Ich habe von einer Ionenbehandlung im kleinen Maßstab gelesen, bei der Wärme auf hohe Temperaturen verwendet wird. Wäre dies skalierbar und wenn ja, gäbe es effizientere Methoden?
Zusammenfassend, wenn Sie große Luftmengen nur mit Strom auf 1000 Grad Celsius erhitzen wollten, was wäre die effizienteste Methode? Wäre es ein Laser und wenn ja, welche Frequenz oder wäre eine überhitzte Spule am besten usw. Die Luft liegt zwischen 25000 und 35000 Fuß Höhe, was immer effizienter wäre.
Wie in den Kommentaren festgestellt wurde, hängt jede Antwort von den vielen fehlenden Details darüber ab, was Sie erreichen möchten, und von Einschränkungen hinsichtlich dessen, was Sie tun oder sich leisten können. Ist ein „großes Volumen“ 1 Kubikzentimeter oder 10000 Kubikmeter? Ist es ein statisches Luftvolumen oder wird es ständig gegen neue Luft ausgetauscht? Was sind die Spezifikationen der verfügbaren elektrischen Leistung? Muss das Luftvolumen leer sein oder können Strukturen (z. B. Heizelemente) hindurchtreten? Ist die Luft in einem Behälter eingeschlossen? Ist der Behälter isoliert? Wie lange muss die Luft auf 1000°C sein? …
Die Effizienz der Energieumwandlung ist nicht das Problem. Eine einfache Heizspule, die an eine Gleichstrombatterie angeschlossen ist, kann bei der Umwandlung der Energie der Batterie in Wärme einen nahezu 100%igen Wirkungsgrad haben. Die maximale Durchschnittstemperatur, die von der Luft erreicht wird, hängt von dem Gleichgewicht zwischen der Rate ab, mit der die elektrische Spule die Luft erwärmt, und der Rate, mit der die Luft an ihrer Grenze durch Leitung, Luftaustausch oder Strahlung abkühlt. Sie möchten die Oberfläche maximieren, über die Luft mit der Heizung in Kontakt kommt, z. B. durch Verwendung von Metallrippen oder -gittern.
Warum geben Sie eine elektrische Heizung an? Muss die „Luft“ das Standardgemisch atmosphärischer Gase sein? Der einfachste Weg, um sehr heißes Gas zu bekommen, besteht darin, einen Brennstoff zu verbrennen, und deshalb verwenden Heißluftballons Brenner. Ein Propantank erzeugt viel mehr Wärme als Batterien mit dem gleichen Gewicht. (Sie können sich https://electronics.stackexchange.com/questions/112312 ansehen .) Ich gehe jedoch davon aus, dass Ihre Luft nicht in einem Ballon enthalten ist, da 1000 ° C über der Zünd- oder Schmelztemperatur des Ballons liegen Stoffe oder Folien, die mir einfallen.
Die Verwendung eines Lasers ist problematisch. Siehe zum Beispiel Optimale Laserwellenlänge zum Erhitzen von Luft . Selbst bei der effizientesten Laserdiode würde etwa die Hälfte Ihrer elektrischen Energie in das Aufheizen der Diode fließen und kein Licht erzeugen, das – wenn es die richtige Wellenlänge hat – an die Luft koppeln könnte. Ein vom Boden abgefeuerter Laser- oder Mikrowellenstrahl könnte in einigen Fällen funktionieren, da Sie dann am Boden ineffizient sein könnten, aber der gezielte/fokussierte Strahl könnte effizient an einen großen, richtig konstruierten Luftbehälter in der Höhe koppeln.
Ohne weitere Details oder einen Link ist es nicht einfach herauszufinden, auf welche „Ionenbehandlung im kleinen Maßstab“ Sie sich beziehen. Elektrische Lichtbögen werden seit langem zum Erhitzen von Luft verwendet, zB http://www.jhuapl.edu/techdigest/views/pdfs/V01_N1_1961/V1_N1_1961_Olsen.pdf .
Wenn Sie versuchen, ein elektrisches Strahltriebwerk zu entwerfen, schlage ich vor, sich die Stackexchange-Fragen 26910 und 15163 für die Luftfahrt anzusehen . Das Erhitzen von Luft ist eine schlechte Möglichkeit, Strom für den Antrieb zu nutzen. Elektrisch angetriebene Propeller oder direkte Ionenbeschleunigung sind besser, siehe zB diese Artikel von The Economist , Popular Mechanics und MIT .
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