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潜水艇能源(潜艇中用什么来制取氧气?)

编辑:gengxing 2023-05-08 06:50:06 来源:
1. 潜艇中用什么来制取氧气?在常温下过氧化钠(Na202)与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气,既不消耗能源又能消耗潜水艇中工作人员呼吸过程中产生的二氧化碳.因此是最适宜在

1. 潜艇中用什么来制取氧气?

在常温下过氧化钠(Na202)与二氧化碳反应,生成碳酸钠和氧气,既不消耗能源又能消耗潜水艇中工作人员呼吸过程中产生的二氧化碳.因此是最适宜在潜艇里制氧气的方法,优点为:操作简便易行,不需消耗热能和电能,C02和O2组成内循环.反应的化学方程式为:2Na202+2C02=2Na2C03+02. zmT中亿财经网财经门户

2. 什么是Alp潜艇?

Alp潜艇指的是使用不依赖空气推进发动机作为动力的潜艇。特点是可以更长时间的潜伏水下,隐蔽性较普通常规潜艇更优秀。zmT中亿财经网财经门户

潜艇虽然能在水下悄悄地航行,但不能总呆在下面。电池用完了,潜艇就开不动;氧气耗尽了,船员就没法呼吸。所以在围追堵截下,它们要么浮出水面投降,要么就因为跑不动了,更加容易被护卫舰、飞机们炸沉。zmT中亿财经网财经门户

从各种类型的AIP系统的试验情况以及实际使用结果来看,装备了AIP系统的常规潜艇,明显地减少了潜艇使用通气管航行的时间,增加了潜艇的水下续航力,降低了潜艇的暴露率,弥补了常规潜艇水下续航力不足的重大缺陷。目前,在竞争日益激烈的常规潜艇的国际市场上,没有装备AIP系统的潜艇,即使其他方面的性能出众,也难再吸引买家掏腰包了。zmT中亿财经网财经门户

3. 潜艇制氧原理?

1.通气管换气供氧zmT中亿财经网财经门户

通气管换气相信广大读者们一看就明白了,就是通过管子把潜艇里面的废气排除,新鲜的空气吸进来。实际中,潜艇通气管由进气管和排气管组成,设置在潜艇顶部的指挥台围壳里。当潜艇在近海面处时,通过露出水面的进气管进行潜艇舱室的换气。同时,常规潜艇的柴油机也在此时开始工作给潜艇充电。总体而言采用通气管换氧, 具有结构简单, 设备装置紧凑,耗能少的优点。但是,潜艇采用这种方法换气需要靠近海面,频繁上浮,因此增加了潜艇的暴露机率,特别是遇到大风浪天气,通气管还要面临被海浪淹没的风险。zmT中亿财经网财经门户

2.氧气瓶供氧zmT中亿财经网财经门户

氧气瓶供氧应该是大家最容易想到的供氧方式吧?潜艇的氧气瓶供氧基本思路:是将空气中的氧气通过低温高压压缩到高压气瓶,使用时通过减压将气体放出供潜艇人员使用。这个说起来就和潜水员用氧气瓶供氧是一样的道理。总体而言采用氧气瓶供氧,具有操作过程简单,使用时不消耗艇上大量能源,且不会给舱室空气带来二次污染的优点。但是存储氧气的气瓶属于高压容器,潜艇航行在水下,环境比较复杂,特别是作战过程中会受到剧烈的冲击,这很容易使得高压钢瓶存在安全隐患,一旦爆裂将给潜艇带来巨大的损害。此外,由于高压气瓶的体积限制,潜艇的需氧量增大时,狭小的潜艇舱室只能堆放有限的钢瓶,因此,这种方法不适用大型的长航时潜艇使用。在实际中,现在的潜艇也常会携带部分氧气瓶,只不过不作为主供氧设备,而是当潜艇在作战中供氧系统受损后,作为应急供氧向舱室供气。zmT中亿财经网财经门户

3 .液氧供氧zmT中亿财经网财经门户

液态氧就是液化后的氧气。经液化后的氧密度大约是常温常压下气氧密度的 1 000 倍,因此同体积的贮罐可以携带更多的液氧。液氧在使用时需经过气化、减压, 最后进行混合,释放到舱室中供人员呼气使用。总体而言采用液氧供氧,具有氧气纯度较高,对舱室不会产生二次污染,蓄氧量远大于气氧,其供氧方式和气瓶供氧基本一样,经济可靠并且操作简单的优点。然而,液氧需要保存在 -183℃ 以下,这也对液氧保温技术提出很高的要求。在这点上可能大家不是很好理解,举个例子,LNG运输船一直都被视为是船舶行业最难制造的船舶之一,就是因为液化的天然气的存储技术要求非常高,同理,液氧的存储同样也面临着这样的问题。zmT中亿财经网财经门户

1. 碱金属超氧化物制氧zmT中亿财经网财经门户

目前潜艇中大多采用的碱金属过氧化物主要是过氧化钠(Na2O2)和过氧化钾(K2O2)。过氧化物在热分解时会释放氧气,在水蒸气存在的条件下也会与 CO2 反应生成氧气。以 Na2O2 为例,主要反应如下:zmT中亿财经网财经门户

