О сверхпроводящих проводах, Вынос из Наш Атом |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
О сверхпроводящих проводах, Вынос из Наш Атом |
10.8.2017, 14:00
Сообщение
#1
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Учёные ВНИИНМ разработали сверхпроводящий композиционный провод на основе диборида магния - © АО "ТВЭЛ" Опять на жидком водороде, а надо на жидком азоте - вот тогда будет прорыв и революция в энергетике и транспорте. А пока - чисто узкоспециализированная вещь. |
|
|
10.8.2017, 14:11
Сообщение
#2
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Опять на жидком водороде, а надо на жидком азоте - вот тогда будет прорыв и революция в энергетике и транспорте. А пока - чисто узкоспециализированная вещь. Глупости же говорите. Жидкий азот - это ВТСП. Их производство в России есть (СуперОкс), лучшее в мире или на мировом уровне, но это - ВТСП. Очень сложные в производстве и дорогие многослойные композиции из металлов и сложной лантанидной керамики. Это - хайтек из редкоземельных металлов, коих за Земле очень мало, и очень мало добывается. И дорогой хайтек - порядка 100-300$/кА*м. Для сравнения - для меди 20-25, для алюминия - 10-20. А диборид магния - простое бинарное соединение двух очень распространённых элементов. И стоимость его у лидеров сейчас - порядка 0.5-2$/кА*м, в сто с лишним раз дешевле. ВТСП (без криостата) в 10 раз дороже обычных проводов. Диборид магния (без криостата) - в 10 раз дешевле. И выпускать его при необходимости можно килотоннами - сырьё доступно, в отличие от. |
|
|
11.8.2017, 10:08
Сообщение
#3
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Глупости же говорите. Жидкий азот - это ВТСП. Их производство в России есть (СуперОкс), лучшее в мире или на мировом уровне, но это - ВТСП. Очень сложные в производстве и дорогие многослойные композиции из металлов и сложной лантанидной керамики. Это - хайтек из редкоземельных металлов, коих за Земле очень мало, и очень мало добывается. И дорогой хайтек - порядка 100-300$/кА*м. Для сравнения - для меди 20-25, для алюминия - 10-20. А диборид магния - простое бинарное соединение двух очень распространённых элементов. И стоимость его у лидеров сейчас - порядка 0.5-2$/кА*м, в сто с лишним раз дешевле. ВТСП (без криостата) в 10 раз дороже обычных проводов. Диборид магния (без криостата) - в 10 раз дешевле. И выпускать его при необходимости можно килотоннами - сырьё доступно, в отличие от. Криостат водородный сколько будет стоить и сколько надо энергии для его работы. Кроме того по безопасности водород и азот вещи разные . Для транспорта надо именно ВТСП на азоте (да я знаю про что идет речь). И вот именно подбор дальнейших более дешевых материалов и уход от редкоземельных элементов (или увеличение их добычи при переработке тория -ух как тут все завязано - нужен ториевый заодно реактор) - и есть самая злободневная задача, ибо криогенный мотор очень сильно меньше по габаритам и весу, чем обычный, что для транспорта бывает критично. |
|
|
11.8.2017, 12:16
Сообщение
#4
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Криостат водородный сколько будет стоить и сколько надо энергии для его работы. Кроме того по безопасности водород и азот вещи разные . Для транспорта надо именно ВТСП на азоте (да я знаю про что идет речь). И вот именно подбор дальнейших более дешевых материалов и уход от редкоземельных элементов (или увеличение их добычи при переработке тория -ух как тут все завязано - нужен ториевый заодно реактор) - и есть самая злободневная задача, ибо криогенный мотор очень сильно меньше по габаритам и весу, чем обычный, что для транспорта бывает критично. Магний-бор - для стационарных крупнотоннажных применений. Генераторы ВЭС, ГЭС, трасформаторы, ЛЭП и т.п. Там, где безопасность имеет значение, вовсе не обязательно охлаждать водородом. Гелий и неон. Мой пост был к тому, что ВТСП и магний-бор - разные применения. Они почти не пересекаются. Говорить, что "раз у нас есть ВТСП, магний-бор - не нужен" - очень глупо и недальновидно. "Подбор материалов" - увы, как раз в этой области малореален: хороших ВТСП мы знаем наперечёт по пальцам одной руки, а технологию имеем вообще для двух-трёх. Например, селениды железа - не содержат лантаноидов, но вот синтезировать их массово в применимом виде мы не умеем, и вряд ли скоро научимся. Не из чего подбирать-то особо. А магний-бор - вот он. Прямо тут, здесь и сейчас, дешёвый и сердитый, доступный к производству по самой примитивнейшей технологии "порошок в трубе" и к закупке тысячами км, при желании. Сообщение отредактировал Татарин - 11.8.2017, 12:25 |
|
|
11.8.2017, 13:44
Сообщение
#5
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 273 Регистрация: 23.12.2014 Пользователь №: 34 075 |
А когда сверхпроводящие генераторы на ЭС?
