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用之不盡取之不竭 什么水取之不盡

取之不竭取之不盡

什么水取之不盡(用之不竭)2019-09-14 20: 30 。船夫的夢
潛艇供氧是保證艇員水下生存的重要組成部分 。供氧質量直接決定了艇員的戰斗力、續航能力和潛艇安全 ， 因此受到各國海軍的高度重視 。潛艇艙室是一個密閉空的房間 ， 所以氧氣極其有限 ， 艇員自身的呼吸和常規動力潛艇的動力系統的運轉都會消耗大量的氧氣 ， 這就使得平衡艙內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最佳比例向艙內持續注入氧氣 ， 艙內氧氣濃度標準應控制在19%-21%之間 。為了維持艙內的氧氣濃度 ， 艙內需要專門的供氧裝置來供氧 。因此 ， 先進供氧技術的研究已成為各國發展先進潛艇技術的重要組成部分 。
潛艇艙是一個密閉空的房間 ， 氧氣極其有限 。
前不久 ， 筆者就潛艇的一些供氧技術做了一期科普 ， 由簡單到復雜 ， 主要講了通氣管供氧、氧氣瓶供氧、液氧供氧、堿金屬過氧化物供氧、氧燭供氧、堿性電解水供氧、固體電解質電解水供氧 。有讀者看完之后說:為什么要把簡單的問題復雜化？直接電解海水制氧不就可以了嗎？很明顯 ， 中學時我們從課本上了解到電解水可以獲取氫氣和氧氣 ， 潛艇在水下航行用不完的水(海水) ， 而現在潛艇的主要推進裝置是電驅動 ， 這也為電解水獲取電力提供了便利 。那么電解海水產生氧氣可以說是最簡單有效的方法 。
電解水實驗
一些現役潛艇的供氧方式(簡單說明)目前世界各國現役潛艇的主流供氧方式如下:核潛艇上多采用直接連續的獲取氧氣和去除二氧化碳的方式 ， 如歐美等國使用的堿性電解水供氧或固體電解質電解水供氧裝置加乙醇胺再生式二氧化碳吸收裝置為典型 。常規潛艇一般采用既能供氧又能吸收二氧化碳的二元系統 ， 或供氧單元和除二氧化碳單元的組合系統 ， 典型的是歐美常用的氧燭和氫氧化鋰的組合系統(注:氧燭是一種形似蠟燭的燃燒裝置 ， 由堿金屬氯酸鹽或高氯酸鹽與其他成分制成 。使用時 ， 被電熱元件點燃后能持續釋放氧氣) 。顯然 ， 從上面可以看出 ， 無論是核潛艇還是常規潛艇 ， 都不是采用直接電解海水來供氧的 ， 那么問題來了:海水是取之不盡的 ， 為什么潛艇不電解海水來制氧呢？
氧氣蠟燭
潛艇為什么不電解海水制氧？海水是含有一定量無機物和有機物的溶液 ， 主要含有氮氣、氧氣、二氧化碳等氣態物質 ， 以氯化物為主的各種鹽類 ， 以及許多其他化學元素 。所以電解海水時 ， 不僅得到氧氣和氫氣 ， 還得到氯氣、氫氣和少量氧氣(其他產品不寫) 。其中 ， 氫氣和氧氣的混合物容易發生爆炸 ， 而氯氣是具有強烈刺激性氣味的劇毒氣體 ， 所以為了防止氯氣和氫氣進入機艙 ， 供氧裝置必須具有極高的密封性能 。另外 ， 艇內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
當然 ， 這還不是最致命的 。最致命的是電解海水含氧量太低 ， 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、鈣等離子體會使電解槽結垢 ， 進一步降低效率 。這時候可能有人會說:海水不行 ， 可以電解淡水發生器里做出來的淡水！船上現有的制水設備主要采用蒸餾法和反滲透法 ， 這種方式生產的淡水純度較高 。為了提高電解效率 ， 實際潛艇會加入一定量的氫氧化鈉或氫氧化鉀 ， 形成堿性電解液 。當然這只是用于核潛艇 ， 因為核電站讓核潛艇有充足的電力供應 。
核電站不依賴空氣體工作 ， 為潛艇在水下提供充足的動力 。
對于常規潛艇來說 ， 任何形式的電解水制氧一般都是直接“過關”的 。由于供電能力是影響常規潛艇水下續航力的重要因素 ， 現有的常規潛艇在水面或通氣管條件下 ， 仍處于柴油發電機組發電、電池組儲電的模式 。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展了各種類型的AIP系統(獨立于空氣動推進系統) ， 但都是低功率的 ， 只能作為輔助動力 。因此 ， 為了保證動力系統在水下的工作時間 ， 常規潛艇只能選擇耗能較少的供氧方式 。

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