שְׁאֵלָה:
האם ניתן להשתמש במאוורר בכדי למנוע התחממות יתר בחלל חלל הקשור לנוגה?
Elle
2020-02-03 23:08:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ראיתי משהו שאומר שהמעגלים על מלאכת חלל קשורה לנוגה יחממו יתר על המידה ובעצם יהרסו את החללית.

  • האם זה נכון?

  • אם כן, האם יוכלו להתקין מאווררים כדי לשמור על קרירות המעגלים?

חלליות נחתו על ונוס ושלחו טלמטריה בחזרה לכדור הארץ בעבר, אז אל תניח שהבעיה בלתי ניתנת להתגברות.
זמן ההישרדות המקסימלי עד כה של חללית ונוס שנחתה הוא ~ שעתיים.
זו למעשה שאלה נהדרת! רק כי זה השראה אותי לשאול [האם אי פעם משתמשים במעריצים בחלליות שאינן מאוישות?] (Https://space.stackexchange.com/q/41226/12102)
אם מתחמם מדי, פשוט גלגל את החלון. ; ^ פ
@DrSheldon מזכיר לי את הבדיחה על בחור שמוצא מנורת ג’יני בחום המדביר של המדבר, ומאחל לדלת מכונית כדי שהוא יוכל להתגלגל דרך החלון.
@OrganicMarble קראתי בעבר כי בדיקות ונוס שהיו ארוכות ביותר נבנו מספיק טוב כדי שיוכלו לשרוד זמן רב יותר והן אכן מתו בגלל שנגמר כוחן, לא בגלל בעיות פיזיות כפי שרבים מאמינים.
מאוורר שנושף ~ 500 ° C פחמן דו חמצני חם (האטמוספירה של ונוס מכילה 96% ממנו) על האלקטרוניקה שלך מחמיר את הבעיה יותר מכפי שהוא טוב יותר - הכניס את האלקטרוניקה שלך למכל אטום ומקווה שהיא תימשך מספר דקות לפני שכל החללית שלך מחוממת לאותה טמפרטורה שממש ממיסה את ההלחמה שלך.
חָמֵשׁ תשובות:
#1
+39
Nuclear Wang
2020-02-03 23:15:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

מאווררים עובדים על ידי העברת אוויר קר (או נוזל אחר) על משטח חם. אם אין אוויר, כמו בחלל, מאוורר לא ישרת שום מטרה. קירור דברים בחלל הוא למעשה קצת מסובך בגלל זה - עצמים עלי אדמות נוטים לאבד את מרבית חוםם באמצעות הולכה או הסעה, אך בחלל החלל, כל מה שאתה יכול לעשות זה להקרין חום, שמאוורר לא יעזור לו. .

לוונוס אכן יש אווירה, כך שמאוורר לא יהיה מטבעו לא פונקציונלי עבור חללית על פני כדור הארץ. אבל מכיוון שהאוויר הוונוציאני הוא כמה מאות מעלות צלזיוס בכל עת, לא יהיה לכם הרבה מזל קירור אלקטרוניקה עם זרימת אוויר - באותה טמפרטורה קיצונית, האלקטרוניקה שלכם כנראה תקרר את האוויר, ולא להפך. אם בדרך כלל האלקטרוניקה שלך פועלת חמה יותר משטח ונוס, אז מאוורר יעזור לקרר אותם, אבל זו תהיה טמפרטורת הפעלה נורמלית גבוהה באופן מופרך - אם האלקטרוניקה שלך כבר יכולה לשרוד את זה, אתה כנראה לא צריך לקרר. מלכתחילה.

בסך הכל, מאווררים אינם דרך שימושית לקרר את האלקטרוניקה של חללית, אלא אם כן אתה נמצא אי שם עם אווירה קרה (כמו מאדים), או להביא גז מחליף חום משלך לחלל החלל (ראה האם אי פעם משתמשים במאווררים בחלליות לא מאוישות?).

