我們身邊的高科技產(chǎn)品 生活中的高科技產(chǎn)品
目前可燃冰這種能源新寵炙手可熱,但其開采有風(fēng)險 。作為創(chuàng)造了世界首個海域可燃冰試采成功的中國,使用了怎樣的高科技?“鋼蚯蚓”——盾構(gòu)機是地鐵施工的重要機械 。你相信嗎?它的發(fā)明其實和一種蟲子有關(guān) 。這是什么蟲子...甘肅科技館推出的“創(chuàng)新贏未來”主題展,展示了航天、深海探測、工程建設(shè)等領(lǐng)域的輝煌成就,也解密了隱藏在重大工程中的高科技 。我以為那些高深莫測的高科技離我們的生活很遠,但它們就在我們身邊 。是的,技術(shù)的目的只是改變我們的生活 。
“鋼蚯蚓”盾構(gòu)機的秘密
【我們身邊的高科技產(chǎn)品 生活中的高科技產(chǎn)品】隨著地鐵建設(shè)的加速,盾構(gòu)機逐漸被人們所認識,但是它的誕生卻和一種蟲子息息相關(guān),你知道嗎?
18世紀末,英國人計劃在倫敦地下修建一條橫跨泰晤士河的隧道 。但是,在當時的施工技術(shù)條件下,修建這樣規(guī)模的過江隧道,比登天還難!798年,泰晤士隧道工程進入運營階段 。然而,由于各種難以克服的困難,該項目被中斷 。法國工程師布魯納是個有愛心的人 。一次偶然的機會,布魯納發(fā)現(xiàn)了船蛆的一種無聊行為,很有意思 。
船蛆是一種軟體動物,因其在木船上打洞而危害船只,故稱船蛆,又稱挖船蟲 。這種巨型家蠅生活在堅硬的外殼中,以木材為食,用類似閥門的器官進食,并有兩個虹吸管吸水和排水 。布魯納仔細觀察了船蛆在全船的鉆進行為,于是提出了盾構(gòu)掘進的原理 。
那么盾構(gòu)機是如何在地下鉆出隧道的呢?
甘肅科技館盾構(gòu)機模型
盾構(gòu)機主要由盾體、刀盤驅(qū)動、雙室氣閘、管片拼裝機、卸土機構(gòu)、后支撐裝置、電氣系統(tǒng)和輔助設(shè)備組成 。當挖掘隧道時,盾構(gòu)向前推進 。在掘進過程中,旋轉(zhuǎn)刀盤上的刀具用于擠壓、粉碎或切割巖土 。同時,每掘進一環(huán),管片拼裝機精確拼裝支撐隧道的襯砌管片,使隧道一次成型,切割出的渣土由傾倒機構(gòu)運至地面 。目前,我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的各類盾構(gòu)機已經(jīng)走上國際舞臺,打破了國外盾構(gòu)機壟斷市場的局面 。
世界首次成功試采海域可燃冰 。
“可燃冰”已經(jīng)成為能源熱詞 。那么,可燃冰到底是什么?是如何形成的?有什么價值?探索有哪些難點?
