閉式布雷頓循環
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
閉式布雷頓循環的實例教程
2023年3月10日，據中國航天科技集團消息，六院801所自主研制的空間閉式布雷頓熱電轉換系統，成功實現了百千瓦內多能級電功率輸出，達到國際先進水平。這就表示在太空里，可以采用這樣的系統進行發電了，那么飛船就可以不靠太陽能而飛到更遠的地方。
什么是“閉式布雷頓熱電轉換系統”？我們來詳細講一講。
有“閉”就有“開”，先說說什么是開式布雷頓熱電轉換系統。例如飛機翅膀下那幾個大大圓圓的發動機，叫燃氣輪機。
工作原理4步走：第1步，吸收環境中的常溫空氣壓縮；第2步，對氣體加熱；第3步，高溫高壓空氣推動渦輪做功，帶動發電機切割磁場，將動能轉換成電能；第4步，這些熱空氣完成使命就排放到了大氣中。另一邊就又吸入了新的空氣，重復這個動作。
為什么這個叫“開”式的呢，因為氣體會跑，一邊熱氣跑了，一邊新的氣體進入了系統，就相當于開了口。相反，“閉”式就是不讓熱氣跑出去，繼續回到原點完成下一個壓縮、加熱、做功的過程，周而復始。
那么太空中為什么不能用開式的呢？因為太空里接近真空，系統中的氣跑出去后就再也回不來了。那么這里就出現了一個問題，飛機發動機的開式是熱氣跑出去，常溫氣體或涼的氣體跑進來；而閉式的，熱氣回到原點還是熱氣。怎么能把它變涼后進行下一輪的壓縮加熱呢？熱量傳遞主要有三種方式：熱傳導、熱對流和熱輻射。傳導和對流都離不開介質，在太空這種接近真空環境中就失效了。因此，太空中只能靠熱輻射。只要讓熱的氣體流過輻射散熱器，氣體把熱量給散熱器，然后散熱器把熱量全部輻射給太空，氣體就變涼了。
801所研發的閉式布雷頓熱電轉換系統的輻射散熱器長什么樣，我也不知道，網上也沒查到相關資料，所以就幻想建了個模型。
輻射散熱器的外壁是通過壁面把熱量輻射出去，里面的芯是氣體流動的區域，外邊圓的是宇宙。
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將(3)式代入(2)式，則可以將時間變量消除，得到：
上述方程成立只有：
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