2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH+O2zmT中亿财经网财经门户

2Na2O2 + 2CO2= 2Na2CO3+O2zmT中亿财经网财经门户

理论而言, 超氧化物供氧是非常理想的供氧方式,它不仅可以吸收掉密闭舱室中人员呼出的二氧化碳,同时还能反应制备出氧气,因此非常方便。但在实际应用种,这种制氧技术在潜艇上会面临一些问题。如在高温潮湿的海洋环境中,过氧化物在化学反应中容易发生膨胀与糊状现象,从而降低了反应效率。此外,过氧化物是强氧化性物质,遇水后会剧烈反应发生爆炸,因此存储要求比较严格;使用过程中过氧化物的颗粒挥发到大气中,对人的身体造成损伤;除此之外,它还会腐蚀舱室的设备,造成相当大的安全隐患。zmT中亿财经网财经门户

2. 氧烛供氧zmT中亿财经网财经门户

潜艇的氧烛供氧是把氯酸盐中加入燃料、抑氯剂、助燃剂和粘结剂,经混合后,压制或者浇铸形成固体氧烛,使用时再将其点燃。固体氧烛在受热后会释放氧气,将产生的气体通过气体净化装置后,可以直接供艇员使用。总体而言采用氧烛供氧,具有使用方便、安全,存储容易,产生的氧气量大(氧烛的供氧能力是同体积气体氧的3倍),反应迅速的优点。但是,氧烛在燃烧的时候无法控制反应速度,容易造成舱室氧气浓度局部波动。此外,氧烛在燃烧的时候还会产生一些副产物(氯化物烟尘、 CO2、CO、Cl2等),造成舱室的环境二次污染。zmT中亿财经网财经门户

3. 碱性电解水供氧zmT中亿财经网财经门户

潜艇的碱性电解水供氧,是以一定浓度 NaOH 或 KOH 作为电解液,通入电流将水分解为 O2 和H2,阴极发生还原反应形成 H2,阳极则发生氧化反应形成 O2。电解后产生的气体通过分离器进行洗涤、净化、冷却,然后把纯化后的 O2 输送到舱室,电解出的 H2收集后排出潜艇。总体而言采用碱性电解水供氧,因为潜艇在水中航行,因此有取之不尽的水的优点。但是因为电解水制氧效率比较低,因此需要消耗大量的能源,所以限制了它在常规潜艇上的应用。除此之外,在电解水过程中如果产生的 H2 和 O2 混合容易发生爆炸,因此对反应过程中气体的密封性有着很高的要求。另外,电解液是选用强碱性溶液,具有强腐蚀性,电解制备的气体必须经过多次的洗涤才能使用。zmT中亿财经网财经门户

4. 固态电解质电解水供氧zmT中亿财经网财经门户

潜艇的固态聚合物电解质技术的电解原理其实和碱性水电解原理是相似,区别只是用全氟磺酸聚合物膜薄片代替了传统的碱性电解液。工作原理是:全氟磺酸聚合物膜薄在水中作为离子的良导体,水合氢离子在电场的作用下在薄膜上迁移,而电解质的两侧分别涂覆一层阴极和阳极催化材料。H2O 在阳极电解成 O2,H-和 e-,H- 在阴极生成 H2。总体而言采用固态电解质电解水供氧,具有制氧装置能耗小,效率高,成本低,安全可靠,产生的氧气纯度高,承压性能好的优点。zmT中亿财经网财经门户

4. 潜艇是什么动力的?

1、现代的潜艇分常规潜艇和核潜艇两大类,常规潜艇在水面靠柴油机推进,潜航时靠电动机推进。核潜艇不论何种状态下,均以核反应堆为动力源。zmT中亿财经网财经门户

2、常规潜艇的燃料是柴油,当然要经常加柴油,但没有用汽油机的。核潜艇反应堆的燃料是铀燃料棒,每次更换后可以持续使用10——20年,所以不必经常更换。zmT中亿财经网财经门户

5. 海底两万里 煤炭为潜艇提供能源对吗?

海底两万里中潜水艇是用钠跟汞混合,成为一种合金,代替本生电池中所需要的锌来进行发电的。zmT中亿财经网财经门户

《海底两万里》是法国作家儒勒·凡尔纳创作的长篇小说,是“凡尔纳三部曲”(另两部为《格兰特船长的儿女》和《神秘岛》)的第二部。全书共2卷47章。小说主要讲述了博物学家阿龙纳斯、其仆人康塞尔和鱼叉手尼德·兰一起随鹦鹉螺号潜艇船长尼摩周游海底的故事。zmT中亿财经网财经门户

6. 潜艇用什么燃料?

潜水艇烧柴油或者核反应堆。zmT中亿财经网财经门户

常规潜艇通常以柴油机和蓄电池作动力。潜艇在水下航行时实际上使用的是蓄电池,柴油机只是用来给蓄电池充电的。蓄电池储存的电能总是有限的。潜艇上蓄电池的电能用完时,就需要用柴油带动发电机为蓄电池充电。zmT中亿财经网财经门户

核动力是继柴电动力之后发展的又一种动力。核动力的原理是通过核子反应炉产生的高温让蒸汽机中产生蒸气之后驱动蒸气涡轮机,来带动螺旋桨或者是发电机产生动力。zmT中亿财经网财经门户

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