Diadia_Sidor: Все сообщения за 19 Июня 2000 года

Слава Богу, заработало
Рассказывать буду постпенно. Поехали. Использовались и разрабатывались самые разнообразные ЭУ. Самые применибельные сейчас - фотоэлектрические преобразователи (ФЭП-ы), наиболее популярные - кремниевые, найболее эффективные - арсенид-галиевые. КПД как у паровоза - 3-7%. Плотность потока солнечного излучения на орбите Земли - 1.4 квт на кв.м. Вот и считайте, сколько останется. Очень большая беда - деградация. Падение кпд, до 10% в год. На арсенид-галии меньше, если предпринять спец. технологические и конструктивные меры, ещё меньше. Из за этой беды наши спутники имеют ресурс по энергетике в 2-3 раза меньше, чем у америкосов.

Электро-химия. Кислород-водородные элементы с Аполлоном на Луну и обратно летали. (на 13-ом, чуть всю команду не похоронил). Трогал наш энергоотсек с такими же элементами для нашей лунной экспедиции. Вещь хорошая, для недолгих экспедиций, а продукт реакции (воду) вполне можно употреблять. Кстати, тащить с собой воду, её разлагать, а кислород и водород использовать для получения электричества нельзя, т.к. непонятно откуда брать то же самое электричество для разложения воды.

Ядерщина. Бывает безмашинная и машинная.
Безмашинная - термоэлектрические (ТЭГ) и термоэмиссионные (ТЭП) преобразователи. КПД, не более 10%, ресурс, порядка 10 лет. Летали.

Машинные. Наиболее применим т.н. цикл Брайтона. Рабочее тело - газ. Одноконтурная схема. ресурс порядка 10 лет.

Расмматривались циклы Ренкина и Стирлинга (любимый) к.п.д 20-30%

Далее солнечные ЭУ с машинным преобразователем, почти то же самое, что и ядерные.

Это очень поверхностный обзор.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

2 Varban
1. Какая температура достижима в реальных реакторах?
***Температура определяется стойкостью материалов реактора (в турбомашином варианте - турбины). В турбомашинных вариантах это - 1300-1500 кельвинов, в ТЭГ, ТЭП - выше, на эмиссионных преобразователях до 3000
2. Энергоблок межнародной станции будет на ФЭП Маловато, убоялись реактор применить?
***Реактор убоялись, да и нечего ему там с людишками делать. А на заре проектирования Альфы, прланировалось на первом этапе использовать ФЭП, а на последующих дополнить их СЭУ с Брайтоном по 25Квт, каждая
3. А разложение воды на водород и кислород имел ввиду не электролитическое, а термическое, с диффузионным разделением. Когда-то вроде проработывалось, слышал краем уха. А может трепались:)

Ничего про это не слышал, но ведь на разрыв водород-кислородной молекулы, всё равно откуда то энергию нужно брать

2 Waldy
=как поведут себя полупроводники в активной зоне? С увеличением количества радиационных дефектов в кристалле должна упасть подвижность носителей, то есть снизится всё тот же КПД.=
Ну тепло можно из реактора к термоэлементам охлаждающей водой выносить, то же самое касательно радиатора.

***Всё правильно. Найдены пары, в которых этот эффект сведён к минимуму. А американцы так и делали, выносили преобразователи на из АЗ на тепловых трубах. Ни о какой воде там на может быть и речи, либо кремнейорганика, либо жидкие металлы.

Интересно послушать про термическое разложение воды в реакторе. Не может ли грумучий газ в реакторе же и рвануть? М/б, тоже вынести из реактора с использованием теплоносителя?
***А зачем воду в реакторе разлагать то ?

Мне кажется, что и у турбин еще не вся песенка спета. Но в классической схеме нужны громоздкие и тяжелые парогенератор и конденсатор, которые не очень приспособлены к невесомости (малой гравитации).
***Для космоса рассматривались абсолютно другие схемы. Даже с конденсацией. Но основной рассматриваемой турбомашинной схемой, яляется реализация цикла Брайтона с рекуперацией, а там работает только газ (подтверждён ресурс непрерывной работы до 10 лет!!). Кстати у Стирлинга тоже

Просьба, задавать по 1-2 вопросам, а то глаза разбегаются, кому отвечать

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

В качестве провокации.
Стирлинг - поршневой цикл, с теоретически максимальным КПД (Практически - Карно).

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Рассматривались т.н. ЭУ с диссоциирующим теплоносителем. В реакторе он не прсто нагревается, но и диссоциирует. в этом состоянии крутит турбину, ассоциируется в рекуператоре, отдавая тепло ассоциации, вышедшему из компрессора (перед реактором) РТ и т.д. Никакого кислорода, никакого водорода, соотв. ничего и не бабахнет.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

to Waldy
Сейчас я доразовью эту мысль. Берём ураносодержащий газ, например гексофторид урана. Он не просто греется в реакторе от стенки, в нём самом происходит реакция, а далее обычный замкнутый цикл. А ?

Строить это всё можно тока "пох чка" ("нет денег" Арм.)

Реально испытаны сначала за морем, потом у нас ЭУ, работающие по циклу Брайтона для использования в составе ЯЭУ( в т.ч. двухрежимных) или СЭУ размерностью 5-25 кВт. Вопросы, решённые при этом куда интереснее, чем рассуждения на сильно-далёкие перспективы. 30000 оборотов, общее к.п.д. тепло/эл. 23-25%. ресурс до 10! лет непрерывного верчения. Блок турбокомпрессора-генератора размером с два ведра

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

про 40000 об/мин - совершенно правильно. просто, кроме всего прочего, при принятой схеме генератора, на 30000 получается ровно 50 Гц

нельзя сравнивать Су-27, при всём моём к нему уважении, с космической ЭУ. Самолётный мотор это ничтожный ресурс, по сравнению с годами КЭУ, нет проблем сброса тепла.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

великолепный вопрос про подшипник. и у нас и у заморских братьев использовался газодинамический лепестковый подшипник. Для него чем больше оборотов, тем лучше, тока плохо переносит пусковые режимы и динамические нагрузки, но в стационарном режиме, характерном для КЭУ - вещь !

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

в рассматриваемых мною ЭУ именно 50Гц. я не спец в электротехнике, но если интересно, могу нарыть дома или у братвы, что это за штуковина. он не совсем обычен и в авиации не используется.

и откукда взялся газофазный реактор. Помилуй Бог, только твердофазный. Температура перед турбиной не более 1300 кельвинов.

И потом, зачем такие большие мощности ?
Если лететь на Марс, то смотрите мою писанину в Атомном Двигателе I и II про холодильники излучатели и радиационные пояса.

Сейчас актуальны мощности 25-100 квт.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

про частоты я в курсе. просто большинство потребителей на КА (приборы, бытовуха и т.д. лопают именно 50Гц) а при 30000 оборотах генератор итак маленький

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Ничего я про воду в реакторе не слышал. Но что-то больно много ступеней преобразования.

Реально разрабатывались и испытывались установки на уровни мощности до сотни киловатт (для больших ресурсов). Я, собственно про них и пишу. Большие долгоиграющие мощности рассматривались только на бумаге. Нет задач под них.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение