Обновить
5

Пользователь

0,8
Рейтинг
Отправить сообщение

Побуду Капитаном очевидностью: re-use - повторное использование.

Не будучи специалистом в данной теме, тем не менее, заподозрил нереалистичность сколько-нибудь серьезного повышения КПД АЭС предложенным способом и задал вопрос ChatGPT (см. ниже).

Промпт для ChatGPT (на английском)

Please read the following article: https://habr.com/ru/articles/1059696/

What do you think of the article’s main idea? Is it realistic or more like pseudoscience?

Ответ ChatGPT (на английском)

I think the article is an interesting engineering speculation, but in its current form it is much closer to an unsupported hypothesis than to an established scientific result. I would not call it outright pseudoscience, but I also would not consider its central claim scientifically convincing. (Habr)

The main idea, as I understand it, is:

  • Conventional nuclear power plants “waste” most of their energy as latent heat of vaporization during steam condensation.

  • The author argues that this latent heat bypasses the turbine almost entirely.

  • He concludes that the low efficiency of steam power plants is not fundamentally limited by Carnot efficiency, but by the inability to utilize latent heat.

  • Therefore, if someone invents a way to convert that latent heat into work, nuclear plant efficiency could rise from roughly 30% to 80–90%, even claiming that Carnot’s formula is “not always correct.” (Habr)

There are a few parts that are reasonable.

The observation that latent heat is enormous is absolutely true. The latent heat of vaporization of water is about 2.3 MJ/kg, and condensing steam releases a tremendous amount of energy. Engineers have known this for over a century.

Likewise, the statement that today’s Rankine cycle rejects a large amount of low-temperature heat is correct. Every thermal power plant does exactly that.

Also reasonable is the motivation: if someone could economically recover more useful work from low-grade heat, it would indeed be a major breakthrough.

Where the article becomes problematic is in its interpretation.

1. It misunderstands what Carnot efficiency says

The article argues that because water’s energy versus temperature is nonlinear (due to phase transitions), Carnot efficiency is “not always valid.”

This is the biggest issue.

Carnot’s theorem does not require internal energy to vary linearly with temperature.

It is an extremely general theorem based on reversible thermodynamics.

It remains valid for:

  • gases,

  • liquids,

  • steam,

  • mixtures,

  • phase transitions,

  • supercritical fluids.

Real steam turbines and refrigeration cycles are routinely analyzed using steam tables that explicitly include latent heat and phase changes. Engineers do this every day.

The nonlinear enthalpy of water is already built into classical thermodynamics—it isn’t something that invalidates it.

2. Latent heat is not “ignored”

The author repeatedly says that latent heat “passes through the turbine like light through glass.”

That isn’t really correct.

The turbine extracts work from the enthalpy drop of the steam.

Steam enthalpy consists of

  • sensible heat,

  • pressure energy,

  • latent heat,

  • internal energy.

The turbine converts part of that total enthalpy into shaft work.

The remaining enthalpy—including some latent component—is rejected in the condenser because the cycle must return the working fluid to its initial state.

Nothing has been forgotten.

3. Recovering low-temperature heat is fundamentally difficult

The condenser typically operates around 30–50°C.

Heat at these temperatures contains much less available work (exergy) than heat near the reactor.

This distinction is essential.

The article treats all joules as equally useful.

Thermodynamics does not.

One joule at 300°C has much greater potential to perform work than one joule at 35°C.

That is exactly why power plants reject so much low-temperature heat.

4. Existing engineering already tries to do this

The article presents the idea almost as though nobody has attempted to utilize condenser heat.

In reality, engineers have spent decades doing exactly that:

  • regenerative Rankine cycles,

  • feedwater heaters,

  • combined heat and power (cogeneration),

  • district heating,

  • binary cycles,

  • organic Rankine cycles,

  • Kalina cycles,

  • supercritical CO₂ cycles.

All of these aim to extract more useful work or useful heat from energy that would otherwise be discarded.

None come close to increasing a conventional nuclear plant from ~30% efficiency to ~90%.

5. Extraordinary efficiency claims require extraordinary evidence

The article predicts efficiencies of 80–90%.

That would represent one of the largest advances in thermodynamics since the nineteenth century.

