Leí sobre el tratamiento de iones a pequeña escala que utiliza calor a altas temperaturas, ¿sería escalable y, de ser así, habría métodos más eficientes?
En resumen, si quisiera calentar grandes volúmenes de aire a 1000 celcius con solo electricidad, ¿cuál sería el método más eficiente? ¿Sería un láser y, de ser así, qué frecuencia o sería mejor una bobina sobrecalentada, etc.? El aire está entre 25000 y 35000 pies de altitud, lo que sea más eficiente.
Como se ha señalado en los comentarios, cualquier respuesta depende de los muchos detalles que faltan sobre lo que está tratando de lograr y las limitaciones sobre lo que puede hacer o pagar. ¿Es un “gran volumen” 1 cm cúbico o 10000 metros cúbicos? ¿Es un volumen estático de aire o se intercambia constantemente por aire nuevo? ¿Cuáles son las especificaciones de la energía eléctrica disponible? ¿El volumen de aire debe estar vacío o pueden pasar estructuras (por ejemplo, elementos de calefacción) a través de él? ¿Está el aire encerrado en un recipiente? ¿Está aislado el contenedor? ¿Cuánto tiempo necesita que el aire esté a 1000°C? …
La eficiencia de conversión de energía no es el problema. Una bobina de calentamiento simple conectada a una batería de CC puede tener una eficiencia de casi el 100 % en la conversión de la energía de la batería en calor. La temperatura media máxima alcanzada por el aire dependerá del equilibrio entre la velocidad a la que la bobina eléctrica calienta el aire y la velocidad a la que el aire se enfría en su límite por conducción, intercambio de aire o radiación. Desea maximizar el área de superficie sobre la cual el aire está en contacto con el calentador, por ejemplo, utilizando aletas o mallas metálicas.
¿Por qué especifica calefacción eléctrica? ¿El “aire” tiene que ser la mezcla estándar de gases atmosféricos? La forma más fácil de obtener un montón de gas muy caliente es quemar un combustible, y es por eso que los globos aerostáticos usan quemadores. Un tanque de propano producirá mucho más calor que el mismo peso en baterías. (Es posible que desee consultar https://electronics.stackexchange.com/questions/112312 ). Sin embargo, supongo que su aire no está contenido en un globo ya que 1000 ° C está por encima de la temperatura de ignición o fusión del globo. telas o películas que se me ocurran.
Usar un láser es problemático. Consulte, por ejemplo, Longitud de onda láser óptima para calentar aire . Incluso con el diodo láser más eficiente, aproximadamente la mitad de su energía eléctrica se destinaría a calentar el diodo, sin producir luz que podría, si tiene la longitud de onda correcta, acoplarse al aire. Un rayo láser o de microondas disparado desde el suelo podría funcionar en algunos casos, ya que entonces podría ser ineficiente en el suelo, pero el rayo dirigido/enfocado podría acoplarse de manera eficiente a un gran contenedor de aire diseñado adecuadamente en altitud.
Sin más detalles o un enlace, no es fácil averiguar a qué "tratamiento de iones a pequeña escala" se refiere. Los arcos eléctricos se han utilizado durante mucho tiempo para calentar el aire, por ejemplo, http://www.jhuapl.edu/techdigest/views/pdfs/V01_N1_1961/V1_N1_1961_Olsen.pdf .
Si está tratando de diseñar un motor a reacción eléctrico, le sugiero que consulte las preguntas de intercambio de pila de aviación 26910 y 15163 . Calentar aire es una mala manera de utilizar la electricidad para la propulsión. Las hélices accionadas eléctricamente o la aceleración directa de iones son mejores, por ejemplo, consulte estos artículos de The Economist , Popular Mechanics y MIT .
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