海洋工程耗能分析(海洋工程耗能分析方法)

江南官网app 2023-05-09 18:32 编辑:jing 203阅读

1. 海洋工程耗能分析方法

海水淡化是海水利用的重点,到了21世纪中叶,也许我们会看到这样一个景象,每个岛屿或缺水的沿海城市都建有海水淡化工厂。这些工厂里大多采用蒸留法和反渗透技术来制取淡水。到时候全世界使用的水资源中有1/5以上来自海洋。

反渗透法是利用孔径比纳米还细小的半透膜滤去盐份来制取淡水的。另外,还有人设想由于反渗透法制取淡水是在一定的压力下实现的,假如把海水淡化装置放在海底,就可以利用海水自身的压力来获取淡水,对海上城市或石油钻井平台非常实用。

出海远洋只要带一台海水淡化设备就可以满足船上的淡水供应。采用蒸留法制取淡水,主要是利用热能来实现的,在有核电站和热电厂的条件下采用这种技术可以充分利用电厂余热大大减少能耗。

海水是含有多种物质的混合液体,从海水中提取铀可用于核电站的运行,以电力作为海水淡化的能量,可制取淡水,用海水淡化后的浓盐水可作为提溴和制盐的原料,也可以进一步提取钾、镁、锂、碘和重水,这样环环相扣,从而形成物资高效利用的生态工业。

也许再过几十年随着海洋化工的发展,海水淡化反而成为了副产品,人类用水量可大辐度增加。农业用水占人类用水总量的70%,海水农业是当今研究和开发的热点之一。21世纪,随着我国基因工程技术的飞速发展,耐海水植物的基因被转接到水稻、蔬菜等作物上,到那时,人类可在海湾或滩上方便地种植各种农作物,并直接利用海水灌溉。不用再为缺水、干旱而担忧。海水农业将成为人类食品供给的重要基地。

拥有13.7亿立方千米的海水是我们人类取之不尽的宝库。21世纪海水的综合利用必将使我们的生活更加美好。摘自北京科普之窗

2. 海洋能应用技术

海洋能开发具有战略意义 未来市场空间巨大

  海洋能是指蕴藏在海洋中的可再生能源,如潮汐能、波浪能、温差能、盐差能、海流能、海风能、海洋热能等,这些海洋能经过合理利用可以转换成电能或其他形式的能。海洋能蕴藏量巨大,具有可再生性,属于清洁能源,在全球调整能源结构、应对能源危机、保护环境的情况下,海洋能开发利用具有战略意义,已经成为较多沿海国家着重开发的能源之一。

  经过不断发展,部分海洋能已经被列入到较多沿海国家的开发利用计划中,但由于海洋能开发利用成本高、经济效益较差、部分关键领域技术瓶颈尚未突破,与太阳能、风能等新能源相比,现阶段全球海洋能开发利用程度依然较低。海洋能取之不尽用之不竭,是清洁可再生的新型能源,随着其应用技术不断进步,受全球各国的关注度不断提高,其行业规模持续扩张。

  根据新思界产业研究中心发布的《2020-2024年中国海洋能行业市场调查研究报告》显示,2011年,全球海洋能发电装机容量迅速攀升,增长近一倍;2011-2019年,全球海洋能发电装机容量较为平稳,维持在520MW上下浮动。由此可以看出,全球海洋能开发利用规模较小。全球范围内有多个地区均在开发利用海洋能,其中,欧洲地区应用比重最大,潮汐能是其主要开发利用领域。

  中国海岸线有1.8万公里,海洋面积有470万平方公里,海洋能可开发潜力巨大,20世纪80年代以来,我国海洋能开发利用规模不断增长。我国海洋能理论潜在量中,温差能所占比重最大,达到50%左右,而我国开发技术成熟、开发规模相对较大的海洋能主要是潮汐能、潮流能、波浪能。我国海洋能开发利用领域还有巨大增长空间。

  从技术领域来看,我国潮汐能与潮流能发电技术相对成熟,已经达到或接近国际先进水平,其中,潮汐能发电装机容量最大,潮流能发电装机容量相对较小;波浪能发电技术在部分领域达到国际先进水平,但发电设备可靠性方面依然存在差距,总装机容量小;在温差能与其他海洋能开发利用方面,我国尚处于起步阶段,未来还有较大进步空间。

  新思界行业分析人士表示,海洋能种类多样,蕴藏量巨大,且都属于可再生的清洁能源,在全球能源结构调整的情况下,其可开发潜力巨大。在全球市场中,欧洲地区海洋能开发利用规模相对较大,我国经过不断发展,在部分技术领域已经达到或接近国际先进水平,但还有较多领域技术尚不成熟,需要继续探索。我国正在大力发展新能源产业,未来随着海洋能开发利用技术不断成熟,我国海洋能市场还有巨大发展空间。

