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已服役的美國朱姆沃爾特級(jí)驅(qū)逐艦，圖片來自美國海軍,。

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,。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(duì)航程較遠(yuǎn)、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,、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,，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?，F(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(jí)閃蒸式,。

多級(jí)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(jí)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(duì)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(duì)于我們的意義,，也許沒什么。但對(duì)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

監(jiān)制：中國科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

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