-------------------- Всё это мелкая рябь на волнах экономических циклов, незаметных на приливах эпох.
Накапливать ОЯТ абсурдно для здорового человека. Если мечтать — то ни в чём себе не отказывать. 8956 |
|
|
11.8.2017, 15:08
Сообщение
#6
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
|
|
|
14.8.2017, 11:10
Сообщение
#7
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Магний-бор - для стационарных крупнотоннажных применений. Генераторы ВЭС, ГЭС, трасформаторы, ЛЭП и т.п. Там, где безопасность имеет значение, вовсе не обязательно охлаждать водородом. Гелий и неон. Мой пост был к тому, что ВТСП и магний-бор - разные применения. Они почти не пересекаются. Говорить, что "раз у нас есть ВТСП, магний-бор - не нужен" - очень глупо и недальновидно. "Подбор материалов" - увы, как раз в этой области малореален: хороших ВТСП мы знаем наперечёт по пальцам одной руки, а технологию имеем вообще для двух-трёх. Например, селениды железа - не содержат лантаноидов, но вот синтезировать их массово в применимом виде мы не умеем, и вряд ли скоро научимся. Не из чего подбирать-то особо. А магний-бор - вот он. Прямо тут, здесь и сейчас, дешёвый и сердитый, доступный к производству по самой примитивнейшей технологии "порошок в трубе" и к закупке тысячами км, при желании. Раз подбирать не из чего, значит надо технологии подбирать, развивать. Да это тяжело, это муторно - но это надо делать. Просто подобрать материалы для работы с жидким водородом/ гелием еще та будет задачка. Сообщение отредактировал Superwad - 14.8.2017, 11:12 |
|
|
14.8.2017, 11:58
Сообщение
#8
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Раз подбирать не из чего, значит надо технологии подбирать, развивать. Да это тяжело, это муторно - но это надо делать. Просто подобрать материалы для работы с жидким водородом/ гелием еще та будет задачка. Этим занимаются с 1986-го года. ВТСП - самая популярная тема исследований до середины 90-х, и сейчас ещё точно в первой пятёрке по статьям/вложениям. Беда, что это - проблема фундаментальной науки. У нас нет фундаментальной теории, которая достаточно хорошо описывала бы ВТСП (вот, скажем, "гелиевые" сверхпроводники полностью описываются БКШ). Нет возможности "развивать технологии". Нет даже полного понимания, как работают уже имеющиеся ВСТП. Тот же MgB2 не был предсказан никем и никак, найден - просто в процессе ПОЛНОГО перебора японцами ВСЕХ бинарных соединений на сверхпроводимость. Ускорить процесс невозможно: нельзя прогнозируемо проплатить чью-то гениальную идею или научный прорыв. Вбухано уже очень много, результат - такой, какой есть. Так что строго наоборот. "Подбирать материалы" для работы с гелием/водородом - мелкая техническая проблема, тем более, что и подбирать особо нечего - 100 лет опыта с криогеникой, в том числе - промышленной. В любом случае - инженерная задача, на порядки дешевле, чем фундаментальная, и технические риски несопоставимы. Ну и вишенкой на торте во всей этой истории то, что и ВТСП очень часто применяются при гелиевых/водородных температурах: ниже температура - выше поле и выше плотность тока. И будут, ибо эта зависимость сохранится для любого сверхпроводника, который мы можем себе представить. Это очень часто важнее, чем мелкие технические замороки с криостатом. Например, удельная мощность электрической машины растёт как квадрат плотности тока. Рост плотности тока в 4 раза - падение требуемого холодного объёма и массы ВТСП в 16 раз. В общем, диборид магния с его Тк=40К - это очень большой рулез для реальной (а не только лабораторной) техники. Несмотря на то, что водород, криостаты и т.п. |
