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水解制氧,氢气发电,海水补氧气?潜艇主要用的啥空气循环系统?
潜艇,氧气,核潜艇水解制氧,氢气发电,海水补氧气?潜艇主要用的啥空气循环系统?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
问题补充: 潜艇有的要海里待93天,比如我国的潜艇干过这事,空气怎么维持?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
这是一个科学的命题,人的生存空间存在的问题。人必须具有良好的生态环境才能够很好的生存。其中包括了空气以及空气的质量问题。。就目前来看人在小环境已经有所进步,人依赖氧气而活着,可是纯氧环境人长期工作在这种状态下也会“中毒”。所以啊!潜艇工作人员必须具有模拟地面大气的空气环境。在这样面啊!各国都在努力,现在啊!一般几个月的潜艇内的优质空气保证已经非常成熟。
具体说是什么技术,潜艇内的空气质量控制和和人员的舒适度,已经不是什么重要的问题了!各国都有了合理的可靠的技术保证。具体这套系统是如何工作的,我也不清楚,哈哈
吉祥快乐!
回答于 2019-09-11 08:43:50
众所周知,潜艇在水下活动时不能从外界获取新鲜的空气。而潜艇本身的空间极小,在狭小的空间内却需要保证足够数十天作战活动的食物、战损维修的工具、零件等等。舱室里不光是艇员的作战空间,还是生活空间。
当然了,潜艇内的环境是相当恶劣的。但最重要的一点不能忽视:供氧。氧气是人类日常生活的必需品,当一定空间内氧气含量下降到16%时,人员呼吸便会感到局促甚至出现缺氧。在含氧量达到10%时,大部分人已经缺氧,甚至会出现幻觉,这已经相当于丧失了正产工作的能力。
对于艇员来说,可能潜艇上的轮班工作制度会让人记忆犹新:即便艇员不处于值班状态、无需工作,但按照流程仍然需要躺在铺位上休息,哪怕艇员压根睡不着。这样的用意是让艇员尽量避免来回走动妨碍到值班人员的行动,但更重要的是尽可能减少氧气损耗——人类在睡眠状态下的氧气损耗是最小的。
当然了,一、二战时期的潜艇当然没有现代化化学制氧的手段,因此大多采用通气管补充。在需要补充氧气时,潜艇需要上升至通气管高度,通过通气管进行物理换气。这样虽然保证了空气的新鲜程度,但极容易被发现,因此二战后的潜艇基本已经完全取消了这样的空气循环。
二战时期的潜艇技术已经有了进步,但在供氧方面显然仍然是一个无可避免的难题。化学制氧手段并未完全实用话,因此这个时期的潜艇大多采用物理供氧:压缩气瓶。在开启低频噪音较大的柴油机为蓄电池充电时,冗余的电力也会用于对氧气压缩机进行充气。在结束上浮后,潜艇内部的空气是完全足够艇员呼吸一整天的,除非被几艘驱逐舰轮番攻击且甩不掉——这时,压缩气瓶就派上了用场。潜艇都会选择在特定的时间段上浮充电、更换氧气。
(加拿大海军的VINTAGE 制氧机)
在二战后,化学制氧手段开始普及:一,再生药板制氧;二,氧烛制氧;三,电解水制氧。再生药板制氧,便是通过再生药板进行化学反应。再生药板实质上是一种过氧化物,需要于二氧化碳反应,再产生氧气。再生药板的体积小、便与储存,但不仅可以释放出大量的氧气,还可以吸收艇员呼吸时产生的二氧化碳。只是在反应时需要专门的反应器,相对来说使用方便。再生药板的大量使用让潜艇在水下的持续作战能力大幅提升,因而在二战结束后是常规潜艇极普遍的制氧手段。
氧烛制氧,是指氧烛在燃烧时产生氧气。氧烛的主要成分是NaClO3,在燃烧时会释放出少许氧气,还能满足光照条件的不足,作为辅助光源使用。但是氧烛的制氧效率有限,单单使用氧烛并不能完全替代再生药板,因此只作为一个辅助制氧手段使用;在现代核潜艇上虽然已经没有再生药板的位置,但氧烛作为应急的备份物品还是会保留。
而最后一个电解水制氧,便是直接通过电解海水分解氧气。当然了,这对于常规潜艇来说还是相当奢侈的:目前为止,只有采用AIP技术的常规潜艇和核潜艇能够使用。相比其他常规潜艇,这两种潜艇的电力供应绝对堪称豪华,尤其是核动力潜艇——电力供应绝对是管够,因此直接采用电解水分解氧气。这样一来,再生药板也不需储存不说,还相当于间接在水下获得氧气。
回答于 2019-09-11 08:43:50
@潜艇解码 从潜艇设计原理角度回答这个问题。本文聚焦于容易混淆的概念和容易遗忘的细节。本回答有助于理解其他答案的精髓。
首先纠正一下题干和厘清概念:
1. 水解制氢,氢气发电,海水补充氧气
只有核潜艇,这种电力供应近乎无限的潜艇,才采用电解水制氧的方式获取氧气。电解水的副产物氢气,需要排至艇外。
用氢气发电,需要配置氢燃料电池,同时氢发电还需要氧气。用电水解产生氢气和氧气,再用氢气和氧气发电,生成水。如此一来,算上损耗,氢发的电没有水解用的多,产生的氧气还不够发电用的氧气。这种做法显然是不合适的。
核潜艇上不仅将氢气排至艇外,由于氢气易燃易爆,易聚集,为了使用安全,艇上还设置有专门的氢气浓度监测装置和消氢装置。
2. 潜艇主要用啥空气循环系统
其他答主都回答了潜艇上怎么制氧,补充氧气。实际上这是不全面的。完整的空气循环,应当包括:
空气再生:产生氧气和清除二氧化碳。很多答主忽略了二氧化碳的处理。二氧化碳浓度过高,如超过3%艇员将昏昏入睡,战斗力锐减。
空气净化:潜艇舱室内还含有大量有害的无机物、有机物和气溶胶,种类繁多,也影响艇员的身心健康。
大气环境监测:试试监测舱室内的空气主要成分的浓度,按需求投入相关设备。
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