Русский SLAM? Или блеф?, Путин заявил а КР с ядерным двигателем. |
Здравствуйте, гость ( Вход | Регистрация )
Русский SLAM? Или блеф?, Путин заявил а КР с ядерным двигателем. |
7.4.2018, 7:11
Сообщение
#181
|
|
Эксперт Группа: Patrons Сообщений: 1 424 Регистрация: 22.3.2010 Пользователь №: 4 323 |
Можно пойти от энергии: допустим, у нас 100кт от Д+Д реакции, 400ТДж в нейтронах, пусть только 10% из них попадает в реактор. Это 4Е14Дж/2Е-13 = 2Е27 нейтронов. Уже первое поколение (предполагая поглощение внешних нейтонов в АЗ реактора близко к 100%) даст 4Е35эВ, 6Е16Дж, 2Мт деления. Это около 100 кило плутония или нечётного урана. Чтобы 2Е27 нейтронов дали 4Е35эВ необходимо, чтобы поделилось 2Е27 ядер (U, PU), а они весят ~ 800 кг. А предлагаете еще и в следующих поколениях что-то делить - Кто ядра урана подвозить будет . . . Реактор под 1 т на крылатую ракету . . . не очень ли "экономично" ? - для мощности в 1 МВт |
|
|
7.4.2018, 20:51
Сообщение
#182
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Чтобы 2Е27 нейтронов дали 4Е35эВ необходимо, чтобы поделилось 2Е27 ядер (U, PU), а они весят ~ 800 кг. А предлагаете еще и в следующих поколениях что-то делить - Кто ядра урана подвозить будет . . . Реактор под 1 т на крылатую ракету . . . не очень ли "экономично" ? - для мощности в 1 МВт Если реактор меньше, значит, весь материал в нём можно поделить с меньшей внешней нейтронной подсветкой. А даже в этом примере мощность ТЯБЧ невелика. Про то и речь, что сколько бы там в реакторе не было бы материала, он весь может быть использован "в импульсном режиме". Что не сгорит плавно, сгорит в импульсе у цели. Ядерный двигатель ядерной ракеты - это не балласт, это полезная нагрузка. |
|
|
9.4.2018, 12:06
Сообщение
#183
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 |
Если реактор меньше, значит, весь материал в нём можно поделить с меньшей внешней нейтронной подсветкой. А даже в этом примере мощность ТЯБЧ невелика. Вот именно, ничто не мешает иметь для крылатой ракеты калибром 650 мм (в габаритах типа торпеды «Кит») ТЯБЧ мощностью не 200 кт, а все 1000 кт. Ядерный двигатель ядерной ракеты - это не балласт, это полезная нагрузка. Полностью солидарен. Точнее сказать ЯЭУ в крылатой ракете с ЯБЧ есть часть полезной нагрузки с немалым вкладом в общее энерговыделение. А только ли наземная версия такой КР будет приниматься на вооружение? Или лодочная/корабельная тоже будет? -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
9.4.2018, 12:43
Сообщение
#184
|
|
Модератор Группа: Clubmen Сообщений: 24 891 Регистрация: 16.1.2007 Из: Обнинск Пользователь №: 4 |
|
|
|
10.4.2018, 8:57
Сообщение
#185
|
|
Эксперт Группа: Patrons Сообщений: 1 424 Регистрация: 22.3.2010 Пользователь №: 4 323 |
Если реактор меньше, значит, весь материал в нём можно поделить с меньшей внешней нейтронной подсветкой. А даже в этом примере мощность ТЯБЧ невелика. Вопрос: насколько меньше - какой "реактор" по массе топлива достаточен для двигателя в ~1 МВт ? Ответ: ~1 кг 235U ! При 100% выходе получим добавку в ~20 кт ! С учетом расположения реактора (> 5 м !) и его защиты - отражателя, а также реальный кпд даже настоящего заряда (~50%) - можно рассчитывать дополнительно на ~ пару кт ! Что при мощности самой головки составляет ~ 1-2 % . Конечно же, что-то поделится из этого 1 кг, но никто не будет ничего "придумывать", чтобы этот 1 кг - эффективно использовать ! |
|
|
10.4.2018, 15:10
Сообщение
#186
