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\ begingroup美元

最近,我在网上做了很多关于目前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,我突然想到,是否可以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,从而创造出一种人工制造的地形效应,从而产生大量的淡水。

地形效应:

在这里输入图像描述

然后,我用MS Paint制作了一个关于如何做到这一点的概念图:

在这里输入图像描述

由于金属管道的温度会随着它在沿海山区的上升而下降,与这种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,落入通向储水箱的管道中。

如果一个空气抽气站不能产生足够的气压将空气一路推到山上,那么也许可以在山顶附近部署另一个空气抽气站,以协助通过管道向上输送空气。

这些空气泵厂可能需要一个大容量的工业离心式鼓风机,就像图中Elektror Airsystems建造的那样:

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样能生产多少淡水。我在找地球科学系的人。江南体育网页版SE给我一个这个过程可能产生多少水的大概数字。

假设这条管道直径为2.5米,山顶海拔2500米,山顶空气温度为280开尔文,沿海空气温度为302开尔文,沿海空气湿度为70%。

通过管道将温暖潮湿的空气抽到山顶可以产生多少淡水?

\ endgroup美元
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  • 1
    \ begingroup美元 这条管道所涉及的空气量是相当大的。正如你所注意到的,水会在上升时凝结,而温度下降,所以在向上的通道中会有大量的凝结,可能会在高度上减少回报。 \ endgroup美元
    - - - - - -jeffronicus
    1月21日22:33
  • 2
    \ begingroup美元 从空气中冷凝出水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获取水的好方法。 \ endgroup美元
    - - - - - -trond汉森
    1月22日6点23分
  • 4
    \ begingroup美元 所以只是一个非常复杂和低效的除湿机。 \ endgroup美元
    - - - - - -约翰
    1月22日14:34
  • 1
    \ begingroup美元 注意,不是更冷的金属会引起冷凝……而是因为空气本身在上升和膨胀时冷却。有了这个表面,它就有了一个快速凝结的地方,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种变体——不是将空气抽到管道中,而是在空气进入管道时加热空气,依靠对流产生上升气流,并利用上升的气流来发电。这些系统可以用来从空气中提取水分。 \ 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,可以计算出水与干空气的g/kg比值。使用在线rh计算器计算,当相对湿度为70%,温度为302 K, 1atm时,水/空气的比值为17.54克。这是可以提取的最大水量。

通过在线计算,302K和1atm处的干空气密度为1.16882 kg/ m3。

管子(直径2.5米,高2500米)的总体积= 12,271.85立方米。

它能容纳14,343.58千克干空气和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。你的设计不会提取这么多,很可能得到的不到一半。

我没有计算出从充满空气的管道中提取所有水需要多少时间,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

德克萨斯州水开发委员会表示,一个好的经验法则是每1000加仑半咸水1.10-2.40美元,海水淡化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,你可能谈论的是更多的水……但在较冷的条件下会少一些。还有一个问题就是你在已经很常见的地方生产水。(除去的水分往往意味着下游的空气更加干燥……在资源已经稀少的地方(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低温,在炎热的日子里不受太阳的影响。 \ endgroup美元
    - - - - - -Stevan V. Saban
    1月23日0点25分
  • 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,而且它不会接近于在空气中产生17.54 g/kg的水…空气温度基本降低到干绝热值277.5 K和山顶温度280k之间,饱和->,混合比为5.16 ~ 6.14 g/kg……所以最大产量接近12克/千克。不是对答案的批评,只是对你的想法的延伸,结果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 @ dangerdytempest我同意。我是以投资者的身份进行投资的。我能得到的最大值是多少?这个上限会给我的投资带来可观的回报吗?我从来没有超过每英里66加仑的管道。 \ endgroup美元
    - - - - - -Stevan V. Saban
    1月23日3:05
3.
\ begingroup美元

还有各种各样的附加问题:

  • 你给定的值等于(RH calc)(露点calc),露点为73°F,很少能找到(主要是在有限地区的夏天……美国:主要是平原/中西部/南部)。温度越低,空气含水量下降越明显。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。根本没有多少水分(只有一小部分在上升2.5公里时被去除)看看目前的露点图我们世界看看露点值通常有多低。

  • 你也在提取已经有足够天然取水的水(在那些地形上多雨)……特别是那些你设置的热带温度/露点。

  • 然后,空气需要相当多的能量才能传播2.5公里……特别是因为这是2.5公里的上坡。引力PE看起来像343 MJ,如果做得非常慢(超过3小时)是每小时32千瓦时,以10英里/小时的速度更像是每小时570千瓦时。大概是30-600房屋的价值。你说的是150-3000块400W的太阳能电池板,而且接近全尺寸风力涡轮机对于10英里每小时的吞吐量。或在\$20000-\$ 125万(美元)的范围内购买电力每年,取决于的位置以及你选择的速度。有人可以随意检查我的数学,拜托!!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空气,这可能会使它不稳定,这样它就会自己上升?也许你可以通过引导风从不同的方向进入斜坡,而不是管道……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……这意味着水分已经稀缺的地方(沙漠等)甚至更少……而且可能不太高兴……诉讼?

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

\ endgroup美元
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