1. 海洋工程耗能分析方法
海水淡化是海水利用的重點,,到了21世紀中葉,也許我們會看到這樣一個景象,,每個島嶼或缺水的沿海城市都建有海水淡化工廠,。這些工廠里大多采用蒸留法和反滲透技術(shù)來制取淡水。到時候全世界使用的水資源中有1/5以上來自海洋,。
反滲透法是利用孔徑比納米還細小的半透膜濾去鹽份來制取淡水的,。另外,還有人設想由于反滲透法制取淡水是在一定的壓力下實現(xiàn)的,,假如把海水淡化裝置放在海底,,就可以利用海水自身的壓力來獲取淡水,對海上城市或石油鉆井平臺非常實用,。
出海遠洋只要帶一臺海水淡化設備就可以滿足船上的淡水供應,。采用蒸留法制取淡水,主要是利用熱能來實現(xiàn)的,,在有核電站和熱電廠的條件下采用這種技術(shù)可以充分利用電廠余熱大大減少能耗,。
海水是含有多種物質(zhì)的混合液體,,從海水中提取鈾可用于核電站的運行,以電力作為海水淡化的能量,,可制取淡水,,用海水淡化后的濃鹽水可作為提溴和制鹽的原料,也可以進一步提取鉀,、鎂、鋰,、碘和重水,,這樣環(huán)環(huán)相扣,從而形成物資高效利用的生態(tài)工業(yè),。
也許再過幾十年隨著海洋化工的發(fā)展,,海水淡化反而成為了副產(chǎn)品,人類用水量可大輻度增加,。農(nóng)業(yè)用水占人類用水總量的70%,,海水農(nóng)業(yè)是當今研究和開發(fā)的熱點之一。21世紀,,隨著我國基因工程技術(shù)的飛速發(fā)展,,耐海水植物的基因被轉(zhuǎn)接到水稻、蔬菜等作物上,,到那時,,人類可在海灣或灘上方便地種植各種農(nóng)作物,并直接利用海水灌溉,。不用再為缺水,、干旱而擔憂。海水農(nóng)業(yè)將成為人類食品供給的重要基地,。
擁有13.7億立方千米的海水是我們?nèi)祟惾≈槐M的寶庫,。21世紀海水的綜合利用必將使我們的生活更加美好。摘自北京科普之窗
2. 海洋能應用技術(shù)
海洋能開發(fā)具有戰(zhàn)略意義 未來市場空間巨大
海洋能是指蘊藏在海洋中的可再生能源,,如潮汐能,、波浪能、溫差能,、鹽差能,、海流能、海風能,、海洋熱能等,,這些海洋能經(jīng)過合理利用可以轉(zhuǎn)換成電能或其他形式的能。海洋能蘊藏量巨大,,具有可再生性,,屬于清潔能源,,在全球調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、應對能源危機,、保護環(huán)境的情況下,,海洋能開發(fā)利用具有戰(zhàn)略意義,已經(jīng)成為較多沿海國家著重開發(fā)的能源之一,。
經(jīng)過不斷發(fā)展,,部分海洋能已經(jīng)被列入到較多沿海國家的開發(fā)利用計劃中,但由于海洋能開發(fā)利用成本高,、經(jīng)濟效益較差,、部分關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)瓶頸尚未突破,與太陽能,、風能等新能源相比,,現(xiàn)階段全球海洋能開發(fā)利用程度依然較低。海洋能取之不盡用之不竭,,是清潔可再生的新型能源,,隨著其應用技術(shù)不斷進步,受全球各國的關(guān)注度不斷提高,,其行業(yè)規(guī)模持續(xù)擴張,。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2020-2024年中國海洋能行業(yè)市場調(diào)查研究報告》顯示,2011年,,全球海洋能發(fā)電裝機容量迅速攀升,,增長近一倍;2011-2019年,,全球海洋能發(fā)電裝機容量較為平穩(wěn),,維持在520MW上下浮動。由此可以看出,,全球海洋能開發(fā)利用規(guī)模較小,。全球范圍內(nèi)有多個地區(qū)均在開發(fā)利用海洋能,其中,,歐洲地區(qū)應用比重最大,,潮汐能是其主要開發(fā)利用領(lǐng)域。