3. 海洋能资源及海洋能发电技术

考研方向共有4个,分别为物理海洋学专业方向、声学专业方向、水声工程专业方向、海洋科学专业方向。

物理海洋学

专业介绍

物理海洋学是海洋科学的一个二级学科,主要是运用物理学的观点和方法研究海洋中的力场、热盐结构、以及因之而生的各种机械运动的时空变化,并研究海洋中的物质交换、动量交换、能量的交换和转换的学科,是海洋物理学中的一个分支。

研究方向

浅海动力学、灾害性海洋动力过程、波浪理论与应用、海洋环流与应用、环境海洋学、海洋物理监测原理及技术。

就业方向

就业领域的重点是海洋交通运输业、海洋渔业、海洋油气业、滨海旅游业、海水利用、海洋制药、海洋保健品开发、海盐及盐化工业、海洋服务业、海洋能发电、海水化学元素提取、海洋采矿业,以及新兴的海洋空间利用事业等。

4. 海洋工程耗能分析方法论文

首先回答,人工岛可以实现淡水自足,但不用能源而自然淡水循环是永远实现不了的。

我们讲的水循环,是以生态圈为尺度来说的。

想实现这样一个循环,起码需要上千公里区域,这个区域里有高山,河流,湖泊,海洋,雨林,地下水脉。

而这一切循环并不是不需要能源,而是应用了人类历史上可以获得的最强大而又最廉价的能源,太阳聚变能。

人工岛想要复制这个循环,所有环节,包括蒸发,蒸腾,径流,冷凝都可以实现不耗能,但是冷凝产出的淡水量无法比拟降水,是远不够维持岛内需求的。想要达到一般的水平要么用能源增加蒸发量提升冷凝系统中的水蒸气饱和度,要么用能源降温、加强对流增加冷凝量,要么双管齐下。这时其实有很好的能源选择——核电站,一个小型堆,十到百万兆瓦级。

大自然之伟大,在于人类虽然可以进行拙劣的模仿,在一些方面超越自然,但整个系统的自洽性和平衡度永远无法与自然比拟。

5. 海洋能源技术

海洋战略性新兴产业是以科技含量大、技术水平高、环境友好为特征,处于海洋产业链高端,引领海洋经济发展方向,具有全局性、长远性和导向性作用的海洋新兴产业。包括:海洋工程装备制造业;海洋生物医药业,海水综合利用业,海洋新能源产业,现代海洋服务业。

6. 海洋能源利用工程

瀚的大海,不仅蕴藏着丰富的矿产资源,更有真正意义上取之不尽,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所储存的煤、石油、天然气等海底能源资源,也不同于溶于水中的铀、镁、锂、重水等化学能源资源。它有自己独特的方式与形态,就是用潮汐、波浪、海流、温度差、盐度差等方式表达的动能、势能、热能、物理化学能等能源。直接地说就是潮汐能、波浪能、海水温差能、海流能及盐度差能等。这是一种“再生性能源”,永远不会枯竭,也不会造成任何污染。   潮汐能就是潮汐运动时产生的能量,是人类利用最早的海洋动力资源。中国在唐朝沿海地区就出现了利用潮汐来推磨的小作坊。后来,到了11-12世纪,法、英等国也出现了潮汐磨坊。到了二十世纪,潮汐能的魅力达到了高峰,人们开始懂得利用海水上涨下落的潮差能来发电。据估计,全世界的海洋潮汐能约有二十亿多千瓦,每年可发电12400万亿度。   今天,世界上第一个也是最大的潮汐发电厂就处于法国的英吉利海峡的朗斯河河口,年供电量达5.44亿度。一些专家断言,未来无污染的廉价能源是永恒的潮汐。而另一些专家则着眼于普遍存在的,浮泛在全球潮汐之上的波浪。   波浪能主要是由风的作用引起的海水沿水平方向周期性运动而产生的能量。   波浪能是巨大的,一个巨浪就可以把13吨重的岩石抛出20米高,一个波高5米,波长100米的海浪,在一米长的波峰片上就具有3120千瓦的能量,由此可以想象整个海洋的波浪所具有的能量该是多么惊人。据计算,全球海洋的波浪能达700亿千瓦,可供开发利用的为20-30亿千瓦。每年发电量可达9-万亿度。   除了潮汐与波浪能,海流可以作出贡献,由于海流遍布大洋,纵横交错,川流不息,所以它们蕴藏的能量也是可观的。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,在流经北欧时为1厘米长海岸线上提供的热量大约相当于燃烧600吨煤的热量。据估算世界上可利用的海流能约为0.5亿千瓦。而且利用海流发电并不复杂。因此要海流做出贡献还是有利可图的事业,当然也是冒险的事业。   把温度的差异作为海洋能源的想法倒是很奇妙。这就是海洋温差能,又叫海洋热能。由于海水是一种热容量很大的物质,海洋的体积又如此之大,所以海水容纳的热量是巨大的。这些热能主要来自太阳辐射,另外还有地球内部向海水放出的热量;海水中放射性物质的放热;海流摩擦产生的热,以及其他天体的辐射能,但99.99%来自太阳辐射。因此,海水热能随着海域位置的不同而差别较大。海洋热能是电能的来源之一,可转换为电能的为20亿千瓦。但1881年法国科学家德尔松石首次大胆提出海水发电的设想竟被埋没了近半个世纪,直到1926年,他的学生克劳德才实现了老师的夙愿。    此外,在江河入海口,淡水与海水之间还存在着鲜为人知的盐度差能。全世界可利用的盐度差能约26亿千瓦,其能量甚至比温差能还要大。盐差能发电原理实际上是利用浓溶液扩散到稀溶液中释放出的能量。   由此可见,海洋中蕴藏着巨大的能量,只要海水不枯竭,其能量就生生不息。作为新能源,海洋能源已吸引了越来越多的人们的兴趣。

