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作者：夏果游樂設(shè)施 閱讀量：303次 發(fā)表時(shí)間：2022-01-15 21:21:20
已服役的美國朱姆沃爾特級驅(qū)逐艦，圖片來自美國海軍陸地賽龍舟游樂設(shè)備。
各種驅(qū)逐艦還有核潛艇，它們的體型雖然都很大，但動(dòng)輒十幾億美元以上的造價(jià)，想來也是寸土寸金陸地賽龍舟游樂設(shè)備。如果遠(yuǎn)赴大洋或長時(shí)間潛行深海前，都自帶足夠的淡水，那各型武器就沒地方安置了。
另一個(gè)原因是，對航程較遠(yuǎn)陸地賽龍舟游樂設(shè)備、連續(xù)航行時(shí)間較長的遠(yuǎn)洋艦船來說,如果攜帶過多淡水，則淡水會(huì)因存儲(chǔ)時(shí)間過長而導(dǎo)致細(xì)菌污染變質(zhì)。
因此，軍艦陸地賽龍舟游樂設(shè)備、潛艇和航母都自帶海水淡化裝置，這是必備的。
船上的救生艇陸地賽龍舟游樂設(shè)備，圖片來自Gary Glauberman
海水淡化并沒有很多人想的那么復(fù)雜，舉一個(gè)例子，美國軍艦上的救生筏都自帶海水淡化裝置。現(xiàn)在，咱們來了解一下海水淡化的幾種方式。
真空的方式不少人認(rèn)為，艦艇上的海水淡化不難，無非就是用油換水，因?yàn)楹Ｋ瘜儆诟吣芎摹?/p>
淡化海水是需要能源，但其實(shí)，并沒有我們想的那么夸張。
原因如下，艦艇上的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)源源不斷產(chǎn)生大量的余熱，這些熱是有害的，需要時(shí)刻進(jìn)行冷卻，既如此，就可以使用發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱來加熱海水，一舉兩得。
而加熱海水讓其沸騰，并非我們想象的需要加熱到100攝氏度，因?yàn)樵?3%的真空度下，海水在38.7攝氏度時(shí)就沸騰了。
因此，艦船上海水淡化，其過程是這樣的。將海水抽上船，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的余熱加熱到高于38.7攝氏度，接著將熱海水送到真空室，海水沸騰并迅速蒸發(fā)，將蒸汽冷卻，便得到了淡水。
此過程中，加熱海水并沒有消耗燃油，因?yàn)樗鞘褂冒l(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱，它主要的耗能體現(xiàn)在那個(gè)抽真空的過程中。
使用真空淡化海水分為兩種方式，一是真空沸騰式，其主要過程如前面所言。二是多級閃蒸式。
多級閃蒸，其過程就是將熱海水連續(xù)噴入一個(gè)又一個(gè)接近真空的閃蒸室，熱海水瞬間汽化，將蒸汽冷卻得到淡水。
根據(jù)國際海水淡化協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，截止2015年6月，利用各種海水淡化技術(shù)，全球每天有8680萬噸淡水被生產(chǎn)出來。而這其中，有很大一部分是利用多級閃蒸淡化出來的。
反滲透式把新鮮蘿卜放在濃鹽水里，不久，蘿卜會(huì)因?yàn)樽陨睇}濃度低而外界鹽濃度高而失水，這讓其外形變得干癟，此過程叫做滲透。
反滲透就是滲透的逆過程。不同的是，反滲透需要能量。
如上圖，右邊是純水，而左邊是海水，那么純水會(huì)通過中間的膜，自然滲透到左邊的海水里，此過程是自發(fā)進(jìn)行的，不需要能源。
如果想要把過程反過來，就需要注入能量。如上圖是在海邊這邊持續(xù)加壓，海水中的水分子會(huì)不斷地被擠入右邊，這就是反滲透的過程。
反滲透廣泛地應(yīng)用于海水淡化和污水凈化等方面，其優(yōu)點(diǎn)是能量消耗較低，因?yàn)檎麄€(gè)過程中不涉及到加熱。近年來，反滲透淡化海水的技術(shù)，其能源消耗已經(jīng)下降到每消耗3度電得到1噸淡水左右。
除了淡化海水，現(xiàn)如今很多家庭使用的自來水凈化裝置也是利用反滲透的工作原理。
以上，咱們總的說了海水淡化的兩種方式，“真空式”和“反滲透式”，但其實(shí)，海水淡化的方法可謂是琳瑯滿目，不下10種。而比較另類的，是“冷凍”的方式，海水結(jié)冰后，鹽會(huì)從冰里面分離出來。只不過，“冷凍”的方式耗能大，且得到的淡水不是那么的“淡”，也就是質(zhì)量不佳。
最優(yōu)質(zhì)的海水淡化能把海水中絕大多數(shù)的礦物質(zhì)都消除，這樣的淡水喝起來會(huì)因?yàn)闆]有礦物而顯得淡而無味，若想要增加口感的話，需要在里面添加相應(yīng)的礦物質(zhì)。
潛艇上的海水淡化現(xiàn)在，我國的潛艇都有海水淡化裝置。但這只是現(xiàn)在，若回到二十多年前，情況則大不一樣。
這也可以理解，那時(shí)的中國，首要的任務(wù)是有沒有潛艇，有沒有核潛艇，以及有沒有潛射導(dǎo)彈，而潛艇官兵們有沒有漱口的水，洗澡的水，那時(shí)還不屬于最緊迫的任務(wù)。
根據(jù)央廣軍事對一些潛艇老兵的采訪，我們得知，早期我國潛艇上沒有海水淡化裝置。長時(shí)間潛航時(shí)，潛艇兵們每天早晨只能拿著小茶缸去分水，那就是一天喝的水。如果想“洗澡”了，潛艇兵會(huì)用小水壺去接空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的冷凝水，一滴再一滴，接滿一壺后，五六個(gè)人分著“洗”——也就拿毛巾沾水擦一下身體而已。
而有了海水淡化裝置后，現(xiàn)在的潛艇兵們每周都可以洗一次澡，當(dāng)然這得在敵情不緊張的時(shí)候。
從這方面來說，海水淡化對于我們的意義，也許沒什么。但對于廣大的潛艇官兵來說，就是天上和地下的區(qū)別了！
出品：科普中國
制作：寒木釣萌
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