中國海岸線有1.8萬公里,,海洋面積有470萬平方公里,,海洋能可開發(fā)潛力巨大,20世紀80年代以來,,我國海洋能開發(fā)利用規(guī)模不斷增長,。我國海洋能理論潛在量中,溫差能所占比重最大,達到50%左右,,而我國開發(fā)技術(shù)成熟,、開發(fā)規(guī)模相對較大的海洋能主要是潮汐能、潮流能,、波浪能,。我國海洋能開發(fā)利用領(lǐng)域還有巨大增長空間。
從技術(shù)領(lǐng)域來看,,我國潮汐能與潮流能發(fā)電技術(shù)相對成熟,,已經(jīng)達到或接近國際先進水平,其中,,潮汐能發(fā)電裝機容量最大,,潮流能發(fā)電裝機容量相對較小,;波浪能發(fā)電技術(shù)在部分領(lǐng)域達到國際先進水平,但發(fā)電設備可靠性方面依然存在差距,,總裝機容量?。辉跍夭钅芘c其他海洋能開發(fā)利用方面,,我國尚處于起步階段,,未來還有較大進步空間。
新思界行業(yè)分析人士表示,,海洋能種類多樣,,蘊藏量巨大,且都屬于可再生的清潔能源,,在全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的情況下,,其可開發(fā)潛力巨大。在全球市場中,,歐洲地區(qū)海洋能開發(fā)利用規(guī)模相對較大,,我國經(jīng)過不斷發(fā)展,在部分技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)達到或接近國際先進水平,,但還有較多領(lǐng)域技術(shù)尚不成熟,,需要繼續(xù)探索。我國正在大力發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè),,未來隨著海洋能開發(fā)利用技術(shù)不斷成熟,,我國海洋能市場還有巨大發(fā)展空間。
3. 海洋能資源及海洋能發(fā)電技術(shù)
考研方向共有4個,分別為物理海洋學專業(yè)方向,、聲學專業(yè)方向,、水聲工程專業(yè)方向、海洋科學專業(yè)方向,。
物理海洋學
專業(yè)介紹
物理海洋學是海洋科學的一個二級學科,,主要是運用物理學的觀點和方法研究海洋中的力場,、熱鹽結(jié)構(gòu)、以及因之而生的各種機械運動的時空變化,,并研究海洋中的物質(zhì)交換,、動量交換、能量的交換和轉(zhuǎn)換的學科,,是海洋物理學中的一個分支,。
研究方向
淺海動力學、災害性海洋動力過程,、波浪理論與應用,、海洋環(huán)流與應用、環(huán)境海洋學,、海洋物理監(jiān)測原理及技術(shù),。
就業(yè)方向
就業(yè)領(lǐng)域的重點是海洋交通運輸業(yè)、海洋漁業(yè),、海洋油氣業(yè),、濱海旅游業(yè)、海水利用,、海洋制藥,、海洋保健品開發(fā)、海鹽及鹽化工業(yè),、海洋服務業(yè),、海洋能發(fā)電、海水化學元素提取,、海洋采礦業(yè),,以及新興的海洋空間利用事業(yè)等。
4. 海洋工程耗能分析方法論文
首先回答,,人工島可以實現(xiàn)淡水自足,,但不用能源而自然淡水循環(huán)是永遠實現(xiàn)不了的。
我們講的水循環(huán),,是以生態(tài)圈為尺度來說的,。
想實現(xiàn)這樣一個循環(huán),起碼需要上千公里區(qū)域,,這個區(qū)域里有高山,,河流,湖泊,,海洋,,雨林,地下水脈。
而這一切循環(huán)并不是不需要能源,,而是應用了人類歷史上可以獲得的最強大而又最廉價的能源,,太陽聚變能。
人工島想要復制這個循環(huán),,所有環(huán)節(jié),,包括蒸發(fā),蒸騰,,徑流,,冷凝都可以實現(xiàn)不耗能,但是冷凝產(chǎn)出的淡水量無法比擬降水,,是遠不夠維持島內(nèi)需求的,。想要達到一般的水平要么用能源增加蒸發(fā)量提升冷凝系統(tǒng)中的水蒸氣飽和度,要么用能源降溫,、加強對流增加冷凝量,,要么雙管齊下。這時其實有很好的能源選擇——核電站,,一個小型堆,,十到百萬兆瓦級。
大自然之偉大,,在于人類雖然可以進行拙劣的模仿,在一些方面超越自然,,但整個系統(tǒng)的自洽性和平衡度永遠無法與自然比擬,。
5. 海洋能源技術(shù)