可燃冰是天然氣和水在高壓低溫下形成的冰狀結(jié)晶物質(zhì) 。它分布在深海沉積物或陸地永久凍土中 。因為看起來像冰,遇火能燃燒,所以又叫“可燃冰” 。科學(xué)家稱之為“未來的能源”,是未來替代石油、煤炭等傳統(tǒng)能源的首選 。
2017年5月10日,位于南海神狐海域的半潛式鉆井平臺“藍鯨一號”噴出一束紅色火焰,這標志著我國可燃冰試采成功 。這是世界上首次在該海域成功試采可燃冰 。從這一天起,中國深海開采技術(shù)向世界展示了可燃冰開采的中國方案,同時開啟了人類開采新能源的篇章 。
可燃冰應(yīng)用前景廣闊,但也存在風(fēng)險 。如果不小心開采導(dǎo)致大量甲烷氣體泄漏,可能會造成強烈的溫室效應(yīng) 。可燃冰試采成功,意味著我國在可燃冰資源開發(fā)上邁出了第一步 。
破冰船的兩種破冰方法
為了探索北極,必須首先到達“世界的盡頭” 。破冰船成為探險隊員最重要的交通工具 。
破冰船是如何在堅固的冰面上開出一條通道的?破冰船是用于打破水面冰層、開辟航道、保障船舶進出冰凍港口或引導(dǎo)船舶在冰區(qū)航行的服務(wù)船 。
極地科考破冰船“雪龍2號”
破冰有兩種方式,第一種是連續(xù)沖擊破冰法 。當破冰船遇到冰層時,它利用船頭的重量將冰壓碎 。如果冰層堅實,破冰船往往要后退一段距離,然后開足馬力沖上去 。如果失敗一次,它就反復(fù)沖,沖破冰層 。如果有厚冰,就用重力破冰法 。破冰船用水泵給船尾的水箱注水 。隨著重心后移,弓會抬高 。這時,船身稍稍向前移動,使船頭停靠在厚厚的冰層上 。然后船尾的水箱抽空水,船頭的水箱加滿 。這樣一來,原本沉重的船首,再加上船首艙幾百噸水的重量,就會把更厚的冰層壓碎 。
青藏鐵路隱藏的高科技
青藏鐵路沿線的熱棒
青藏高原是世界上最高的高原,被稱為世界屋脊 。它自然資源豐富,氣候條件非常惡劣 。青藏鐵路全長1956公里,起于青海省西寧市,止于西藏自治區(qū)拉薩市 。沿線地質(zhì)條件復(fù)雜,有多年凍土帶,晝夜溫差大 。路面熱脹冷縮,會導(dǎo)致路基變形,無法使用 。因此,在建設(shè)過程中,科學(xué)家們用了很多巧妙的方法,解決了青藏高原路面因日照和氣壓不同而熱脹冷縮的問題 。
“熱”是中國科學(xué)家在青藏鐵路沿線創(chuàng)新采用的一種科技手段 。熱棒為全封閉管狀結(jié)構(gòu),埋于路基兩側(cè),地下部分5m,地面露出2m 。熱棒下部的液氨溫度較低,可以吸收路基中多余的熱量 。液氨吸熱后會汽化 。由于它的體積膨脹,它會移動到熱棒的頂部,熱棒暴露在地面上,并裝有散熱片 。由于空氣體的低溫和蒸汽壓的作用,氨散熱成空氣體,自身變成液態(tài),流回管底 。熱棒通過汽化和液化的循環(huán),不斷將路基的熱量耗散成空氣體,從而保護青藏高原凍土層的穩(wěn)定 。
除了熱棒,通風(fēng)管也是這個路基的特殊配置 。通風(fēng)管路堤可以起到隔熱的作用,減少熱量向基礎(chǔ)凍土層的傳遞 。氣溫較低時,打開風(fēng)門,堤身可借助空氣體的流動散熱,特別是冬季空氣體在通風(fēng)管道中流動,可有效降低地下室地溫,增加地下室蓄冷量,保護地下室凍土,保證路基穩(wěn)定 。
此外,由于青藏鐵路經(jīng)過可可西里、三江源、羌塘等國家級自然保護區(qū),為保護生態(tài)環(huán)境,青藏鐵路從設(shè)計、施工到運營維護,始終堅持“環(huán)保第一”的理念 。比如保護野生動物,鐵路沿線修建了數(shù)十條野生動物遷徙通道,可可西里國家級自然保護區(qū)清水河大橋就是為此專門修建的;保護濕地,在高寒地帶建設(shè)世界第一個人工濕地;為保護沿線景觀,改善沿線生態(tài)環(huán)境,將建設(shè)一條綿延數(shù)千里的“綠色走廊” 。因此成為中國第一條“環(huán)保鐵路” 。
文/視頻掌中蘭州晨報首席采訪人員夏淼
圖/資料圖片
推薦閱讀
- 顏值 擺攤賣什么顏值在線的商品最佳!
- 北京人的發(fā)現(xiàn)有何重要意義
- 葡萄酒度數(shù)
- 太平洋是世界上最大的海洋嗎
- 高夫潔面是洗面奶嗎 高夫的洗面奶怎么樣
- 企業(yè)控制的過程是什么 控制過程的三個關(guān)鍵步驟包括
- 成立合伙企業(yè)應(yīng)如何登記 普通合伙企業(yè)的設(shè)立登記流程
- 沽名釣譽的名人 沽名釣譽的典故
- 中國的五岳指的是哪些山 我國的五岳是指哪五座山
- 眼角魚尾紋多的男人 有三條魚尾紋的男人
