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簡易海水淡化器


海水是地球上最豐富的水資源,許多人一直努力研究,希望讓覆蓋地球表面 70% 的海水可以源源不絕變成淡水使用。

The sea is the most abundant water resources on Earth, many people have been trying to study, hope to cover 70 percent of the Earth's surface sea water can be an endless supply become freshwater use.
2008 年工研院 U19 創意競賽中,明倫高中畢業生陳泊翌、陳崇文、杜佳蓉、莊沛霖、鄭奕彰和潘貫佑設計出一個直徑約 30 公分的飛碟造型海水淡化器,只要將它置於海面上,即可使海水淡化而得到清水。這項設計於該競賽中獲得「最具想像力獎佳作」與「評審團特別獎」,是相當實用的發明。
The ITRI 2008 U19 creative contest, Ming Lun High school, Teenager Chen Chongwen, Teenager Du Jiarong, Zhuangpei Lin, Teenager Yi-Chang Cheng and Teenager Pan consistently woo design with a 30 cm diameter of the flying UFO shape desalination, just put it on the sea, ie, enable desalination of water. The design of the race "the most imaginative Award masterpiece" and "Special Jury Award" is a very useful invention.
陳泊翌表示,構思海水淡化器的起因是看到澎湖鬧水荒的新聞。一開始他們想的解決方式很直接,只要取兩個桶子,之間以管子相連,其中一個桶子裝海水,當海水在太陽下蒸發,水蒸氣碰到管子凝結成水滴後,再設法使其沿管子滴進空桶,就可收集使用。不過此法收集淡水的速度極且收集到的淡水會再度蒸發,毫無實用價值。後來,陳泊翌無意間看到大同電鍋的水蒸氣遇鍋蓋凝結成水滴後,水滴會順著蓋子往下滑落,啟發他們設計另一種具更高效率的海水淡化器。他們從十元商店買了兩個大小一樣的不鏽鋼圓形鍋子,其中一個當蓋子,另一個當做淡水收集槽,蓋子與收集槽之間以隔熱板分隔,隔熱板上鑽洞做導流孔。
Teeager Chen's idea of ​​desalination is drying out the news to see Penghu. The beginning, they want the solution is very straightforward, as long as two buckets to take to a tube connected to a bucket loaded sea water. Whensea water evaporates in the sun, water vapor encountered the tube condenses into water droplets, and then try to make drop along the tube into the empty bucket can collect used. However, this fresh-water collecting meth is very slow, although after trying to replace the pipe material, such as into a higher thermal conductivity of brass, but can improve the desalination rate is limited, and to collect fresh water will be re-evaporation, there is no practical value.

另拿較小的不鏽鋼鍋裝海水,置於隔熱板上,最後蓋上鍋蓋,簡易版的海水淡化器即組裝完成。接著,將海水淡化器放在慢,之後雖然嘗試更換管子材質,如改成熱傳導較高的銅管,但所能提高的淡化速率有限,而海面上,利用太陽熱輻射,使海水升溫蒸發。水蒸氣遇鍋蓋凝結成水珠後,會順著蓋子滴至隔熱板,再從導流孔進入收集槽。

Later, Chen parked next inadvertently see the case lid of Tatung electric pot of water vapor condenses into droplets, water droplets along the lid fall down, to inspire them to design another more efficient desalination. From "1 Dollar Only" store, Chen bought two pieces of the same size circular stainless steel pots. One when the lid, and the other as the separated insulation panels between the freshwater collection tank. Lid with a collection trough, insulation board drill holes diversion holes. Take another small stainless steel pot installed sea water, placed in the insulation panel, and finally put the lid, and a simplified version of desalination is assembled. Then, the desalination device on the sea, use the solar heat to radiate, so the sea water vapors. After the water vapor case lid to condense into water droplets along the lid drops to insulation board, and then from the diversion hole into the collection trough.

陳泊翌表示,此設計於 8 小時內可蒸發數百毫升的海水,當中的隔熱板扮演相當重要的角色,因為它使得隔板上、下層的溫差高達 60℃ 左右,上層約 86℃,下層為 26℃(收集槽浸泡在 24℃ 的海水中)。也就是說,上層的熱氣不容易因熱傳導與下層冷空氣混合而降溫,可長時間保持在高溫的蒸發環境,而下層的淡化水也不易再度蒸發。
Teenager Chen shows how to evaporate hundreds of milliliters of water within 8 hours. The insulation board plays a significant partition differing up to 60 ℃, between the upper to be 86 ° C and the lower to be 26 ° C (a collection trough immersion in sea water of 24 ° C). In other words, the top of the heat is not easy due to heat conduction and the lower cold air mixing and cooling can be a long time remained at a high temperature evaporation environment, while the lower layer of desalinated water is not easy to re-evaporation.