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Вопрос: насколько меньше - какой "реактор" по массе топлива достаточен для двигателя в ~1 МВт ? Ответ: ~1 кг 235U ! Ограничителем для мощности реактора тут является не ресурс АЗ в МВт*сутках, а тупо возможность теплоотвода. Вы не сможете отвести 1МВт от активной зоны с 1кг (50см3) топлива при высоких температурах (которых требует ТРД). Объём каналов теплоносителя и поглощение им нейтронов заставит увеличивать АЗ и массу урана-235. |
|
|
10.4.2018, 19:41
Сообщение
#187
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 551 Регистрация: 4.7.2014 Из: Moscow Пользователь №: 34 011 |
Ограничителем для мощности реактора тут является не ресурс АЗ в МВт*сутках, а тупо возможность теплоотвода. Правильно! Вы не сможете отвести 1МВт от активной зоны с 1кг (50см3) топлива при высоких температурах (которых требует ТРД). Объём каналов теплоносителя и поглощение им нейтронов заставит увеличивать АЗ и массу урана-235. Ещё как сможем! Наоборот, чем выше температура, тем больший тепловой поток можно отвести. Правда. только на холодном конце реактора. на горячем, действительно, меньше, но, если спрофилировать ТВЭЛ с переменным по длине содержанием делящегося изотопа, всё будет чики-пуки. Берём для примера 11Б91, в его АЗ содержалось всего 80 кг урана в пересчёте на 235-й изотоп. А его тепловая мощность была 180 МВт. Правда, конечно, водород лучше, чем воздух. Карбидное топливо, опять же. |
|
|
10.4.2018, 22:09
Сообщение
#188
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 3 147 Регистрация: 16.3.2011 Из: Россия, Краснодар Пользователь №: 32 291 |
Ограничителем для мощности реактора тут является не ресурс АЗ в МВт*сутках, а тупо возможность теплоотвода. Вы не сможете отвести 1МВт от активной зоны с 1кг (50см3) топлива при высоких температурах (которых требует ТРД). Объём каналов теплоносителя и поглощение им нейтронов заставит увеличивать АЗ и массу урана-235. Обычно масса урана в активной зоне высокотемпературного газового реактора типа космических ЯЭУ чуть более, чем критмасса при данной геометрической конфигурации (из-за геометрического расположения разнесенных пластин). Для ВОУ с содержанием урана-235 90%-93% с карбидным топливом без отражателя это около 65-55 кг, а для мощного толстого отражателя из оксида бериллия падает до 17-15 кг. Практически проще не заморачиваться с отражателем с несколькими сантиметрами довольно пакостного оксида бериллия и использовать в ЯЭУ те же 45-55 кг топлива и относительно тонкий профилирующий отражатель из тантала/молибдена/вольфрама. Ни о каком достаточном килограмме уранового топлива для высокотемпературного газового реактора, работающего на довольно жестком нейтронном спектре речи идти не может. Сообщение отредактировал VBVB - 10.4.2018, 22:11 -------------------- "чтобы задать правильный вопрос, надо знать большую часть ответа" - Роберт Шекли
|
|
|
11.4.2018, 15:21
Сообщение
#189
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Правильно! Ещё как сможем! Наоборот, чем выше температура, тем больший тепловой поток можно отвести. Правда. только на холодном конце реактора. на горячем, действительно, меньше, но, если спрофилировать ТВЭЛ с переменным по длине содержанием делящегося изотопа, всё будет чики-пуки. Берём для примера 11Б91, в его АЗ содержалось всего 80 кг урана в пересчёте на 235-й изотоп. А его тепловая мощность была 180 МВт. Правда, конечно, водород лучше, чем воздух. Карбидное топливо, опять же. ? Проблема же не высокая температура ТВЭЛа, а высокая требуемая и высокая входная температура теплоносителя. А после компрессора она будет уже не низкая, и, конечно, с жидким водородом горячи воздух несравним. |
