¿Es plausible el sistema de enfriamiento de gotas del videojuego Mass Effect?

Question

Sería la gota de agua del sistema de refrigeración de Mass Effect ser posible en nuestro universo? Estoy interesado en ampliar el espacio de la industria y promover la fabricación en el espacio. Uno de los mayores problemas que parecen persistir es la disipación de calor, radiadores están bien, pero no tiene que ser una mejor alternativa. Yo estaba pensando en la gota de agua del sistema de refrigeración de Mass Effect, aquí está el códice de entrada:

En una gota de sistema, tanques de líquido de sodio o de litio de absorber el calor dentro de la nave. El líquido que sale por las boquillas de la cerca de la proa como una hoja delgada de millones de dimensiones micrométricas gotas. Las gotitas son capturados en la popa y el reciclado en el sistema. Una gota sistema puede hundir 10-100 veces más calor que la DRA tiras.

Parece que podría funcionar, pero también parece que es sólo la fantasía de la ciencia. Supongo que dependerá de cuánto tiempo las gotitas sería en el vacío del espacio.

Así que para que sea más sencillo, te voy a dar algunos números, digamos 1.000.000.000.000 de gotas (aproximadamente 1 Litro vale la pena creo) (cada gota con un radio de 5 micras, el tamaño normal de la niebla de gotitas) de sodio líquido a 850°C (un poco por debajo de su normal tierra atmosférica, temperatura de ebullición) en el espacio de 30 minutos. Lo que la Temperatura de la devolución de sodio? Tenga en cuenta que esto no es una exacta escenario, sólo algunos de los números arrojados fuera. Si desea proporcionar un escenario más realista yo estaría más que feliz. Gracias!

Answer 1

En el vacío del espacio, no habría transferencia de calor por conducción ni por convección. Eso deja sólo la radiación:

$$P = \epsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot T^4 $$

$P$ = Potencia radiada en $Watts$
$\epsilon$ = emisividad, una radio sin unidades número entre 0 y 1
$\sigma$ = Constante de Stefan–Boltzmann, en $Watts/m^2K^4$
$A$ = área de la superficie en $m^2$
$T$ = temperatura del objeto en grados $K$

La emisividad de la cantidad de sodio (como otros sin oxidación de los metales) es, probablemente, entre 0.05-0.2.

La mayoría de la superficie podría ser es 1.000.000.000.000 de veces el área de superficie de una sola gota, que es $4 \pi r^2$. Un total de 314 $m^2$.

$$P = 0.2 \cdot 5.67 \times 10^{-8}\ Watts/m^2K^4 \cdot 314\ m^2 \cdot (1123\ K)^4 = 5.6 \times 10^6\ Watts$$

Si las gotas son de fuera de la nave espacial durante 30 minutos = 1800 segundos. 1800 segundos en $5.6 \times 10^6\ Watts$ = $1.01 \times 10^{10}\ \text{Joules}$. La capacidad de calor de sodio a 850 °C es de alrededor de 1.278 Joules/gramo °C y la densidad es $0.968\ g/cm^3$. El volumen total de sodio que se sugiere es de 0,52 L = 520 mL. La masa de sodio es entonces:

$$520\ cm^3 \cdot\ 0.968\ g/cm^3 = 504\ g$$