留言

城市隱者寫道…
我認為空氣壓縮後膨脹變冷也是一個重要因素.
(回應開關五次車門降溫)

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全日照  8個小時日照 瓜類、茄果類、豆類、山藥、豆薯(地瓜)。番茄、黃瓜、茄子、辣椒等喜溫中、強光性
蔬菜夏秋季生產,玉米、青椒、西瓜、南瓜、西紅柿、茄子、芝麻、向日葵類。
其次是根莖類,如:馬鈴薯、甜菜、胡蘿蔔、白蘿蔔、甘藷、山藥等等。至少需半日照,才能生長,芋頭雖喜歡全日照,但比其他蔬菜耐蔭。 
需要中等光照大白菜、甘藍、芥菜、蒜、洋蔥。 

長日性蔬菜白菜、甘藍、芥菜、蘿蔔、胡蘿蔔、芹菜、菠菜、萵苣、蠶豆、豌豆、大蔥、洋蔥。

短日性蔬菜豇豆、扁豆、莧菜、空心菜。         

中光性蔬菜黃瓜、番茄、茄子、辣椒、菜豆

菜豆

菜豆喜溫暖,不耐高溫和霜凍。菜豆種子發芽的適溫為20-30℃;在40℃以上的高溫和10℃以下的低溫,種子不易發芽。幼苗生長適宜氣溫為18-25℃。花芽分化的適宜氣溫為20-25℃,過高或過低溫度易出現發育不完全的花蕾、落花。

菜豆對光照強度的要求較高。在適宜溫度條件下,光照充足則植株生長健壯,莖的節間短而分枝多,開花結莢比較多,而且有利於根部對磷肥的吸收。當光照強度減弱時,植株易徒長,莖的節間長,分枝少,葉質薄,而且開花結莢數少,易落花落莢。

菜豆根系強大,能耐一定程度乾旱,但喜中度濕潤土壤條件,要求水分供應適中,不耐澇。生長期適宜土壤濕度為田間最大持水量的60%-70%,空氣相對濕度以80%為宜。開花結莢期對水分最敏感,此期土壤乾旱對開花結莢有不良影響,開花數、結莢數及莢內種子數減少。土壤水分過大時,下部葉片黃化,早脫落。空氣濕度過大會引起徒長、結莢不良。

菜豆具有深根性和根瘤菌,對土壤的要求不甚嚴格,但仍以土層深厚肥沃、排水良好的輕砂壤土或粘質壤土為好。土壤過於粘重、低溫、排水和通氣不良則生長不良,炭疽病重。菜豆喜中性至微酸性土壤,適宜的土壤pH為5-7.0,其中以州6.2-6.8最適宜。菜豆最忌連作,生產中應實行2-3年輪作。

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為何冰箱冷凍室非得是零下18度? 不少家庭的冰箱有led面板,可顯示冷藏室和冷凍室溫度。每次看到那個零下18℃,不少人,包括筆者在內就會禁不住提出一個小疑問:為什麼冷凍室溫度非得是零下18℃?最多零下1℃不就結冰了嗎?搞這麼低溫度實在是浪費電呢。

聰明如很多人是這樣推測的

百思不得其解,於是很多人,包括筆者在內就開始推測後面的機制了。冷凍室的零下18℃其實不費電,相反,它是節約電力的一個好措施。為何?

冰箱隔一段時間,內部溫度升高後,它就要啟動壓縮機,嗡嗡嗡的。頻繁啟動壓縮機不僅耗電,冰箱的壽命也會降低,還有就是很吵人。怎麼辦?簡單,先把冷凍室的溫度搞得低低的,比如零下18℃左右。


然後,冷凍室的冷氣往上走,來到冷藏室,如此,就能長時間保持冷藏室的溫度處於0到8℃以內了。

待冷凍室的冷氣散失過多,溫度升高到零下幾度時,再啟動冰箱的壓縮機把溫度再次降到零下18℃,如此,冰箱的啟動次數就變少了。

實際是這樣嗎?很遺憾,不是。

原因之一:不一樣的水

水到零度以下就結冰了,這是絕大多數人的認識。然而仔細一想,這不適用於冰箱的冷凍室。因為冷凍室存放的不是上百升礦泉水,而是各種各樣的食物。

食物中含有大量水這沒錯,但這些水同時含有大量的鹽、糖等物質。就像每1升海水中大約含有35克鹽,所以平均起來,要到零下1.33℃時海水才會結冰。

因此,要想把食物凍結,並不是溫度只要達到水的冰點就可以,得保證足夠低的溫度,食物中的水才能凍結,這很重要,因為食物中只要有液態水存在,這就等於是為各種細菌的繁殖提供了必備條件。

圖為牛肉薄片在不同溫度和不同時間內測得的牛肉中凍結水量的曲線。

當牛肉薄片的溫度為零下4℃時,只有70%的水分被凍結;溫度下降到零下9℃左右時,也還有3%的水分未凍結;即使牛肉薄片的溫度降低到零下18℃時,也不是100%的水分都被凍結住。

原因之二:嗜冷微生物

根據微生物對不同溫度的適應範圍,可將微生物分為三大類,嗜熱菌、嗜溫菌和嗜冷菌。在食物的冷藏和冷凍過程中,我們面對的「敵人」是嗜溫菌和嗜冷菌。

一般來說,能引起食物腐敗和食物致毒的嗜溫菌,在低於3 ℃情況下不產生毒素,當然,個別菌種例外。

而對於嗜冷菌,一般得在零下10 ℃到零下12 ℃時才會停止生長。

有的黴菌甚至要到零下15~零下18 ℃時才會停止生長。

瞧,我們以為,零下幾攝氏度後微生物就被殺死或停止繁殖了,但…