|
|
11.4.2018, 16:14
Сообщение
#190
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 551 Регистрация: 4.7.2014 Из: Moscow Пользователь №: 34 011 |
? Проблема же не высокая температура ТВЭЛа, а высокая требуемая и высокая входная температура теплоносителя. А в чём тут проблема-то? Если у нас температура газа меньше температуры ТВЭЛа хотя бы на тыщу градусов, теплопоток мы можем обеспечить какой нужно. Проблема начинается там, где разница температур уменьшается до 300 кельвинов. Именно поэтому ТВЭЛы РД-0410 aka 11Б91 aka ИР-100 aka ИРГИТ - в разных документах эти обозначения использовались, как синонимы, - содержат переменное по длине количество делящегося изотопа урана. Т.е. там, где перепад между водородом и ТВЭЛом 2000 кельвинов теплопоток в десятки раз больше, чем там, где перепад всего 200 кельвинов, но, в итоге, выходящий водород имеет температуру 2850 кельвинов при температуре ТВЭЛа 3100, и это предел того, что ТВЭЛ может выдержать. А после компрессора она будет уже не низкая, и, конечно, с жидким водородом горячи воздух несравним. Так и у ИРГИТа поток водорода должен был СНАЧАЛА охлаждать корпус, отражатель и замедлитель, и уж ПОТОМ идти в ТВС-ы, отделённые теплоизоляцией от замедлителя. И иметь на входе в ТВС температуру не меньше 600 кельвинов, какая уж тут жидкость! |
|
|
11.4.2018, 17:21
Сообщение
#191
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
А в чём тут проблема-то? Если у нас температура газа меньше температуры ТВЭЛа хотя бы на тыщу градусов, теплопоток мы можем обеспечить какой нужно. Проблема начинается там, где разница температур уменьшается до 300 кельвинов. Именно поэтому ТВЭЛы РД-0410 aka 11Б91 aka ИР-100 aka ИРГИТ - в разных документах эти обозначения использовались, как синонимы, - содержат переменное по длине количество делящегося изотопа урана. Т.е. там, где перепад между водородом и ТВЭЛом 2000 кельвинов теплопоток в десятки раз больше, чем там, где перепад всего 200 кельвинов, но, в итоге, выходящий водород имеет температуру 2850 кельвинов при температуре ТВЭЛа 3100, и это предел того, что ТВЭЛ может выдержать. Так и у ИРГИТа поток водорода должен был СНАЧАЛА охлаждать корпус, отражатель и замедлитель, и уж ПОТОМ идти в ТВС-ы, отделённые теплоизоляцией от замедлителя. И иметь на входе в ТВС температуру не меньше 600 кельвинов, какая уж тут жидкость! Так и начальная была ~20К. И водород - самый теплопроводный газ (что резко меняет характер теплообмена "поверхность-газ") и один из самых тепллоёмких газов. К (важному для нас) примеру, у воздуха теплоёмкость раз так в 10-15 хуже. Что Cp, что Cv. В общем, я что хотел сказать-то? Нельзя снять с 50см3 твёрдого топлива 1МВт тепла в воздух на перепаде в несколько сот К. Как не прокачивай, какой бы развитой поверхностью ТВЭЛ ни обладал бы, всё равно это единицы-сотни кВт/м2*К (смотря какой брать тепловой напор и насколько натягивать сову с площадью поверхности). Для теплообмена "газ-поверхность" киловатты/К*м2 - числа нереальные ни при каких раскладах. С 80кг снять на водород при начальных 20К у водорода - очевидно, можно. Но это уже не шахматы, а домино, не миллион рублей, а десятку. И не выиграл, а проиграл. |
|
|
11.4.2018, 19:02
Сообщение
#192
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 884 Регистрация: 8.5.2013 Из: Подмосковье Пользователь №: 33 796 |