海洋戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是以科技含量大、技術(shù)水平高,、環(huán)境友好為特征,,處于海洋產(chǎn)業(yè)鏈高端,引領(lǐng)海洋經(jīng)濟發(fā)展方向,,具有全局性,、長遠性和導向性作用的海洋新興產(chǎn)業(yè)。包括:海洋工程裝備制造業(yè),;海洋生物醫(yī)藥業(yè),,海水綜合利用業(yè),海洋新能源產(chǎn)業(yè),,現(xiàn)代海洋服務業(yè),。
6. 海洋能源利用工程
瀚的大海,不僅蘊藏著豐富的礦產(chǎn)資源,,更有真正意義上取之不盡,,用之不竭的海洋能源。它既不同于海底所儲存的煤、石油,、天然氣等海底能源資源,,也不同于溶于水中的鈾、鎂,、鋰,、重水等化學能源資源。它有自己獨特的方式與形態(tài),,就是用潮汐,、波浪、海流,、溫度差,、鹽度差等方式表達的動能、勢能,、熱能,、物理化學能等能源。直接地說就是潮汐能,、波浪能,、海水溫差能、海流能及鹽度差能等,。這是一種“再生性能源”,,永遠不會枯竭,也不會造成任何污染,。 潮汐能就是潮汐運動時產(chǎn)生的能量,,是人類利用最早的海洋動力資源。中國在唐朝沿海地區(qū)就出現(xiàn)了利用潮汐來推磨的小作坊,。后來,,到了11-12世紀,法,、英等國也出現(xiàn)了潮汐磨坊,。到了二十世紀,潮汐能的魅力達到了高峰,,人們開始懂得利用海水上漲下落的潮差能來發(fā)電,。據(jù)估計,全世界的海洋潮汐能約有二十億多千瓦,,每年可發(fā)電12400萬億度,。 今天,世界上第一個也是最大的潮汐發(fā)電廠就處于法國的英吉利海峽的朗斯河河口,,年供電量達5.44億度,。一些專家斷言,,未來無污染的廉價能源是永恒的潮汐。而另一些專家則著眼于普遍存在的,,浮泛在全球潮汐之上的波浪,。 波浪能主要是由風的作用引起的海水沿水平方向周期性運動而產(chǎn)生的能量。 波浪能是巨大的,,一個巨浪就可以把13噸重的巖石拋出20米高,,一個波高5米,波長100米的海浪,,在一米長的波峰片上就具有3120千瓦的能量,,由此可以想象整個海洋的波浪所具有的能量該是多么驚人。據(jù)計算,,全球海洋的波浪能達700億千瓦,,可供開發(fā)利用的為20-30億千瓦。每年發(fā)電量可達9-萬億度,。 除了潮汐與波浪能,,海流可以作出貢獻,由于海流遍布大洋,,縱橫交錯,,川流不息,所以它們蘊藏的能量也是可觀的,。例如世界上最大的暖流——墨西哥洋流,,在流經(jīng)北歐時為1厘米長海岸線上提供的熱量大約相當于燃燒600噸煤的熱量。據(jù)估算世界上可利用的海流能約為0.5億千瓦,。而且利用海流發(fā)電并不復雜,。因此要海流做出貢獻還是有利可圖的事業(yè),當然也是冒險的事業(yè),。 把溫度的差異作為海洋能源的想法倒是很奇妙。這就是海洋溫差能,,又叫海洋熱能,。由于海水是一種熱容量很大的物質(zhì),海洋的體積又如此之大,,所以海水容納的熱量是巨大的,。這些熱能主要來自太陽輻射,另外還有地球內(nèi)部向海水放出的熱量,;海水中放射性物質(zhì)的放熱,;海流摩擦產(chǎn)生的熱,以及其他天體的輻射能,,但99.99%來自太陽輻射,。因此,,海水熱能隨著海域位置的不同而差別較大。海洋熱能是電能的來源之一,,可轉(zhuǎn)換為電能的為20億千瓦,。但1881年法國科學家德爾松石首次大膽提出海水發(fā)電的設想竟被埋沒了近半個世紀,直到1926年,,他的學生克勞德才實現(xiàn)了老師的夙愿,。 此外,在江河入???,淡水與海水之間還存在著鮮為人知的鹽度差能。全世界可利用的鹽度差能約26億千瓦,,其能量甚至比溫差能還要大,。鹽差能發(fā)電原理實際上是利用濃溶液擴散到稀溶液中釋放出的能量。 由此可見,,海洋中蘊藏著巨大的能量,,只要海水不枯竭,其能量就生生不息,。作為新能源,,海洋能源已吸引了越來越多的人們的興趣。
7. 海洋能源利用與節(jié)能教育部重點實驗室
