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潜水艇在水下如何供氧?

归档日期:07-26       文本归类:供氧      文章编辑:爱尚语录

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  早期的潜艇潜航时间较短,潜艇上未装备单独的供氧装置,只安装通气管换气装置,潜艇在水下潜行一段时间后,需要上浮,将通气管伸出海面,与外界进行换气,将艇内贫氧的空气排出,同时向艇内补充富氧的新鲜空气。

  通气管换气供氧技术的优点是:结构简单,设备紧凑,功耗低;缺点是:潜艇需频繁地上浮,并将通气管伸出海面,增加了潜艇暴露的机率。

  现代的各国潜艇,都保留了通气管,当潜艇在水面航行时或者完成潜航任务上浮后,使用通气管换气。

  将装有压缩氧气的高压气瓶装备到潜艇上,需要氧气时,将高压气瓶中的氧气经过减压阀释放到舱室空气中供人员呼吸使用。

  对于小型潜艇,该技术经济实用、操作简单、使用方便,供氧的过程中不需要消耗电源,氧气纯度高,对舱室不会带来二次污染。

  压缩氧气瓶的压力有一定的限度,压力太高容易带来存储安全隐患。由于氧气瓶携带的氧气量有限,对于需氧量较大的潜艇,该方式满足不了需求。潜艇上的气瓶在外界剧烈的冲击下,可能导致气瓶爆裂,对潜艇带来损害。

  氧气在-183℃以下时呈液态,密度约为1.14×103kg/m3。随着AIP潜艇的发展,液氧供氧技术在潜艇上采用。

  液氧主要是用来给闭式循环柴油发电机提供氧源,部分液氧经过气化减压后,释放到舱室空气中供人员呼吸使用。液氧纯度高,蓄氧量大,液氧密度大约是常温常压下气态氧密度的1000倍,同体积的液氧储罐可携带的氧气量远大于氧气瓶。

  液氧供氧技术的难点在于保温技术,液氧要保存在-183℃以下,液氧储罐要采取双层真空保温设计,即便是采取双层真空保温技术,液氧还是容易不断的气化蒸发,液氧罐上必须设置相应的安全保障措施。

  液氧供氧技术主要用于AIP潜艇,德国、瑞典等国的AIP潜艇均采用该技术。随着液氧罐保温技术的发展,在常规潜艇舷外布置液氧罐给舱室供氧具有现实可行性。

  过(超)氧化物与含有二氧化碳和水蒸气的空气接触时,既能产生氧气,又能吸收空气中的二氧化碳。利用该技术制作成药板装备于潜艇上,使用时将药板取出装入专用的装置内,靠风机或自然对流驱动,使空气接触药板,发生反应,完成产氧和吸收二

  该技术理论上是一种非常理想的应用于密闭舱室的空气再生技术,同时完成产氧和吸收二氧化碳的双重任务,各国都对其进行了研究,并有多种型号产品装艇使用。

  氧烛的产氧药块是以氯酸盐(如氯酸钠)为产氧药剂,以金属粉末为燃料,添加少量的催化剂、抑氯剂和粘结剂,经混合后,压制或者浇铸而成。启动后,氯酸盐热分解释放出氧气,氯酸盐分解所需的温度由金属粉末燃烧提供。

  碱性电解液电解水供氧技术是在电解槽中利用电流将水分解成O2和H2的技术。

  将充满电解液的电解槽接通电源后,在电解槽的阳极板和阴极板上分别产生O2和H2。从极板两侧溢出的O2和H2分别经过气液分离器、洗涤净化器和冷却器后,干燥纯化的O2送入舱室供人员呼吸使用。低压电解水制氧装置产生的H2,可借助压缩机排出舷外,中高压电解水制氧装置生产的H2,则可依靠自身压力直接排出舷外。

  固体聚合物电解质(SPE)电解水制氧技术的基本原理与碱性电解液电解水制氧技术基本原理相同,不同之处在于使用固体聚合物电解质(SPE)代替碱液。所谓的固体聚合物电解质(SPE)实际上是一种全氟磺酸聚合物薄片,这种材料浸水后成为良导体,其导电性是通过在水合氢离子在膜上的迁移达到。

  艇内有储备压缩氧气,还备有大量的过氧化钠,将大部分呼出的二氧化碳转化回氧气,从而生成碳酸钠!

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