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\ begingroup美元

我最近在互联网上做了很多关于今天正在使用的各种海水淡化过程的研究,这使我开始研究山区天气和地形效应(或地形抬升)。

在研究山区天气的过程中,我想到了一个问题:通过将温暖潮湿的沿海空气通过管道输送到沿海山脉的顶部,从而产生人工产生的地形效应,是否可以产生大量的淡水。

地形效应:

在这里输入图像描述

然后我使用MS Paint绘制了一幅概念图:

在这里输入图像描述

由于金属管道的温度会随着海岸山脉的上升而下降,因此与较冷的金属接触会导致泵送空气中的水蒸气在管道内壁上凝结并形成水滴。然后,这些水滴会被重力拉下来,落入通往储水箱的管道中。

在这种情况下,一个空气泵厂不能产生足够的空气压力来推动空气一直上山,那么也许另一个空气泵厂可以驻扎在山顶附近,以协助通过管道向上输送空气。

这些抽气厂可能需要一个大容量的工业离心鼓风机,就像Elektror Airsystems建造的风机。

在这里输入图像描述

参考:https://www.elektror.com/en/products/industrial-blowers/large-volume-fans/

我既不是气候学家也不是科学家,所以我真的不知道这种方式能生产多少淡水。我在找地球科学专业的人。江南体育网页版给我一个大概的数字,这个过程可以产生多少水。

假设这条管道直径2.5米,山顶高度2500米,山顶气温280开尔文,沿海气温302开尔文,沿海空气湿度70%。

将温暖潮湿的空气通过管道输送到山顶,能产生多少淡水?

\ endgroup美元
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  • 1
    \ begingroup美元 这条管道中涉及的空气量将是相当大的。正如你们注意到的,水会在上升的过程中凝结,温度下降,所以在向上的通道中会有大量的凝结,在海拔高度可能会递减。 \ endgroup美元
    - - - - - -jeffronicus
    1月21日22:33
  • 2
    \ begingroup美元 从空气中凝结水分的更好方法是使用海水和热泵来冷却空气。在这种情况下,更好并不意味着它是从空气中收集水的好方法。 \ endgroup美元
    - - - - - -trond汉森
    1月22日6:23
  • 4
    \ begingroup美元 所以这是一个非常复杂和低效的除湿器。 \ endgroup美元
    - - - - - -约翰
    1月22日14:34
  • 1
    \ begingroup美元 请注意,导致凝结的不是较冷的金属……而是因为空气本身在上升和膨胀的过程中会冷却。有了表面就有了快速凝结的空间,但导致凝结的是空气本身的冷却 \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    1月22日23:28
  • 2
    \ begingroup美元 太阳能上升气流塔是这一主题的一个变化——不是将空气泵入管道,而是在空气进入管道时加热,依靠对流产生上升气流,并利用上升气流发电。这些系统有可能用于从空气中提取水分。 \ endgroup美元
    - - - - - -安迪米
    1月23日16:57

2答案2

3.
\ begingroup美元

利用相对湿度和温度,可以计算出水与干燥空气的g/kg比。使用在线rh计算器,相对湿度为70%,温度为302 K, 1atm时产生17.54克水/kg空气。这是可以提取的最大水量。

使用在线计算器计算,302K和1atm的干燥空气密度为1.16882千克/立方米。

管道的总容积(直径2.5米,高度2500米)= 12271.85立方米。

它能容纳14,343.58千克干燥空气和251,586.45克(251升)水或66.5加仑水。

所以,最大可能是66.5加仑/管空气。您的设计不会提取这么多,它可能会得到不到一半。

我没有计算过从一整管空气中提取所有的水需要多少时间,但我无法想象这是一个快速的过程,如果需要几个小时,我也不会感到惊讶。

基于这个简单的分析,投资这样一个项目的成本/收益比太高了。记住,你正在与现有的技术竞争,根据德克萨斯州的说法:江南登录网址app下载

德克萨斯州水资源开发委员会表示,一个好的经验法则是,咸淡水每1000加仑1.10-2.40美元,海水淡化每1000加仑2.46-4.30美元。

\ endgroup美元
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  • 2
    \ begingroup美元 虽然我不认为这需要3个小时……如果它以每小时10英里的速度上升,那么循环一管空气只需要9分18秒。问题是它的凝结和收集有多彻底。但我认为,在你列出的条件下,你可能会说更多的水……但在较冷的条件下会少一些。还有一个问题就是你在水已经很普遍的地方生产水。(除去的水分往往意味着下游的空气要干燥得多……在资源已经更稀少的地方(沙漠等)……所以如果大规模进行……诉讼?) \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    1月22日23:34
  • 1
    \ begingroup美元 此外,管道应该被埋起来,以保持持续的凉爽温度,在炎热的天气里不受太阳的影响。 \ endgroup美元 1月23日0:25
  • 1
    \ begingroup美元 @SteveSaban好吧,很公平:-p谢谢你的输入:-) \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    1月23日1:58
  • 1
    \ begingroup美元 看起来我不小心删除了我的笔记,而且它不会接近产生17.54克/公斤的空气中的水…空气温度基本降至277.5 K的干绝热值和280 K的山顶温度之间,达到饱和->,混合比为5.16 ~ 6.14 g/kg。所以最大产量接近12克/公斤。不是对答案的批评,只是对你的想法的延伸,结果是在这方面限制了更多的生产:-) \ endgroup美元
    - - - - - -JeopardyTempest
    1月23日3:01
  • 1
    \ begingroup美元 我同意。我是以投资者的身份来看待这个问题的。我能得到的最大值是多少?这个最大值能给我的投资带来可观的回报吗?我从来没有超过66加仑每英里的管道。 \ endgroup美元 1月23日3:05
3.
\ begingroup美元

还有各种各样的附加问题:

  • 给定的值等于(RH calc)(露点calc)到73华氏度的露点,很少找到(主要是在有限的地区在夏季…美国:主要是平原/中西部/南部)。如果温度降低,空气中的含水量会显著下降。50华氏度的露点只有7克/公斤,20华氏度的露点接近2克/公斤。根本就没有多少水分(抬升2.5公里只会去除一小部分水分)我们世界看看露点值通常有多低。

  • 你还在已经有大量天然水提取的地方提取水(在那些地形位置下雨)……特别是那些有热带温度/露点你设置。

  • 然后空气需要相当大的能量才能飞行2.5公里……特别是因为它是2.5公里的上坡。仅仅是引力PE看起来就像343兆焦耳,如果非常缓慢(超过3小时),每小时32千瓦时,而在10英里/小时的情况下,每小时更像是570千瓦时。大概是30-600房屋的价值。你说的是150到3000块400W太阳能电池板的价值,并且在一个全尺寸风力涡轮机对于每小时10英里的吞吐量。或者在$20000- $ 125万(美元)的范围内每年购买电力,视情况而定的位置以及你选择的速度。请随便检查一下我的数学!!这是在你的风扇/加热器有100%效率的情况下。(你可能会更好地加热输入的空气,这会使它不稳定,这样它就会自己上升?当风从与管道不同的方向吹入坡道时,也许你可以从中受益一点……但即使两者都有,能源消耗仍然可能很大)

  • 如果大规模进行……还有一个额外的担忧……由此产生的下游空气失去了你带走的水分…这意味着,在水分已经很稀少的地方(沙漠等),水分就更少了……而且可能不太高兴……诉讼?

所以不幸的是,你在通常不需要水的地方提供水,如果/当你需要使用该设备时,成本和效率都有很大的限制。

\ endgroup美元
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