中國海洋大學的海洋遙感專業(yè)還是不錯的,,海洋遙感實驗室是教育部重點實驗室,。不過現(xiàn)在遙感方向招的人不多,海洋遙感就業(yè)面很窄,。主要承擔國家級科技項目,、政府間國際合作項目和研究生培養(yǎng)。
海洋遙感實驗室設有: 海洋信息探測與處理(原海洋物理)博士點(1993年)
海洋物理山東省重點學科(1994年)
地圖學與地理信息系統(tǒng)博士點(2000年)
海洋遙感教育部重點實驗室現(xiàn)已成為我國在衛(wèi)星海洋遙感和海洋探測高技術(shù)領(lǐng)域的重要研究基地和人才培養(yǎng)基地,,從事前沿性基礎研究并發(fā)展新興交叉學科
8. 海洋工程耗能分析方法有哪些
海水中有大量的鹽,。能不能從浩瀚的海洋中去除鹽份,提取出淡水呢,?海水淡化是人類追求了幾百年的夢想,。早在世界大航海的時代,英國王室就曾懸賞征求經(jīng)濟合算的海水淡化方法,。時至今日,,海水淡化的方法雖然有了數(shù)百種之多,生產(chǎn)出的淡水也風味各異,,但以經(jīng)濟合算的標準衡量,,仍然不盡如人意。
表面看海水淡化很簡單,,只要將咸水中的鹽與淡水分開即可。最簡單的方法,一個是蒸餾法,,將水蒸發(fā)而鹽留下,再將水蒸氣冷凝為液態(tài)淡水,。這個過程與海水逐漸變咸的過程是類似的,只不過人類要攫取的是淡水,。另一個海水淡化的方法是冷凍法,,冷凍海水,使之結(jié)冰,,在液態(tài)淡水變成固態(tài)的冰的同時,,鹽被分離了出去。兩種方法都有難以克服的弊病,。蒸餾法會消耗大量的能源,,并在儀器里產(chǎn)生大量的鍋垢,相反得到的淡水卻并不多,。這是一種很不劃算的方式,。冷凍法同樣要消耗許多能源,得到的淡水卻味道不佳,,難以使用,。
1953年,一種新的海水淡化方式問世了,,這就是反滲透法,。這種方法利用半透膜來達到將淡水與鹽分離的目的。在通常情況下,,半透膜允許溶液中的溶劑通過,,而不允許溶質(zhì)透過。由于海水含鹽高,,如果用半透膜將海水與淡水隔開,,淡水會通過半透膜擴散到海水的一側(cè),從而使海水一側(cè)的液面升高,,直到一定的高度產(chǎn)生壓力,,使淡水不再擴散過來。這個過程是滲透,。如果反其道而行之,要得到淡水,,只要對半透膜中的海水施以壓力,,就會使海水中的淡水滲透到半透膜外,而鹽卻被膜阻擋在海水中,。這就是反滲透法,。反滲透法最大的優(yōu)點
就是節(jié)能,,生產(chǎn)同等質(zhì)量的淡水,它的能源消耗僅為蒸餾法的1/40,。因此,,從1974年以來,世界上的發(fā)達國家不約而同地將海水淡化的研究方向轉(zhuǎn)向了反滲透法,。
在新興的反滲透法研究方興未艾的時候,,古老的蒸餾法也改弦易轍,重新煥發(fā)了青春,。常識告訴我們,,水在常溫常壓下要加熱到100℃才沸騰,產(chǎn)生大量的水蒸氣,。傳統(tǒng)的蒸餾法只考慮了通過升高溫度獲得水蒸氣的方式,,耗能甚巨。而新的方法是將氣壓降下來,,把經(jīng)過適當加溫的海水,,送入人造的真空蒸餾室中,海水中的淡水會在瞬間急速蒸發(fā),,全部變成水蒸氣,。許多這樣的真空蒸餾室連接起來,就組成了大型的海水淡化工廠,。如果海水淡化工廠與熱電廠建在一起,,利用熱電廠的余熱給海水加溫,成本就更低了,。
現(xiàn)在世界上的大型海水淡化工廠,,大多采用新的蒸餾法。在西亞盛產(chǎn)石油的國度,,往往土地“富得流油”,,卻打不出一口淡水井。水比油貴的現(xiàn)實,,使海水淡化工廠如雨后春筍般出現(xiàn)在西亞的海岸線上,。1983年,西亞第一大國沙特阿拉伯在吉達港修建了日產(chǎn)淡水30萬噸的海水淡化廠,;在另一個西亞國家科威特,,現(xiàn)在每天可以生產(chǎn)淡水100萬噸。波斯灣沿岸地區(qū),,有的國家的淡化海水已經(jīng)占到了本國淡水使用量的80%—90%,。
9. 海洋能源開發(fā)利用技術(shù)
正在開發(fā)太陽能、地熱能,、風能,、海洋能,、生物質(zhì)能和核聚變能等新能源回。 新能源( NE):答又稱非常規(guī)能源,。一般是指在新技術(shù)基礎上加以開發(fā)利用的可再生能源,,包括太陽能、生物質(zhì)能,、風能,、地熱能、波浪能,、洋流能和潮汐能