Так и начальная была ~20К. И водород - самый теплопроводный газ (что резко меняет характер теплообмена "поверхность-газ") и один из самых тепллоёмких газов. К (важному для нас) примеру, у воздуха теплоёмкость раз так в 10-15 хуже. Что Cp, что Cv. В общем, я что хотел сказать-то? Нельзя снять с 50см3 твёрдого топлива 1МВт тепла в воздух на перепаде в несколько сот К. Как не прокачивай, какой бы развитой поверхностью ТВЭЛ ни обладал бы, всё равно это единицы-сотни кВт/м2*К (смотря какой брать тепловой напор и насколько натягивать сову с площадью поверхности). Для теплообмена "газ-поверхность" киловатты/К*м2 - числа нереальные ни при каких раскладах. С 80кг снять на водород при начальных 20К у водорода - очевидно, можно. Но это уже не шахматы, а домино, не миллион рублей, а десятку. И не выиграл, а проиграл. Вы как теплоемкости измеряете? На моль по закону равнораспределения у всего атомарного что Cp, что Cv одинаково, как одинаково у всего двухатомного. И число Авогадро любого газа --- это канонические 22.4 л. Теплопроводность водорода при том же давлении выше только потому, что плотность его ниже и больше длина свободного пробега. Ясно же, что водород на сутками летающем аппарате --- это сфероконический конь в вакууме. И съем тепла в оконном стеклопакете и в набегающем потоке воздуха --- это две большие разницы. |
|
|
12.4.2018, 9:19
Сообщение
#193
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Вы как теплоемкости измеряете? На моль по закону равнораспределения у всего атомарного что Cp, что Cv одинаково, как одинаково у всего двухатомного. И число Авогадро любого газа --- это канонические 22.4 л. Теплопроводность водорода при том же давлении выше только потому, что плотность его ниже и больше длина свободного пробега. Ясно же, что водород на сутками летающем аппарате --- это сфероконический конь в вакууме. И съем тепла в оконном стеклопакете и в набегающем потоке воздуха --- это две большие разницы. На массу, ессно. Ну, конечно, теплопроводность выше потому, что выше длина свободного пробега. А водород появился из-за прямого сравнения реактора в воздушно-реактивном двигателе с ядерными ракетными двигателями, в которых рабочим телом был водород (исходно жидкий). То есть, Вы считаете, что в набегающем потоке воздуха с квадратного метра поверхности можно снять единицы-сотни кВт на каждый кельвин разницы? я верно Вас понял? Ну или к чему Вы ведёте? |
|
|
12.4.2018, 10:35
Сообщение
#194
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 884 Регистрация: 8.5.2013 Из: Подмосковье Пользователь №: 33 796 |
На массу, ессно. Ну, конечно, теплопроводность выше потому, что выше длина свободного пробега. А водород появился из-за прямого сравнения реактора в воздушно-реактивном двигателе с ядерными ракетными двигателями, в которых рабочим телом был водород (исходно жидкий). То есть, Вы считаете, что в набегающем потоке воздуха с квадратного метра поверхности можно снять единицы-сотни кВт на каждый кельвин разницы? я верно Вас понял? Ну или к чему Вы ведёте? Для газов никто никогда в жизни теплоемкость на массу не считал --- нет занятия бессмысленнее. Я человек тупой без развитого воображения. Считать теплосъем с поверхности набегающим потоком воздуха не обучен. Но как-то мнится, что у стосильных мотоциклетных движков --- это, на минутку, под 75 киловатт, при кпд в 33% надо воздухом воровать 150 кВт. Мое воображение говорит, что это надо сдувать при 150 км/ч с площади ну не фантастически больше одного кв.м. У авиадвигателей 2-й мировой мне мерещится отбор не менее 200-300 кВт на обдуваемый кв.