一、乙醚潛浮系統(tǒng)的簡(jiǎn)介
利用化學(xué)物質(zhì)乙醚,改變潛水物體的浮力,從而實(shí)現(xiàn)物體的上浮和下潛的工作的系統(tǒng)。主要利用在潛水機(jī)械及海底打撈工具。
二、乙醚潛浮系統(tǒng)的外型、結(jié)構(gòu)(圖1-1)
乙醚潛浮系統(tǒng)的外型、結(jié)構(gòu)類似一個(gè)針筒的物體,由前、中、后、內(nèi)四部分構(gòu)成。
1、前部
由一個(gè)外通管及一個(gè)金屬半環(huán)型密封罩組成(金屬一般用鐵,因?yàn)殍F不與乙醚發(fā)生反應(yīng)更加安全)。此結(jié)構(gòu)用于系統(tǒng)的密封,以及用于乙醚的補(bǔ)充和排放,環(huán)型罩可以用來(lái)減少水的阻力,加快潛水物體航行速度。
2、中部
由一環(huán)筒狀密封管構(gòu)成(使用金屬鐵為最佳材料,玻璃、塑料其次)。
3、后部
由“L”結(jié)構(gòu)構(gòu)成,用來(lái)阻擋皮塞,以免皮塞拉出。但阻擋面應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)極小,以能阻擋皮塞為準(zhǔn),以避免影響水的進(jìn)入。而與水接處的側(cè)面設(shè)計(jì)成半圓型(如英國(guó)的鴿式戰(zhàn)斗機(jī)的吸氣口),以減少與水的摩擦及減少對(duì)本系統(tǒng)的損害。
4、內(nèi)部
由一個(gè)皮塞,及拉棒或拉繩構(gòu)成。皮塞由三層組成,以最大限度防止水的進(jìn)入和乙醚的泄露,保證系統(tǒng)的內(nèi)艙的密封性。皮塞側(cè)表面有三條半圓形的環(huán)形溝,用于減少系統(tǒng)在推拉過(guò)程中粘貼在內(nèi)壁上的乙醚。
三、乙醚潛浮系統(tǒng)的工作原理
1、豎直上浮和豎直下潛(圖2-1)(圖2-2)
乙醚潛浮系統(tǒng)在通入一定的比例量乙醚后進(jìn)行關(guān)閉密封。下水后將內(nèi)艙拉開(kāi)使浮力等于或大于自重。此時(shí)處于漂浮狀態(tài)。下潛時(shí),對(duì)皮塞施加壓力,從而皮塞對(duì)乙醚蒸氣施加壓力,使乙醚蒸氣變成液態(tài)。此時(shí)乙醚艙處于壓縮狀態(tài)體積變小從而浮力變小,而乙醚艙的外部是與外界相通,水具有流動(dòng)性,因而水就進(jìn)入到外艙又增加了潛水物體的重量,又加之潛水物體自身的重量,從而實(shí)現(xiàn)潛水物體的豎直下潛,(注:乙醚被壓縮的體積越小外艙體積就越大,從而浮力變小進(jìn)入水的體積變大重量增加,所以下潛速度就越快)。上浮時(shí),首先對(duì)拉繩或拉棒施加拉力,通過(guò)拉繩或拉棒對(duì)皮塞施加拉力,從而對(duì)乙醚液體產(chǎn)生拉力,使乙醚液體汽化變成乙醚蒸氣,乙醚分子之間的間隔變大,此時(shí)乙醚艙處于擴(kuò)大狀態(tài),浮力大于重力,同時(shí)水被排出,從而實(shí)現(xiàn)豎直上浮。(注:乙醚被汽化后的體積越大,其浮力越大,而外艙變小進(jìn)水量也變少,其上升速度也就越快。)乙醚潛浮系統(tǒng)在水中時(shí),如想停留懸浮,應(yīng)先對(duì)皮塞施加拉力或壓力使系統(tǒng)下潛或上浮的速度減慢,再使皮塞拉至浮力等于潛浮物體的重力時(shí),系統(tǒng)就會(huì)實(shí)現(xiàn)懸浮停留。
2、推進(jìn)上浮和推進(jìn)下潛
推進(jìn)下潛時(shí),將乙醚潛浮系統(tǒng)調(diào)制懸浮或微潛,再啟動(dòng)推進(jìn)裝置調(diào)整導(dǎo)流板,借助導(dǎo)流板實(shí)現(xiàn)下潛。推進(jìn)下潛時(shí),將乙醚潛浮系統(tǒng)調(diào)制懸浮或微浮,再啟動(dòng)推進(jìn)裝置調(diào)整導(dǎo)流板,借助導(dǎo)流板實(shí)現(xiàn)上浮。在水中懸浮和停留時(shí),將乙醚潛浮系統(tǒng)調(diào)制懸浮即可。
四、乙醚的理化性質(zhì)
乙醚
分子量:74.12
熔點(diǎn):一116.2℃
沸點(diǎn):34.6℃
液體密度:713.5kg/m3
燃點(diǎn)160℃
爆炸界限:1.85%/36.5
氣體-密度:2.56kg/m3
乙醚在常溫常壓下為具有特殊氣味的無(wú)色透明液體。極易揮發(fā),極易燃燒。其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物。其蒸氣能從遠(yuǎn)處將明火引來(lái)起火。在空氣中與氧長(zhǎng)期接觸或放在玻璃瓶?jī)?nèi)受光照射都能生成不穩(wěn)定的過(guò)氧化物。不溶于水,能溶于乙醇、苯、氯仿、石油醚、其它脂肪溶液及許多油
五、乙醚潛伏系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
乙醚潛浮系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的潛水理論,能夠充化學(xué)物質(zhì),實(shí)現(xiàn)上浮和下潛。乙醚潛浮系統(tǒng)比現(xiàn)在廣泛使用的水柜原理系統(tǒng)的上浮和下潛程序有所簡(jiǎn)化,系統(tǒng)更佳可靠。又因乙醚的凝固點(diǎn)為-116℃,所以其比水柜原理系統(tǒng)更加適合再低溫下工作(特別是兩極海域及北冰洋地區(qū)),應(yīng)度要比水柜原理系統(tǒng)更高。乙醚潛浮系統(tǒng)還具有在水面和水中高速航的特點(diǎn),而這一點(diǎn)是同等噸位的潛水物體所不具備的,因?yàn)槠淠艹浞掷猛屏Χ辉黾踊驕p少自身重量。并且其還具備高速下潛和高速上浮的特點(diǎn)。與導(dǎo)流板系統(tǒng)相比其具備豎直上浮和豎直下潛的特點(diǎn),其適應(yīng)能力更是比導(dǎo)流板系統(tǒng)強(qiáng),
六、乙醚潛伏系統(tǒng)的展望
乙醚潛伏系統(tǒng)可以利用在潛艇及海底打撈機(jī)械上去,其比水柜原理系統(tǒng)和導(dǎo)流板系統(tǒng)適應(yīng)能力更強(qiáng),還可以利用在軍事、海洋經(jīng)濟(jì)及海洋科研等多方面。
柴森
指導(dǎo)教師:趙美霞 聯(lián)系方式:山東省泰安市山東農(nóng)業(yè)大學(xué)附屬中學(xué) 九年級(jí)三班 郵編:271000
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