To support such a claim one would expect:

  • a complete thermodynamic cycle,

  • pressure–enthalpy diagrams,

  • entropy balance,

  • exergy analysis,

  • mathematical proof,

  • simulation,

  • experimental data.

Instead, the article mostly presents qualitative reasoning and promises that the actual solution will appear in a future article. (Habr)

Is it pseudoscience?

I would distinguish three levels:

  • Not pseudoscience: asking whether latent heat can be better utilized is a perfectly legitimate engineering question.

  • Weak science: claiming to have found a new interpretation of power-plant efficiency without providing rigorous thermodynamic analysis.

  • Pseudoscience: claiming to have overturned Carnot’s theorem while ignoring established thermodynamics and offering no reproducible evidence.

This article sits somewhere between the first two categories. It doesn’t use mystical language or reject mathematics altogether, so I wouldn’t immediately label it pseudoscience. But its central argument is not supported by accepted thermodynamics, and the challenge to Carnot’s theorem is not persuasive.

Overall, my assessment would be:

  • The motivation is good.

  • The engineering ambition is admirable.

  • The physics argument is weak.

  • The claims of tripling nuclear plant efficiency are highly implausible without a fundamentally new thermodynamic cycle that has yet to be demonstrated.

If the author eventually publishes a complete proposed cycle with rigorous energy, entropy, and exergy calculations, that would be the right basis for evaluating whether there’s a genuine innovation. As it stands, the article is better viewed as an interesting speculative idea than as evidence that modern thermodynamics is incomplete.

Ответ ChatGPT (гуглоперевод на русский)

Я считаю, что статья представляет собой интересное инженерное предположение, но в нынешнем виде она гораздо ближе к неподтвержденной гипотезе, чем к установленному научному результату. Я бы не назвал её откровенной псевдонаукой, но и не счёл бы её центральное утверждение научно убедительным. (Habr)

Основная идея, как я её понимаю, такова:

  • Традиционные атомные электростанции «теряют» большую часть своей энергии в виде скрытой теплоты испарения при конденсации пара.

  • Автор утверждает, что эта скрытая теплота почти полностью обходит турбину.

  • Он делает вывод, что низкая эффективность паровых электростанций не принципиально ограничена эффективностью Карно, а неспособностью использовать скрытую теплоту.

  • Следовательно, если кто-то изобретёт способ преобразования этой скрытой теплоты в работу, эффективность атомных электростанций может возрасти примерно с 30% до 80–90%, даже если утверждать, что формула Карно «не всегда верна». (Habr)

Есть несколько разумных моментов.

Утверждение о том, что скрытая теплота огромна, абсолютно верно. Скрытая теплота испарения воды составляет около 2,3 МДж/кг, а конденсация пара выделяет огромное количество энергии. Инженеры знают это уже более века.

Аналогично, утверждение о том, что современный цикл Ранкина отводит большое количество низкотемпературного тепла, верно. Каждая тепловая электростанция делает именно это.

Также разумна мотивация: если бы кто-то смог экономически выгодно извлекать больше полезной работы из низкотемпературного тепла, это действительно стало бы крупным прорывом.

Проблема статьи заключается в её интерпретации.

1. Неправильное понимание того, что говорит об эффективности Карно

В статье утверждается, что поскольку зависимость энергии воды от температуры нелинейна (из-за фазовых переходов), эффективность Карно «не всегда верна».

Это самая большая проблема.

Теорема Карно не требует, чтобы внутренняя энергия изменялась линейно с температурой.

Это чрезвычайно общая теорема, основанная на обратимой термодинамике.

Это остается в силе для:

  • газов,

  • жидкостей,

  • пара,

  • смесей,

  • фазовых переходов,

  • сверхкритических жидкостей.

Реальные паровые турбины и холодильные циклы обычно анализируются с использованием таблиц свойств пара, которые явно учитывают скрытую теплоту и фазовые переходы. Инженеры делают это каждый день.

Нелинейная энтальпия воды уже заложена в классической термодинамике — это не то, что делает её недействительной.

2. Скрытая теплота не «игнорируется»

Автор неоднократно утверждает, что скрытая теплота «проходит через турбину, как свет через стекло».

Это не совсем верно.

Турбина извлекает работу из падения энтальпии пара.

Энтальпия пара состоит из:

  • явной теплоты,

  • энергии давления,

  • скрытой теплоты,

  • внутренней энергии.

