По подводным лодкам. Атом/не атом
Oct. 3rd, 2015 04:06 am![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
pyka-npu3paka.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
useless_faqПодлодки с ВНДУ (воздухонезависимой двигательной установкой) были давней мечтой подводников наверное еще со времен первой лодки. Исторически пытались создать несколько схем - и турбина Вальтера и простой дизель с кислородным баллоном. Ныне реализованы 2 схемы: двигатель Стирлинга на кислороде с топливом (шведский тип "Готланд") и водородные топливные элементы (немцы, пр.212). С атомными лодками понятно. Вопрос в следуюшем - атомная энергия - это не только Чернобыльатомный реактор с паровой(или жидкометаллической) турбиной, но и такой вид преобразования атомной энергии в электричество как РИТЭГи.
Были ли попытки создать ВНДУ для подлодок на РИТЭГах? И если нет - то почему?
no subject
Date: 2015-10-06 06:59 pm (UTC)no subject
Date: 2015-10-06 08:05 pm (UTC)Буквы ТЭ в ритэге значат, что он термоэлектрический. Про эффект Пельте слышали?.. под нагрузкой он инеем покрыться может теоретически. По крайней мере холодильники на этом эффекте уже давно бытовые приборы.
no subject
Date: 2015-10-06 09:07 pm (UTC)попробую посчитать что не издеваешься, тогда ты путаешь два эффекта, первый - Пельтье, "холодильник", у него другой принцип, вдуваешь электроенергию, N ватт, забирает на одной стороне модуля тепло - M ватт, другой стороне получаешь N+M ватт тепла, обычно N>=2-3M, их все надо сдуть. КПД Пельтье раз в 5-10 хуже компрессорных холодильников, у тех "КПД" достигает 300+%.
У термоэлектрического генератора используется обратный эффект Зеебека, КПД этого эффекта реально 3-7%, т.е. даешь 1000Вт тепла, забираешь 30-70Вт электричества и вынужден сдуть 930-970Вт.
no subject
Date: 2015-10-07 07:37 am (UTC)По кпд не понял откуда цифры) англопедия упорно твердит о максимуме кпд по току в 24%. Возможно ты из ттх советских ритэгов 60-х гг взял?..
но принцип там простой - у полупроводников в термопаре наблюдается эффект когда тепловая энергия при разнице температур двух полупроводников преобразуется в ток. Закон сохранения помнишь? Нагретый пп остывает и за счет этого возникает термоэдс. Чем больше разница температур, тем больше ток и...сильнее остывает нагретый семикондуктор. Естественно без нагрузки он греется (по госту температура ритэга не более 80 градусов на корпусе) и его надо охлаждать. Если дать нагрузку он сам будет остывать теряя энергию через ток.
no subject
Date: 2015-10-07 07:53 am (UTC)Термоэлектрическая эффективность, безразмерный показатель ZT, для лучших промышленных образцов до сих пор что-то около 1, а в лаборатории едва-едва вылезло за 2, что для температур нагревателя и холодильника в 700К и 300К соответственно, даёт предельный теоретический КПД в 13-19%. В реальности обычно получается 4-6%, то есть больше девяти десятых выделяемого тепла придётся сбрасывать наружу
ты изо всех сил путаешь мух с котлетами
no subject
Date: 2015-10-07 08:03 am (UTC)Не я путаю, по формуле Зеебека ток прямо пропорционален произведению термоэдс на разницу температур полупроводников. Там проблема именно в потере энергии на систему охлаждения до приемлимых 80 градусов на корпусе без нагрузки. Более экономичны, но дороже системы охлаждения на элементах Пельтье, но старые ритэги делали радиаторными.
no subject
Date: 2015-10-07 08:13 am (UTC)с Пельтье последний раз: берем средний элемент, например такой
http://www.aliexpress.com/item/Freeshipping-TEC1-12715-15-4v-15A-136-8W-40x40mm-Semiconductor-Thermoelectric-Cooler-Peltier-tec1-12715/616756726.html
вдуваем в него 136Вт электрической мощности, при этом на холодной стороне (при НУЛЕВОЙ разнице температур) он может забирать/перекачивать 65Вт, при dT = 50С - уже ватт 18 всего, т.е. на теплой стороне с него надо сдуть 136+65 или 136+18Вт -> 201/154Вт (смотри там графики).
т.е. что бы что то охлаждать на 50С надо вдувать в него 136Вт, и забирать он при этом будет всего 18Вт от охлаждаемого объекта ...
Берем РИТЭГ на 2КВт тепловой, снимаем с него 200Вт электрической мощности и тратим на его охлаждение Пельтье элементами еще около 10-15КВт электричества на их питание и обдув...
А у тебя получился вечный двигатель и мотора и генератора на одном валу ...
no subject
Date: 2015-10-07 08:32 am (UTC)Не вечный, пока изотопы не распадутся) все проблемы с охлаждением - конструктивно решаемы, правда это ведет к удорожанию ритэга.
Есть еще вариант управляемого реактора на термоэлектрических эффектах. Там можно реактор глушить, проблема охлаждения снимается, но кпд конечно ниже чем у ППУ и конструкция сложнее, требует обслуживания...