7. 海洋能源利用与节能教育部重点实验室

中国海洋大学的海洋遥感专业还是不错的,海洋遥感实验室是教育部重点实验室。不过现在遥感方向招的人不多,海洋遥感就业面很窄。主要承担国家级科技项目、政府间国际合作项目和研究生培养。

海洋遥感实验室设有: 海洋信息探测与处理(原海洋物理)博士点(1993年)

海洋物理山东省重点学科(1994年)

地图学与地理信息系统博士点(2000年)

海洋遥感教育部重点实验室现已成为我国在卫星海洋遥感和海洋探测高技术领域的重要研究基地和人才培养基地,从事前沿性基础研究并发展新兴交叉学科

8. 海洋工程耗能分析方法有哪些

海水中有大量的盐。能不能从浩瀚的海洋中去除盐份,提取出淡水呢?海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在世界大航海的时代,英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。时至今日,海水淡化的方法虽然有了数百种之多,生产出的淡水也风味各异,但以经济合算的标准衡量,仍然不尽如人意。

表面看海水淡化很简单,只要将咸水中的盐与淡水分开即可。最简单的方法,一个是蒸馏法,将水蒸发而盐留下,再将水蒸气冷凝为液态淡水。这个过程与海水逐渐变咸的过程是类似的,只不过人类要攫取的是淡水。另一个海水淡化的方法是冷冻法,冷冻海水,使之结冰,在液态淡水变成固态的冰的同时,盐被分离了出去。两种方法都有难以克服的弊病。蒸馏法会消耗大量的能源,并在仪器里产生大量的锅垢,相反得到的淡水却并不多。这是一种很不划算的方式。冷冻法同样要消耗许多能源,得到的淡水却味道不佳,难以使用。

1953年,一种新的海水淡化方式问世了,这就是反渗透法。这种方法利用半透膜来达到将淡水与盐分离的目的。在通常情况下,半透膜允许溶液中的溶剂通过,而不允许溶质透过。由于海水含盐高,如果用半透膜将海水与淡水隔开,淡水会通过半透膜扩散到海水的一侧,从而使海水一侧的液面升高,直到一定的高度产生压力,使淡水不再扩散过来。这个过程是渗透。如果反其道而行之,要得到淡水,只要对半透膜中的海水施以压力,就会使海水中的淡水渗透到半透膜外,而盐却被膜阻挡在海水中。这就是反渗透法。反渗透法最大的优点

就是节能,生产同等质量的淡水,它的能源消耗仅为蒸馏法的1/40。因此,从1974年以来,世界上的发达国家不约而同地将海水淡化的研究方向转向了反渗透法。

在新兴的反渗透法研究方兴未艾的时候,古老的蒸馏法也改弦易辙,重新焕发了青春。常识告诉我们,水在常温常压下要加热到100℃才沸腾,产生大量的水蒸气。传统的蒸馏法只考虑了通过升高温度获得水蒸气的方式,耗能甚巨。而新的方法是将气压降下来,把经过适当加温的海水,送入人造的真空蒸馏室中,海水中的淡水会在瞬间急速蒸发,全部变成水蒸气。许多这样的真空蒸馏室连接起来,就组成了大型的海水淡化工厂。如果海水淡化工厂与热电厂建在一起,利用热电厂的余热给海水加温,成本就更低了。

现在世界上的大型海水淡化工厂,大多采用新的蒸馏法。在西亚盛产石油的国度,往往土地“富得流油”,却打不出一口淡水井。水比油贵的现实,使海水淡化工厂如雨后春笋般出现在西亚的海岸线上。1983年,西亚第一大国沙特阿拉伯在吉达港修建了日产淡水30万吨的海水淡化厂;在另一个西亚国家科威特,现在每天可以生产淡水100万吨。波斯湾沿岸地区,有的国家的淡化海水已经占到了本国淡水使用量的80%—90%。

9. 海洋能源开发利用技术

正在开发太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等新能源回。 新能源( NE):答又称非常规能源。一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源,包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能

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