Турбина преобразует часть этой общей энтальпии в работу вала.

Оставшаяся энтальпия, включая некоторую скрытую составляющую, отводится в конденсаторе, поскольку цикл должен вернуть рабочую жидкость в исходное состояние.

Ничего не забыто.

3. Рекуперация низкотемпературного тепла принципиально сложна

Конденсатор обычно работает при температуре около 30–50 °C.

Тепло при этих температурах содержит гораздо меньше доступной работы (эксергии), чем тепло вблизи реактора.

Это различие имеет важное значение.

В статье все джоули рассматриваются как одинаково полезные.

Термодинамика так не считает.

Один джоуль при 300 °C обладает гораздо большим потенциалом для совершения работы, чем один джоуль при 35 °C.

Именно поэтому электростанции отводят так много низкотемпературного тепла.

4. Существующие инженерные решения уже пытаются это сделать

В статье эта идея представлена ​​почти так, как будто никто не пытался использовать тепло конденсатора.

В действительности инженеры десятилетиями занимались именно этим:

  • регенеративными циклами Ранкина,

  • подогревателями питательной воды,

  • комбинированным производством тепла и электроэнергии (когенерацией),

  • централизованным теплоснабжением,

  • бинарными циклами,

  • органическими циклами Ранкина,

  • циклами Калина,

  • циклами сверхкритического CO₂.

Все они направлены на извлечение большей полезной работы или полезного тепла из энергии, которая в противном случае была бы потеряна.

Ни один из них не приближается к повышению КПД обычной атомной электростанции с ~30% до ~90%.

5. Чрезвычайно высокие показатели эффективности требуют чрезвычайных доказательств

В статье прогнозируется КПД в 80–90%.

Это стало бы одним из крупнейших достижений в термодинамике с XIX века.

В поддержку такого утверждения можно было бы ожидать:

  • полного термодинамического цикла,

  • диаграмм давления-энтальпии,

  • баланса энтропии,

  • эксергетического анализа,

  • математического доказательства,

  • моделирования,

  • экспериментальных данных.

Вместо этого статья в основном представляет качественные рассуждения и обещает, что фактическое решение появится в будущей статье. (Habr)

Это псевдонаука?

Я бы выделил три уровня:

  • Не псевдонаука: вопрос о том, можно ли лучше использовать скрытую теплоту, является вполне законным инженерным вопросом.

  • Слабая наука: утверждение о нахождении новой интерпретации эффективности электростанции без предоставления строгого термодинамического анализа.

  • Псевдонаука: утверждение о ниспровержении теории Карно.

Эта статья находится где-то между первыми двумя категориями. В ней не используется мистический язык и не отвергается математика полностью, поэтому я бы не стал сразу же называть её псевдонаукой. Но её центральный аргумент не подкрепляется общепринятой термодинамикой, а возражение против теоремы Карно неубедительно.

В целом, моя оценка такова:

  • Мотивация хорошая.

  • Инженерные амбиции достойны восхищения.

  • Аргумент с точки зрения физики слаб.

  • Утверждения о утроении эффективности атомных электростанций крайне неправдоподобны без принципиально нового термодинамического цикла, который ещё не был продемонстрирован.

Если автор в конечном итоге опубликует полный предлагаемый цикл со строгими расчётами энергии, энтропии и эксергии, это станет правильной основой для оценки того, является ли это подлинным нововведением. В нынешнем виде статью лучше рассматривать как интересную спекулятивную идею, чем как доказательство неполноты современной термодинамики.

Там, по сути, две солнечные электростанции разного типа и разной установленной мощности. Соль нагревается сконцентрированным солнечным светом, для чего используются зеркала. Фотография не совсем удачная, на ней нет солнечной башни (видимо, на тот момент еще не построили).

Роботы, наверное: How Does China Clean Millions of Solar Panels? - YouTube

P.S. Хотя, возможно, в той местности такие ветра, что сдувают песок и пыль с солнечных панелей.

Сдается мне, мутных проектов в последние пару лет ощутимо прибавилось…

Видеоразборы 2-летней давности, на английском:

Reflect Orbital: BUSTED!! - YouTube

EEVblog 1637: Solar Freakin’ Space Mirrors! - Reflect Orbital DEBUNKED - YouTube

P.S. Вспоминается еще атомный микрореактор, от которого запитали аж целый процессор Nvidia Blackwell (потребляющий что-то около 1 кВт).