תוכלו למתוח מעט את ההגדרה של מאוורר, ולכלול דברים כמו מדחסים ומרחיבי טורבו כחלק ממשאבת חום. ב _ תיאוריה_ אתה יכול לגרום לדבר כזה לעבוד על ונוס, אם כי ההנדסה עשויה להיות קצת מסובכת ...
מאוורר יכול גם להסיר עודף חום, בהנחה שהמבחן כבר יכול לעמוד בטמפרטורות הוונוזאיות. למה בדיקה תייצר כל כך הרבה חום עודף, אין לי מושג, אבל יש את זה.
לשם התייחסות, טמפרטורת פני השטח של ונוס היא בין 600 ל 800 קלווין. להכין אלקטרוניקה שיכולה לעשות משהו ממש שימושי ולשרוד תנאים מסוג זה במשך יותר משעתיים זה * קשה *.
@Mast just fyi [האם ניתן יהיה לבנות בדיקה שתוכל לפעול בכ -480 מעלות צלזיוס (900F מעלות) ללא בידוד?] (Https://space.stackexchange.com/q/17490/12102)
מוצרי אלקטרוניקה מסיליקון קרביד יכולים לתפקד בסביבות טמפרטורת השטח של ונוס, אך אינך מעוניין בהרבה יותר גבוה. מאווררים עשויים למעשה להיות שימושיים לשמירה על "מגניב" על אלקטרוניקת חשמל סביב הסביבה על ונוס. ואז, האווירה צפופה כל כך שכנראה שלא תזדקק להסעה מאולצת ... משהו שקוע באווירה זו יצטרך לייצר לא מעט חום כדי להתחמם משמעותית מהסביבה.
#2
+10
Philipp
2020-02-04 16:46:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ההשפעה של מאוורר במכשיר אלקטרוני היא להאיץ את חילופי הטמפרטורות בין מעגלים לאטמוספירה.

אך חילופי הטמפרטורות פועלים בשני הכיוונים. כאשר האווירה חמה עוד יותר מהאלקטרוניקה שאתה חושף לה, אזי שיפור הזרימה באמצעות מאוורר יהפוך את החלק לחם עוד יותר. זה העיקרון שעומד מאחורי תנור הסעה או מייבש שיער באוויר החם, אגב. להיות די פרודוקטיבי.

#3
+3
Polygnome
2020-02-04 17:11:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

החום מוחלף באמצעות שלושה מנגנונים:

  • הסעה (העברת חום בגזים ונוזלים)
  • הולכה (העברת חום בין עצמים מוצקים נוגעים)
  • קרינה (העברת חום באמצעות קרינה תרמית)

בנוכחות אטמוספירה, העברה באמצעות הסעה היא בדרך כלל היעילה ביותר, ואחריה הולכה. קרינה היא - ללא ספק - הצורה החלשה ביותר של העברת חום.

בדרך לנוגה, החללית נמצאת בחלל ולכן הצורה החזקה ביותר של העברת חום אינה זמינה. אין אווירה שאפשר להשתמש בה כדי להעביר חום ממנה או אליה. זה משאיר הולכה וקרינה. החום עובר דרך החללית באמצעות הולכה. האלקטרוניקה מחממת את החללית. אך בדרך כלל, הולכה אינה מספיקה כדי לחמם את כל הגשוש באופן שווה, עדיין יהיו בו חלקים חמים וחלקים קרים יותר. עודף החום נשפך באמצעות קרינה, בדרך כלל עם מכשירים מיוחדים הנקראים כ רדיאטורים (שנראים הרבה כמו פאנלים סולאריים).

אך ככל שמתקרבים לשמש, יותר חום נספג על ידי הגשוש, תוך שהוא מקרין הוא נעשה קשה יותר. טמפרטורת שיווי המשקל עולה והמבחן מתחמם.

ברגע שאתה נכנס לאטמוספירה הוונוזאית, הסעה נעשית זמינה כשיטה להעברת חום ומאוורר הופך ישים. עם זאת, הטמפרטורה האטמוספרית על פני השטח של ונוס היא עד 470 מעלות צלזיוס. העברת חום עובדת בשני הכיוונים, אם אתה נושף אוויר חם (או גזים או נוזלים) על פני משטח קר המשטח הקר הופך חם יותר (נושף אוויר חם מעל קרח, הוא נמס מהר יותר).

כך שבעצם, מאוורר היה מזרז את גסיסת החללית מכיוון שהאוויר הוונוזי החם והחומצי מותר להעביר אותו בחום לאלקטרוניקה.

כדי להסיר חום, אתה צריך משהו קר יותר שאתה יכול להעביר חום ל . בחלל אין שום דבר סביבך שיכול להעביר אליו חום, ולכן הקרינה היא האפשרות היחידה. לכן ל- ISS יש רדיאטור כל כך גדול - זה לשפוך עודף חום.

באווירה הוונוזאית יש לך עניין להעברת חום. אבל העניין הזה כבר הרבה יותר חם מאשר טמפרטורת ההפעלה של הגשוש, לכן בדרך כלל תנסה למזער את העברת החום כך שהגשש יישאר קריר יותר ויהיה לו זמן עבודה ארוך יותר.