м. Мне также мнится, что температура собственно звезды движка при этом была в много сотен Цельсия. Так что эти 150 кВт на кв.м. вполне могут быть и 400-500? Продолжу бредить: я хочу заменить камеру сгорания турбореактивного движка на продуваемую нагнетаемым компрессором воздухом активную зону реактора. Замечание: посадка на родной аэродром однажды запущенной КР с ядерным движком не планируется --- это орудие Судного Дня и его единственный "аэродром посадки" --- логово супостата. Так что активная зона после запуска СЯР тдолжна выдержат от силы пару суток. Так что я хочу позволить ей раскалиться догола --- до тыщи Цельсия. Так что мне мнится против самолетного движка еще этак коэффициентик 1.5, так что я охаменл до 600-700 кВт в кв метра. В-общем, в меру собственной тупости, я подбираюсь к тому, что движку достаточно в крейсерском режиме развивать мощность под тыщу киловатт, т.е., один МегаВатт (это явный перебор). КПД будет скорее всего хуже, чем у бензомотора. Так что нпдо будет отводить 3 мегаватта тепловых. И иметь обдуваемую потоком воздуха поверхность внутри активной зоны в пяток кв.метров вполне может быть даже слегка избыточной. Я не вижу никаких принципиальных запретов на АЗ длиной 3 метра. Сообщение отредактировал Dobryak - 12.4.2018, 11:38 |
|
|
12.4.2018, 13:50
Сообщение
#195
|
|
Он знает ТОТ Группа: Patrons Сообщений: 2 447 Регистрация: 3.4.2011 Из: Питер Пользователь №: 33 050 |
У мотоцыкла тепло в холодный источник выносится, в основном, массообменом.
|
|
|
12.4.2018, 14:25
Сообщение
#196
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 884 Регистрация: 8.5.2013 Из: Подмосковье Пользователь №: 33 796 |
|
|
|
12.4.2018, 20:52
Сообщение
#197
|
|
Постоянный участник Группа: Patrons Сообщений: 2 427 Регистрация: 16.3.2011 Пользователь №: 32 318 |
Для газов никто никогда в жизни теплоемкость на массу не считал --- нет занятия бессмысленнее. Я человек тупой без развитого воображения. Считать теплосъем с поверхности набегающим потоком воздуха не обучен. Но как-то мнится, что у стосильных мотоциклетных движков --- это, на минутку, под 75 киловатт, при кпд в 33% надо воздухом воровать 150 кВт. Мое воображение говорит, что это надо сдувать при 150 км/ч с площади ну не фантастически больше одного кв.м. У авиадвигателей 2-й мировой мне мерещится отбор не менее 200-300 кВт на обдуваемый кв.м. Мне также мнится, что температура собственно звезды движка при этом была в много сотен Цельсия. Так что эти 150 кВт на кв.м. вполне могут быть и 400-500? Кажется, Вы не заменили ключевого момента единицы-сотни кВт - на кельвин. То есть, для мотоциклетного движка и его перепаде (сотня К) сбрасываемое тепло с той же площади должно быть сотни кВт-десятки МВт. Можете посоветовать, как такое обустроить? А то много где пригодилось бы. Ладно, уберу удельные единицы, раз уж они Вас смущают: в изначальной постановке задачи barvi7 имеем кило урана, 50 см3 объём, нужно отвести от них в воздух 1МВт мощности. От мопедного движка, да. КАК?! Причём, сильно развить поверхность не выйдет - тот самый кило потеряет критичность, а в тонкие каналы воздух не протолкнёте. Сильно повысить температурный напор - не выйдет, у Вас материалы на воздухе, всё-таки температуры работы ограничены. Это не милый родной натрий и даже не свинец. ... Откуда и следует, что для работоспособности реактор нужно увеличивать в объёме - каналы теплосъёма, развитая поверхность, вот всё это. А увеличение в объёме - сразу рост критмассы. Ну и рост количества конструкий и теплоносителя в зоне, - тоже рост критмассы. |