Видео: поврежденный двигатель и тот самый пустой иллюминатор (вид снаружи)

Video showing the damaged engine that caused debris to smash through a Ryanair 737 cabin window earlier today. : r/aviation

а про ожоги явно бред…

В оригинале - фрикционные ожоги (friction burns), то есть ожоги от трения (например, об края проема иллюминатора).

Man nearly sucked out of window mid-air on Ryanair plane, passengers say

ЦИТАТА:

A Greek hospital official said a 61-year-old Serbian national was being treated for friction burns. <…>

Zenno Astronautics, Wellington UniVentures, and Paihau-Robinson Research Institute form collaborative partnership for space

ЦИТАТА:

Zenno is building core technologies that underpin in-orbit mobility and advanced space operations and is a leading IP holder, with patents awarded for conduction cooled superconducting magnets in space in New Zealand and worldwide.

conduction cooled superconducting magnets

Cryocooler - Wikipedia

Новозеландская компания Zenno Astronautics провела испытания первого в своём роде двигателя на основе сверхпроводящих магнитов, предназначенного для поддержания положения спутника в космосе.

Двигатель, ага. Продравшись сквозь marketing bullshit и почитав сторонние источники, понял, что речь идет о силовом приводе (actuator) системы ориентации спутника, не более того.

Spacecraft attitude determination and control - Wikipedia

Magnetorquer - Wikipedia

Рентабельность несколько центов на булке, примем 0,1 доллар на булку.

Я сразу заподозрил, что при такой марже никакие инженеры-программисты с этими солеными булками возиться бы не стали.

Гугловский ИИ:

Salt bread (shio pan) yields a highly lucrative gross margin in Singapore, typically between 70% to 75%. With raw ingredient costs (flour, butter, salt) generally under $0.60, and retail prices averaging $2.00 to $4.60, a single plain bun generates a gross profit of about $1.40 to $4.00 per unit.

Гуглоперевод:

В Сингапуре хлеб с солью (шио пан) приносит очень высокую валовую прибыль, обычно от 70% до 75%. При стоимости сырья (мука, масло, соль) обычно менее 0,60 доллара, а розничные цены в среднем составляют от 2,00 до 4,60 доллара, одна простая булочка приносит валовую прибыль в размере примерно от 1,40 до 4,00 долларов за единицу.

Возможно, в этом мини-спутнике есть ионный двигатель (гуглится некий Beta Ion Engine), использующий часть энергии, вырабатываемой “атомной батарейкой”? Хотя, скорее всего, это только в планах.

Гугловский ИИ: The Beta Ion Engine represents an advanced nuclear propulsion concept for small satellites, powered by high energy density radioactive beta-emitters (like tritium) to ionize propellant without needing heavy power-supply equipment.

Гуглоперевод: Бета-ионный двигатель представляет собой передовую концепцию ядерной двигательной установки для малых спутников, работающую на высокоэнергетических радиоактивных бета-излучателях (таких как тритий) для ионизации топлива без необходимости использования тяжелого оборудования для электропитания.

Спасибо за поправку.

Подтверждений нет.

Насколько я запоздало понял по просмотренным постфактум материалам на YouTube, такая камера фотографирует каждый проезжающий автомобиль (весь автомобиль, а не только номерной знак). Если стекла в автомобиле прозрачные и чистые, то содержимое салона и кое-какие лица, возможно, будут на фотографии.

Эти камеры вроде уже хакали в массовом порядке, так что…

‘30 seconds with a stick’ | Researchers claim Flock cameras are easy to hack, have significant security vulnerabilities | 9news.com

Впрочем, могу ошибаться. Официально компания Flock Safety вроде опровергает подобные заявления.

Эти камеры со встроенным распознаванием лиц.

По идее, никто не мешает использовать подобную видеозапись для распознавания лиц водителя и пассажиров (возможно, также пешеходов), только в статье об этом прямо не говорится.

Нашел кое-что по теме:

Why does everyone seem to hate “Flock” cameras so much? We’ve always had traffic and security cameras, so why are these seen as so much worse? : r/NoStupidQuestions

ЦИТАТА

So the flock cameras and the sky guard cameras are CONSTANTLY recording, both your license plate and the inside of your vehicle (they have the ability to see if you have an electronic device in your lap for instance) AND build a profile of each vehicle and license plate AND track you.