מרגישים קר לאדם. מאוורר על שולחן העבודה שלכם לא ממש מגניב שום דבר. מאוורר על שולחנכם נושף אוויר יבש בטמפרטורה זהה לטמפרטורת החדר מעל עורכם. הזיעה על העור שלך מתאדה טוב יותר מכיוון שלחות מועברת בזרם האוויר. תהליך האידוי הוא שמוריד את הטמפרטורה באופן מקומי מאחר והמים זקוקים לאנרגיה כדי לעבור מנוזל לגז - אנרגיה זו מגיעה בצורה של חום שמסירים את העור שלך, מה שהופך אותו להרגיש קר יותר.

אתה יכול עם זאת, השתמש במאוורר באופן פנימי, למשל להפצת גזים או נוזלים בתוך החללית להפצת חום בתוך החללית, למשל. מאחסון קירור לחלקים חמים יותר כמו הארון. במקרה זה, המאוורר אינו משמש לקירור, אלא להפצה (ראה האם נעשה שימוש במאווררים בחלליות לא מאוישות?). אך אינך יכול להפוך את החללית ל קר יותר כשלעצמה בטכניקה זו, למעט בעת העברת חום בדרך זו לרדיאטור שם היא מוסרת על ידי קרינה תרמית.

שים לב שבכל מערכת סגורה מאוורר בהכרח רק מוסיף חום מכיוון שהוא אכן עובד - המנוע צריך להסתובב, עם כל המשתמע מכך.

תיקון קטן: טמפרטורת פני השטח של ונוס חמה, אך לא כל כך חמה. זה רק עולה עד 470 מעלות צלזיוס, לא 600 מעלות צלזיוס -900 מעלות צלזיוס. https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_of_Venus
@Philipp 470 ° C ~ 900 ° F, אבל אני אבהיר את זה יותר ברור;)
קיים מנגנון רביעי להסרת חום: אידוי מים בשימוש מודול הירח של אפולו וחליפות החלל הנלבשות על פני הירח.
@Uwe זו לא אחת משלוש הדרכים להחליף חום. אבל אם קראת את תשובתי, אני כן מזכיר קירור אידוי.
#4
+3
Cristobol Polychronopolis
2020-02-04 22:37:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

כפי שצוין, מאוורר לא יכול להפחית את הטמפרטורה מתחת לסביבה. זה לא אומר שזה חסר תועלת לחלוטין במקרה זה.

ראשית, OP אמרה "קשורה לנוגה." במקרה זה ניתן היה להשתמש במאוורר להעברת חום מקטעים שמשיים לחלקים מוצלים, או אפילו יותר טוב לקרני קירור מקרינים בצד המוצל.

גם כאשר נמצא על פני כדור הארץ, ניתן להשתמש בו להפצת אוויר. מקורר על ידי מערכת קירור מרכזית (שככל הנראה תצטרך להיות פעילה, מכיוון שרוב האלקטרוניקה מבוססת על סיליקון ולא תסתדר מעל 150C).

אם משתמשים במעגלים בטמפרטורה גבוהה שיכולים לפעול בערך 500C, מאוורר עדיין יעזור להפיץ את החום שנוצר על ידי מכשירים בעלי עוצמה גבוהה.

אני מניח שאתה מתכוון שהמאוורר הזה ישמש יחד עם מארז אטום מלא בגז או משהו כזה? אני שואל כי אחרת, אני לא יכול לראות איך המאווררים האלה יכולים לעבוד, לאור הוואקום כמעט של החלל החיצון.
כן, אני מדבר על זרימת גזים שהכילו ... מאוורר בוואקום הוא גלגל עוצמה עצמית.
+1 נכון מבחינה טכנית, אך אם הצורך שלך בהובלת חום גדול מספיק בכדי לשקול פתרונות פעילים, אולי כדאי לך להשתמש בנוזל יעיל יותר לעבודה. אז טכנית, היית משתמש במשאבה. כמו כן, אני לא מקנא במי שצריך לתכנת את בקרת הגישה לחללית שיש לה מאווררים גדולים המופעלת ומכבה מדי פעם ...
אמנם, אך שאלת ה- OP הייתה האם ניתן להשתמש במעריצים * ולא באופציה הטובה ביותר. רק לחשוב קצת מחוץ לקופסה.
#5
  0
h22
2020-02-06 00:18:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

ניתן לקרר עם מאוורר מתחת לטמפרטורת הסביבה בעזרת ה מקרר התרמו-חשמלי כמו אלה.

מהצד השני, מכשירים מתחת לקישור תומכים בהפרש טמפרטורה של כ- 70 מעלות בלבד ולכן יש לזרום חמישה עבור ונוס, תוך שימוש בסך 150 וואט שתובעני מאוד לחללית המופעלת באמצעות סוללה. המכשירים החיצוניים גם אינם מוגנים מפני חום ונוס ועליהם להיות מסוגלים לעמוד בכך.



שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 4.0 עליו הוא מופץ.
Loading...