|
|
15.8.2017, 13:17
Сообщение
#9
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Этим занимаются с 1986-го года. ВТСП - самая популярная тема исследований до середины 90-х, и сейчас ещё точно в первой пятёрке по статьям/вложениям. Беда, что это - проблема фундаментальной науки. У нас нет фундаментальной теории, которая достаточно хорошо описывала бы ВТСП (вот, скажем, "гелиевые" сверхпроводники полностью описываются БКШ). Нет возможности "развивать технологии". Нет даже полного понимания, как работают уже имеющиеся ВСТП. Тот же MgB2 не был предсказан никем и никак, найден - просто в процессе ПОЛНОГО перебора японцами ВСЕХ бинарных соединений на сверхпроводимость. Ускорить процесс невозможно: нельзя прогнозируемо проплатить чью-то гениальную идею или научный прорыв. Вбухано уже очень много, результат - такой, какой есть. Так что строго наоборот. "Подбирать материалы" для работы с гелием/водородом - мелкая техническая проблема, тем более, что и подбирать особо нечего - 100 лет опыта с криогеникой, в том числе - промышленной. В любом случае - инженерная задача, на порядки дешевле, чем фундаментальная, и технические риски несопоставимы. Ну и вишенкой на торте во всей этой истории то, что и ВТСП очень часто применяются при гелиевых/водородных температурах: ниже температура - выше поле и выше плотность тока. И будут, ибо эта зависимость сохранится для любого сверхпроводника, который мы можем себе представить. Это очень часто важнее, чем мелкие технические замороки с криостатом. Например, удельная мощность электрической машины растёт как квадрат плотности тока. Рост плотности тока в 4 раза - падение требуемого холодного объёма и массы ВТСП в 16 раз. В общем, диборид магния с его Тк=40К - это очень большой рулез для реальной (а не только лабораторной) техники. Несмотря на то, что водород, криостаты и т.п. Спасибо за такой подробный рассказ про сверхпроводники. Просто читал статью про питерцев (если не ошибся), про их лабораторию. Очень понравились тяговые моторы на сверхпроводниках - там реально можно сильно уменьшить габариты, особенно для грузовой техники (для тех же локомотивов и для другой технике). Из-за того, чтобы уменьшить габариты тяговых электромоторов на ледоколах пошли на увеличение рабочей частоты с 50 до 400 Гц. А в случае применения криогенного мотора - очень сильно уменьшаются габариты. Особенно это будет критично просматриваться на военных кораблях, где небольшой реактор (СВБР) в связке с житкоазотным электромотором будет компактен и грозен вследствие уменьшенной заметности для радаров. Да и затраты на его производство и обслуживание будет поменьше, чем на очень большой корабль. Это так к слову. ЗЫ. Ситуация напоминает теорию химических реакций - до сих пор ничего не видно, даже не просматривается на горизонте - сплошная эмпирика. Сообщение отредактировал Superwad - 15.8.2017, 13:19 |
|
|
15.8.2017, 14:52
Сообщение
#10
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 884 Регистрация: 8.5.2013 Из: Подмосковье Пользователь №: 33 796 |
