爲什麼核動力航母不直接用熱膨脹原理推動,而是把熱能轉化爲機械能或者電能推動呢?

星宇奇遨


現代核動力系統,不管是水面艦艇,還是潛艇其基本原理都是一樣的,都是通過對核裂變速度進行控制,從而實現核能的利用,將核裂變產生的能量是以熱能的方式進行輸出,通常都是以水作為導熱劑,將熱能從核反應堆裡傳出來,將這些熱能加熱水,可以獲得高溫高壓的蒸汽,這些蒸汽可以推動汽輪機,用於直接推進,或者發電。簡單一點說,這等於以核反應堆代替以前的鍋爐系統來製造蒸汽。

如今的方案將核反應堆輸出的熱能直接用於加熱海水,通過加熱,造成物質膨脹,繼而形成相互作用推力,這個想法無法實現,只是船體附近的海水被加熱,那麼很容易被周邊的海水能冷卻,直接造成效率低下,核反應堆也是有一定的輸出功率可言,不是無限制的。而且海水被加熱後,能量往往轉化氣態的蒸汽升起,也許這個方式會產生一定的推力。但是推力非常小,幾乎沒什麼意義可言,還存在能量消耗大,效率低的問題,而且容易暴露自己的位置,大量高溫的溫水直接就是暴光軍艦的位置了。

所以船艦、潛艇的動力都無法採用,更不要說,它在技術上需要巨大的問題,幾乎無法解決,如果把核反應堆的熱量轉到艦體表面,去加熱海水哪?用什麼傳輸,如何來設計相關的系統,那麼對其它設備的影響等,這個絕對是一個讓人頭痛的地方。

這個方案根本不可行,只能算一個突發奇想,沒有什麼意義!


浴火


按照題目的意思是不是可以這樣理解,就是猶如噴氣式發動機一樣,航空發動機在空氣中是以空氣作為介質,燃料和氧氣燃燒後產生推力,而核動力航母上利用海水作為介質,核能加熱海水“膨脹”產生動力。言外之意就是諸如航空發動機在水中工作,噴的不是空氣而是水蒸氣。



這個想法非常有意思,如果真的這樣做就等於把一個蒸汽管子插到水裡,利用的只是蒸汽的壓力了。核動力航母少說也有個10萬噸的排水量,要驅動個這個大傢伙得需要多粗的蒸汽管子啊?目前美國的航空母艦都是採用核反應堆產生熱量來加熱水蒸汽,如果直接排放蒸汽就需要瞬間產生淡水,按照目前的淡水生產能力是無法做到的,而且利用的核能僅僅是蒸汽產生的推力而已,其真正的熱能就無法利用了。



按照目前的核反應堆產生蒸汽的能力完全無法支持直接推進航母的運動。現有的方式是最大利用核能的做法,核反應堆的熱量通過水循環帶走,這些加熱之後的蒸汽被送往蒸汽輪機進行發電或者直接驅動蒸汽輪機再通過一系列變速機構帶動主軸上的螺旋槳。蒸汽輪機就是就是類似與航空發動機的結構,不過驅動的是蒸汽而已。

通過熱能轉變成機械能是一個充分利用核反應堆的方法,而且這些水蒸氣在循環過程中可以循環利用淡水。


航空愛好者AMR


目前人類的動力系統都是相互作用,或叫參照下的動力系統。這裡主要分為:依賴摩擦力而形成的相對地面產生運動的動力系統,如,汽車、火車動力系統,和依賴噴射反衝動力的系統,如,飛機、火箭等;輪船和直升機也可歸為噴射反衝動力系統一類,因為輪船是通過螺旋槳,把水推出去形成一個向前的反衝動力;直升機原理類似,只不過是靠推動氣流形成反衝動力。

所以說,航母螺旋槳動力與噴水動力,根本原理上是一樣的,但是能量利用效率卻不一樣。噴水動力效率反而低。關鍵是,水上航行提高船速和能量利用效率的重點,在於如何減小船與水體間的摩擦力。

未來的人類動力系統是發展出自履式發動機,淘汰噴射反衝動力系統。而且,將近似二類永動機效率,即動力來自初始存儲能量的大小,系統運動中幾乎不損耗能量,完全依靠“自洽運動”,依賴自建的“拓撲空間運動”。


譚宏21


簡單來說:所有水中運行的船艦,潛艇都不會使用“噴流式——通過加熱,造成物質膨脹,繼而形成相互作用推力的發動機”。

原因就在於“水的熱傳遞性與數量及其溫度到達一定程度後,不是產生向前的推力,而是轉化成了“氣態”形成了向上的升力,如果船艦、潛艇使用這類發動機,就會造成能量大量的損耗,及其位置的暴露。

因此,所有船艦、潛艇的動力,不管採用什麼原理,最終都會轉化成機械式的推動力!(風帆驅動除外)

……

2018、7、10


自然科學理論研究者


什麼叫熱膨脹原理?什麼叫直接推動?

你說理解的熱膨脹原理直接推動,是400年前的蒸汽機,它算是熱膨脹原理直接推動,航空母艦怎麼可能用這麼落後的技術!!

從熱能到機械能的轉換,基本都用熱膨脹原理

汽輪機就是利用熱膨脹原理做工的高效機械,單機功率容易做到最大的機械!全世界80%以上的電能都是通過它把熱能轉化為機械能,把機械能轉化為電能!

所以核動力航母必須用汽輪機將熱膨脹轉化為機械能進而轉化為動力和電能


丟了自己259793923


物體的特性是熱脹冷縮,發動機原理是利用物體的熱脹冷縮特點,把熱能轉化為熱力,高速飛行的火箭和超音速飛機直接利用熱力(膨脹力)來推動,這種結構的發動機熱能利用效率才會高,所以採用噴氣發動機,噴氣發動機用於低速運動時,熱能利用效率不高,所以低速運動的推進器不會選擇噴氣發動機,而是把熱能轉化為機械能,再利用機械能作為推進器動力,核動力航毋就屬於低速運動型,適合使用機械能作為推力,所以核動力發動機把熱能轉化為機械能,並通過航母的螺旋槳把機械能轉變為推力來推動動航母行走。


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