да... ИЦК патентует никому не нужные и бессмысленные решения только для того, что бы хоть чего-нибудь запатентовать и побольше потратить государственных денег. Хотя всем тырнету давным-давно ясно как правильно надо делать радиационные теплообменники.

Цитата: ДядяВася от 27.05.2020 21:30:23ИМХО. С капельками идея, конечно, красивая, и теоретически то же всё ОК. Однако ближе к практике, оказалось, что всё очень не просто и скорее всего, придут к классике.

Стесняюсь спросить, а тебе-то откуда известно как там оказалось "ближе к практике"? 

Цитата: rat1111 от 28.05.2020 00:29:12Вы предлагаете вырезать гланды через задницу
Создание реактивной тяги путем нагревания рабочего тела на порядкИ проще и эффективнее решается химическими реактивными двигателями

Разработчики NERVA и РД-0410 очень сильно расстроились бы, если бы узнали, что занимаются вырезанием гланд через задницу. К сожалению, у них не было возможности получить вашу консультацию

Цитатаэффективнее решается химическими реактивными двигателями

А покажите мне химический ракетный двигатель с УИ более 8000 м/с?

ЦитатаВесь смысл ЯЭУ - именно в запитавании ЭРД

И в обогреве Вселенной при помощи радиаторов, ага.

Цитата: streezh от 27.05.2020 10:05:48Обсуждаем течение газа, не жидкости.

Сжимаемость начинает проявляться где-то при ~1/3 M, а до этого газ ничем от жидкости не отличается.

Цитата: Фёдор144 от 27.05.2020 17:09:52не совсем понятен выбор именно сферы в качестве излучающей поверхности ... эффективная пощадь излучения цилиндра выше, а конструкция проще ... тем более, что их есть у нас на орбите ... баки верхней ступени и головной обтекатель ...

Ранее на ветке было указано, что сфера лучше держит давление, нежели оболочка другой формы. Цилиндр распирает в бочку, соответственно, его стенки нужно делать толще. А так да – цилиндр эффективнее, но если газ горячий и под давлением, то выигрыш в 5% за счет роста массы в 100% – это некузяво.

Цитата: Danila96 от 27.05.2020 19:51:48А причем тут объем? Речь идет о площади рёбер для охлаждения.

ребра там нужны только с внутренней стороны шаров – снаружи они без надобности.