提起什么水取之不盡(用之不盡取之不竭) 大家在熟悉不過了,被越來越多的人所熟知,那你知道什么水取之不盡(用之不盡取之不竭) 嗎?快和小編一起去了解一下吧!
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什么是取之不盡(用之不竭)2019-09-14 20: 30船夫的夢想
潛艇供氧是保證艇員水下生存的重要環(huán)節(jié)。供氧質(zhì)量直接決定了艇員的戰(zhàn)斗力、續(xù)航能力和潛艇安全,因此受到世界各國海軍的高度重視。潛艇艙室是一個封閉狹窄空的房間,所以氧氣極其有限,艇員自身的呼吸和常規(guī)動力潛艇動力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)都會消耗大量的氧氣,這就使得平衡艙內(nèi)的氧氣濃度顯得尤為重要。為了保證船員的生命安全和正常工作,需要按照生存所需的更佳比例向艙內(nèi)持續(xù)注入氧氣,艙內(nèi)氧氣濃度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)控制在19%-21%之間。為了維持艙內(nèi)的氧氣濃度,艙內(nèi)需要專門的供氧裝置來供氧。因此,先進(jìn)供氧技術(shù)的研究已成為各國發(fā)展先進(jìn)潛艇技術(shù)的重要組成部分。
潛艇艙室是一個封閉狹窄空的房間,氧氣極其有限。
前不久,筆者就潛艇的一些供氧技術(shù)做了一個科普。由簡單到復(fù)雜,主要講了通氣管供氧、氧氣瓶供氧、液氧供氧、堿金屬超氧化物供氧、氧燭供氧、堿性電解水供氧和固體電解質(zhì)電解水供氧。有讀者看完之后說:為什么要把簡單的問題復(fù)雜化?不是可以直接電解海水生產(chǎn)氧氣嗎?顯然,在中學(xué)時代,我們從課本上了解到電解水可以獲得氫氣和氧氣,而在水下航行的潛艇有取之不盡的水(海水),而現(xiàn)在潛艇的推進(jìn)裝置主要是電驅(qū)動的形式,這也為電解水獲得電力提供了便利。那么電解海水制氧就是最簡單有效的方法。
電解水實(shí)驗(yàn)
目前世界各國現(xiàn)役潛艇的主流供氧方式是:核潛艇上多采用直接連續(xù)的獲取氧氣和去除二氧化碳的方式,如歐美典型采用的堿性電解水供氧或固體電解質(zhì)電解水供氧裝置加乙醇胺再生式二氧化碳吸收裝置。常規(guī)潛艇一般采用既能供氧又能吸收二氧化碳的雙系統(tǒng),或供氧單元和除二氧化碳單元的組合系統(tǒng),如歐美等國家常用的氧燭和氫氧化鋰組合系統(tǒng)(注:氧燭主要由堿金屬的氯酸鹽或高氯酸鹽組成,加入其他成分制成蠟燭狀燃燒裝置,經(jīng)電熱元件點(diǎn)燃后能持續(xù)釋放氧氣)。顯然,從上面可以看出,無論是核潛艇還是常規(guī)潛艇,都不是采用直接電解海水來供氧的,那么問題就來了:海水是取之不盡,用之不竭的,那么潛艇為什么不電解海水來制氧呢?
氧氣蠟燭
海水是含有一定量無機(jī)物和有機(jī)物的溶液,主要溶解有氮?dú)狻⒀鯕夂投趸嫉葰鈶B(tài)物質(zhì),以氯化物為主的各種鹽類,以及許多其他化學(xué)元素。所以海水電解時,不是簡單的獲得氧氣和氫氣,而是氯氣、氫氣和少量氧氣(其他產(chǎn)品不寫)。其中氫氣和氧氣的混合物容易爆炸,氯氣是劇毒氣體,有強(qiáng)烈的 *** 性氣味。因此,為了防止氯氣和氫氣進(jìn)入機(jī)艙,供氧裝置必須具有極高的密封性能。此外,潛艇排除氫氣和氯氣也會在一定程度上影響潛艇的隱蔽性。
核動力潛艇
當(dāng)然,這還不是最致命的。最致命的是電解海水含氧量低,效率還低(指電解效率),能耗還高。在電解過程中,海水中含有的鎂和鈣等離子體會使電解槽結(jié)垢,進(jìn)一步降低效率。這時候可能有人會說:海水不行,可以電解淡水發(fā)生器里做的淡水!船上現(xiàn)有的制水設(shè)備主要是蒸餾和反滲透,這種方法生產(chǎn)的淡水純度高。為了提高電解效率,潛艇中會加入一定量的氫氧化鈉或氫氧化鉀,形成堿性電解液。當(dāng)然這只是用于核潛艇,因?yàn)楹穗娬咀尯藵撏в谐渥愕碾娏?yīng)。
核電站不依靠空氣體為水下潛艇提供充足的電力。
對于常規(guī)潛艇,一般來說,任何形式的通過電解水產(chǎn)生的氧氣都是直接“排出”的。由于供電能力是影響常規(guī)潛艇水下續(xù)航力的重要因素,現(xiàn)有的常規(guī)潛艇在水面或通氣管狀態(tài)下,仍采用柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電,電池組儲電。受限于電池容量,供電能力受到很大限制。雖然各潛艇大國都發(fā)展了各種類型的AIP系統(tǒng)(不依賴空氣體推進(jìn)系統(tǒng)),但都是功率較低,只能作為輔助動力。因此,為了保證動力系統(tǒng)在水下的工作時間,常規(guī)潛艇只能選擇耗能較少的供氧方式。
熱機(jī)是潛艇成熟的AIP系統(tǒng)。
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作者:小舟人的夢2019年9月14日
\關(guān)鍵詞: 取之不盡