Спасибо за такой подробный рассказ про сверхпроводники. Просто читал статью про питерцев (если не ошибся), про их лабораторию. Очень понравились тяговые моторы на сверхпроводниках - там реально можно сильно уменьшить габариты, особенно для грузовой техники (для тех же локомотивов и для другой технике). Из-за того, чтобы уменьшить габариты тяговых электромоторов на ледоколах пошли на увеличение рабочей частоты с 50 до 400 Гц. А в случае применения криогенного мотора - очень сильно уменьшаются габариты. Особенно это будет критично просматриваться на военных кораблях, где небольшой реактор (СВБР) в связке с житкоазотным электромотором будет компактен и грозен вследствие уменьшенной заметности для радаров. Да и затраты на его производство и обслуживание будет поменьше, чем на очень большой корабль. Это так к слову. ЗЫ. Ситуация напоминает теорию химических реакций - до сих пор ничего не видно, даже не просматривается на горизонте - сплошная эмпирика. Криогенная аппаратура терпеть не может встрясок, царапин и дырок.... |
|
|
16.8.2017, 17:16
Сообщение
#11
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
|
|
|
16.8.2017, 22:38
Сообщение
#12
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 565 Регистрация: 25.12.2013 Пользователь №: 33 893 |
Магний-бор - для стационарных крупнотоннажных применений. Генераторы ВЭС, ГЭС, трасформаторы, ЛЭП и т.п. Там, где безопасность имеет значение, вовсе не обязательно охлаждать водородом. Гелий и неон. Для ЛЭП гелиевое охлаждение оказалось нерентабельным для НТСП, пока нет ясности даже с азотным (если отбросить стоимость ВТСП), водородное, соответственно тоже требует пилотного проекта хотя бы. |
|
|
17.8.2017, 16:50
Сообщение
#13
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Для ЛЭП гелиевое охлаждение оказалось нерентабельным для НТСП, пока нет ясности даже с азотным (если отбросить стоимость ВТСП), водородное, соответственно тоже требует пилотного проекта хотя бы. На азоте и ВТСП вполне будет применимо к флотским установкам. Но нужен пилотный проект - чтобы понять экономику и подводные камни такого двигателя/генератора. |
|
|
17.8.2017, 17:14
Сообщение
#14
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 565 Регистрация: 25.12.2013 Пользователь №: 33 893 |
|
|
|
17.8.2017, 18:12
Сообщение
#15
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Для ЛЭП гелиевое охлаждение оказалось нерентабельным для НТСП, пока нет ясности даже с азотным (если отбросить стоимость ВТСП), водородное, соответственно тоже требует пилотного проекта хотя бы. Гелий ~20 евро/куб (+ в пять раз более низкая температура, + высочайшая текучесть, в том числе - прямо сквозь металлы). Водород ~ 0.5 евро/куб. Плюс разница в теплоёмкости, плюс разница в теплоте испарения (отличающиеся на десятичный порядок с фигом и чуть без фига). Есть разница. Пилотный проект - да, был бы желателен... Но тут фигня в том, что удельная стоимость очень зависит от размера. Нужна готовность и желание какой-то очень серьёзной конторы или государства профинансировать дорогостоящий проект с ненулевыми техническими рисками. Не термояд, конечно. Но свои риски и сложности тоже есть. |
|
|
17.8.2017, 22:15
Сообщение
#16
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 565 Регистрация: 25.12.2013 Пользователь №: 33 893 |
Гелий ~20 евро/куб (+ в пять раз более низкая температура, + высочайшая текучесть, в том числе - прямо сквозь металлы). Водород ~ 0.5 евро/куб. Плюс разница в теплоёмкости, плюс разница в теплоте испарения (отличающиеся на десятичный порядок с фигом и чуть без фига). Есть разница. Пилотный проект - да, был бы желателен... Но тут фигня в том, что удельная стоимость очень зависит от размера. Нужна готовность и желание какой-то очень серьёзной конторы или государства профинансировать дорогостоящий проект с ненулевыми техническими рисками. Не термояд, конечно. Но свои риски и сложности тоже есть. Водород 0,5 евро куб - жидкий? Меня, как я уже 100 раз говорил, очень сильно смущает отсутствие проектов на дибориде магния. Да, 150 метров 6 кабелей по 20 кА в апгрейде LHC - это классно, но там гелиевое охлаждение 5К на холодном конце и 20К на самом теплом! Нужен километровая ЛЭП с водородным охлаждением, пока никто не чешется. |