All the flock cameras are connected to the same database. So if you drive to one city and then go to another both flock cameras saw you and now there’s a spreadsheet out there that has recorded where you went. It builds a “driver profile” on you, that can track what your general speed and driving habits are, locations you’ve visited, and so on.

All without ALREADY having broken a law. So instead of just snapping a pic when you go through a red light, it’s recording law abiding citizens IN CASE you break a law.

And if you break a law ELSEWHERE, like a speeding ticket or a red light, the flock data can be requested for your entire driver profile and habits and used to support elevating the charge to something worse.

That’s “illegal” but… In a grey area because it’s NOT the police doing it, it’s a private company,

So until they get sued AND municipal authorities get sued for using the data, nothing will happen

They ALSO cost about $1000 a month (leased not bought) per camera, so a small town that has 30 of these is spending $30k a month on something that no one asked for or wants, when they could spend that money on the road, or another few coos or firemen or whatever

ГУГЛОПЕРЕВОД:

Таким образом, камеры Flock и Sky Guard ПОСТОЯННО записывают как ваш номерной знак, так и содержимое салона вашего автомобиля (например, они могут определить, есть ли у вас электронное устройство на коленях), И создают профиль каждого автомобиля и номерного знака, И отслеживают вас.

Все камеры Flock подключены к одной и той же базе данных. Поэтому, если вы едете в один город, а затем в другой, обе камеры Flock вас зафиксировали, и теперь существует электронная таблица, в которой записано, куда вы ездили. Она создает «профиль водителя», который может отслеживать вашу общую скорость и манеру вождения, места, которые вы посетили, и так далее.

И все это без предварительного нарушения закона. Таким образом, вместо того, чтобы просто сделать снимок, когда вы проезжаете на красный свет, они записывают законопослушных граждан НА СЛУЧАЙ, если вы нарушите закон.

А если вы нарушите закон В ДРУГОМ МЕСТЕ, например, получите штраф за превышение скорости или проезд на красный свет, данные о вашем профиле водителя и его привычках могут быть запрошены и использованы для обоснования более сурового обвинения.

Это «незаконно», но… находится в серой зоне, потому что это делает НЕ полиция, а частная компания.

Поэтому, пока на них и муниципальные власти не подадут в суд за использование данных, ничего не произойдет.

Кроме того, каждая камера стоит около 1000 долларов в месяц (аренда, а не покупка), поэтому небольшой город, в котором установлено 30 таких камер, тратит 30 000 долларов в месяц на то, что никому не нужно и не востребовано, в то время как эти деньги можно было бы потратить на дороги, или на оплату труда еще нескольких полицейских [cops - в оригинале явно опечатка], пожарных или кого-нибудь еще.

Эти камеры со встроенным распознаванием лиц.

В оригинале “Flock license plate cameras”, а вот слово “face” нигде не встречается. То есть речь идет о камерах с распознаванием автомобильных номеров (и не только), а не человеческих лиц.

Вот что выдает гугловский ИИ:

Flock license plate cameras (ALPRs) are solar-powered, LTE-connected security devices that capture vehicle attributes like license plates, make, model, and color. Used by neighborhoods, businesses, and police, they instantly alert law enforcement if a flagged vehicle passes but are often criticized by privacy groups for mass tracking.

ГУГЛОПЕРЕВОД:

Камеры распознавания номерных знаков Flock (ALPR) — это работающие на солнечной энергии, подключенные к сети LTE устройства безопасности, которые фиксируют такие характеристики транспортных средств, как номерные знаки, марка, модель и цвет. Используемые в жилых районах, предприятиях и полиции, они мгновенно оповещают правоохранительные органы, если мимо проезжает подозрительное транспортное средство, но часто подвергаются критике со стороны групп по защите частной жизни за массовое отслеживание.

В приведенном мною гипотетическом случае требуемый объем водоема оказался 1,5 млн кубометров, что примерно в 15 раз меньше, чем в случае Загорской ГАЭС.

300 / 100 = 3

(5 * 10^9) / 10^9 = 5

3 * 5 = 15

Похоже, гугловский ИИ посчитал объем водоема правильно?

Информация

В рейтинге
2 174-й
Зарегистрирован
Активность