|
|
12.4.2018, 21:25
Сообщение
#198
|
|
Завсегдатай Группа: Haunters Сообщений: 551 Регистрация: 4.7.2014 Из: Moscow Пользователь №: 34 011 |
Так и начальная была ~20К. Да нет же!!! 600К там начальная была! Больше того, на первой очереди стенда "Байкал" вообще не было хранилища жидкого водорода, и до закрытия программы так ни разу на жидком водороде испытания и не были проведены! И водород - самый теплопроводный газ (что резко меняет характер теплообмена "поверхность-газ") Да ни разу не меняет. В общем, я что хотел сказать-то? Нельзя снять с 50см3 твёрдого топлива 1МВт тепла в воздух на перепаде в несколько сот К. Сказать можно сколько угодно раз, правдой оно от этого не станет. Как не прокачивай, какой бы развитой поверхностью ТВЭЛ ни обладал бы, всё равно это единицы-сотни кВт/м2*К (смотря какой брать тепловой напор и насколько натягивать сову с площадью поверхности). Для теплообмена "газ-поверхность" киловатты/К*м2 - числа нереальные ни при каких раскладах. Для того же реактора рассчитывались режимы на аммиаке, метане и воде. Отлично всё снималось. УИ, конечно, падал, в соответствии с молекулярной массой и химсвойствами (диссоциация и т.д.). С 80кг Да, но не 1 МВт, а 190 МВт! снять на водород при начальных 20К у водорода - очевидно, можно. Но это уже не шахматы, а домино, не миллион рублей, а десятку. И не выиграл, а проиграл. Да 600 там было, а не 20, и водород газообразный, а не жидкий, и перепад температур в конце всего 150 кельвин! Ну зачем спорить с экспериментально снятыми характеристиками, я не понимаю, это не расчётные данные, а экспериментальные. |
|
|
12.4.2018, 22:35
Сообщение
#199
|
|
Ветеран форума Группа: Patrons Сообщений: 1 884 Регистрация: 8.5.2013 Из: Подмосковье Пользователь №: 33 796 |
Кажется, Вы не заменили ключевого момента единицы-сотни кВт - на кельвин. То есть, для мотоциклетного движка и его перепаде (сотня К) сбрасываемое тепло с той же площади должно быть сотни кВт-десятки МВт. Можете посоветовать, как такое обустроить? А то много где пригодилось бы. Кельвин совершенно не при делах. Как и 1 кило урана в реакторе --- кто его навязал? От нескольких сот летающих ядерных шершней с сотней кило урана в каждом страна не обеднеет.Ладно, уберу удельные единицы, раз уж они Вас смущают: в изначальной постановке задачи barvi7 имеем кило урана, 50 см3 объём, нужно отвести от них в воздух 1МВт мощности. От мопедного движка, да. КАК?! Причём, сильно развить поверхность не выйдет - тот самый кило потеряет критичность, а в тонкие каналы воздух не протолкнёте. Сильно повысить температурный напор - не выйдет, у Вас материалы на воздухе, всё-таки температуры работы ограничены. Это не милый родной натрий и даже не свинец. ... Откуда и следует, что для работоспособности реактор нужно увеличивать в объёме - каналы теплосъёма, развитая поверхность, вот всё это. А увеличение в объёме - сразу рост критмассы. Ну и рост количества конструкий и теплоносителя в зоне, - тоже рост критмассы. |
|
|
13.4.2018, 0:28
Сообщение
#200
|
|
Он знает ТОТ Группа: Patrons Сообщений: 2 447 Регистрация: 3.4.2011 Из: Питер Пользователь №: 33 050 |
С этого мепста можно подробнее: моя твоя не понимает. Неиспользованное тепло рабочего цикла мотоциклетного двигателя выносится не через оребрение, а вместе с удаляемыми выхлопными газами. Через оребрение снимаются только тепловые потери двигателя, составляющие небольшую долю от подведённого тепла. |
|
|
Текстовая версия | Сейчас: 23.4.2024, 10:00 |