|
|
18.8.2017, 16:38
Сообщение
#17
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Водород 0,5 евро куб - жидкий? Меня, как я уже 100 раз говорил, очень сильно смущает отсутствие проектов на дибориде магния. Да, 150 метров 6 кабелей по 20 кА в апгрейде LHC - это классно, но там гелиевое охлаждение 5К на холодном конце и 20К на самом теплом! Нужен километровая ЛЭП с водородным охлаждением, пока никто не чешется. Газ, конечно. Как и гелий. Но почему? Тут совершенно прозрачная экономическая логика: диборид магния выгоден на мощных и длинных ЛЭП. На очень мощных. На сегодня - от десятка ГВт по самым оптимистичным прикидкам. Таких мест в мире пока очень счётное количество, и все (или почти все) подобные случаи требуют вмешательства государства и очень, очень больших капиталов. Государства - очень медленные и нерасторопные сущности, а крупный капитал не рискует не имея прототипов (которые на финансово-возможном уровне уже сделаны, а всё что больше - требует принятия волевых решений, как с ветряками или СБ). Мне кажется, что Вы СИЛЬНО недооцениваете роль сильных личностей в проталкивании идеи или даже простого случая в развитии отраслей и конкурирующих решений. Наличие требуемых технологических пререквизитов и коммерческая выгода от технологии - далеко не всё, что нужно для старта и развития. Более того, есть куча технологий, живых сейчас только по политически-историческим причинам, без вмешательства политики и/или общественной и технической инерции - нежизнеспособных совсем. |
|
|
22.8.2017, 12:42
Сообщение
#18
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 211 Регистрация: 24.8.2016 Пользователь №: 34 367 |
Ходил по ссылке нашего администратора по корабельным установкам. Очень интересная мысль прошла - переходят с механического движетеля на электрические. И вот тут как раз бы и пригодилось бы сверхпроводники, так как мощности уж очень большие - от 60 до 120 МВт. Тут бы и попробовать хотя бы на одном корабле - генератор и мотор сделать на сверхпроводниках. Гелий и водород конечно не подойдет, скорее всего на ВТСП и жидком азоте. Нужен очень пилотный проект. чтобы посмотреть как все будет в натуре.
|
|
|
22.8.2017, 15:36
Сообщение
#19
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Ходил по ссылке нашего администратора по корабельным установкам. Очень интересная мысль прошла - переходят с механического движетеля на электрические. И вот тут как раз бы и пригодилось бы сверхпроводники, так как мощности уж очень большие - от 60 до 120 МВт. Тут бы и попробовать хотя бы на одном корабле - генератор и мотор сделать на сверхпроводниках. Гелий и водород конечно не подойдет, скорее всего на ВТСП и жидком азоте. Нужен очень пилотный проект. чтобы посмотреть как все будет в натуре. https://www.defensetech.org/2007/03/28/hts-...of-navy-motors/ Вот это, на фото - оно и есть. 40МВт ВТСП реактивный электродвигатель. |
|
|
22.8.2017, 20:46
Сообщение
#20
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 273 Регистрация: 23.12.2014 Пользователь №: 34 075 |
Пора начинать стенать, что всё пропало. Кто в России занимается такими моторами, почему они ещё не плачут и не просят денег?
-------------------- Всё это мелкая рябь на волнах экономических циклов, незаметных на приливах эпох.
Накапливать ОЯТ абсурдно для здорового человека. Если мечтать — то ни в чём себе не отказывать. 8956 |
|
|
Текстовая версия | Сейчас: 26.4.2024, 11:44 |