海水的密度精选(九篇)

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第1篇：海水的密度范文

船长命令全速前进，可是任凭机器怎么吼，螺旋桨怎么转，这船却一步也不能移动了。会不会是渔网拖住了什么东西？

船长下令：“收网！”

船员们拼命地往上拉渔网。可是，越拉大家越害怕：从来都是撒开的渔网，今天却被卷成长长的一缕，仿佛有一只巨手扯着渔网，要把渔船拖向可怕的深渊。

“弃网！”船长胆怯地下令。

船员们操起斧头，三下两下就把渔网砍断了。然而，这一切都无济于事，渔船仿佛被黏性无穷的胶水粘住了，一点儿也动弹不了。

船员们惊恐万状，有的祈祷上帝保佑，有的哀求海怪宽恕

正当船员们绝望的时候，突然有人发现渔船开始动弹了，起先是慢慢移动，接着越来越快，最后终于脱离了这个令人恐怖的地方。

渔船返港了。船员们向亲人诉说着这次奇遇。可船为什么会被海水“粘”住？他们除了解释是海怪作祟外，谁也说不清到底是怎么回事儿。

无独有偶，海水“粘”船的事也被挪威著名探险家南森遇到了。

从小就立志做一个北极探险者的南森，为了证实北冰洋里有一条向西的海流经过北极再流到格陵兰岛的东岸，不顾亲人的劝阻，设计制造了一条没有龙骨、没有机器的漂流船，1893年6月19日，南森率船从奥斯陆港出发向北极方向驶去。8月29日，当船行驶到俄国喀拉海的泰梅尔半岛沿岸时，突然走不动了，船被海水 “粘”住了。

顿时，船上一片混乱，有的在绝望地，有的在祈祷：“死水，死亡之水呀，我们就要葬身在这里了，上帝救救我们吧！”

毕竟是探险家，南森却没有一丝惊慌的表情。他环视海面，只见四周风平浪静，离岸也很远，不是搁浅，也没有触礁。

那么，问题出在哪里呢？南森想，可能就是碰上传说中的“死水”了。他认真测量了不同深度的海水，记录下了观测的结果。

船员们对南森的行动不解，有人问：“队长，你在海水里测了半天，这到底是怎么回事儿？海水里有海怪吗？”

南森回答道：“不是海怪作祟。这‘死水’的奥秘总有一天会弄明白的。”

不一会儿，海上刮起了风，船又开始移动。船员们欢呼雀跃，庆幸自己死里逃生。

此时，南森仍在琢磨着。他发现，当船停在“死水”区不能挪动一步时，那里的海水是分层的，靠近海面是一层不深的淡水，下面才是层层的海水。他想，船被海水 “粘”住的原因可能在此。回到挪威后，他请来了海洋学家埃克曼，共同探索“死水”的奥秘，终于弄清了其中的道理。

原来，海水的密度各处不同。一般说来，温度高的海水密度小，而温度低的海水密度大；盐度低的海水密度小，而盐度高的海水密度大。如果一个海域里有两种密度的海水同时存在，那么密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面，使海水成层分布。这上下层之间形成一个屏障，叫“密度跃层”。这“密度跃层”有的厚达几 米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团，分别位于跃层的上下，并以跃层作为界面。如果有某种外力（如月亮、太阳的引潮力，风、海流的摩擦力等）作用在界面上，界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下，人的肉眼完全看不见，因此称之为内波。

在海岸附近，江河入海口处，常常形成“冲淡水”，盐度和密度显著降低，它们的下面如果是密度大、盐度高的海水，就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了，含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时，也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。

一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时，如果船的航速比较低，船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波，内波的运动方向同船航行方向相反，其阻力就会迅速增加，船速就会减低下来，船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被”粘”住时，船速就由4、5节突然降低到1节。后来，是风的推力超过了内波的“粘”力，才使南森的船脱险。

“死水”区的内波，由于水质运动的方向不同，不但会把渔船的渔网拧成一缕，还会使船舵失灵，甚至会使船只迷航。

第2篇：海水的密度范文

这项耗资600万欧元的研究项目由德国、英国和欧盟提供资助，数家欧洲研究机构参与。首台被命名为“海流”的试验样机安置在英国西海岸布里斯托尔湾海面下20米深处。机组形状宛如一个倒立的风车，其叶片直径为11米，以每分钟15转的速度随海水水流旋转。考虑到海水涨落变化，风车上端固定竖塔有5至10米露在水面以上。

科学家说，由于海下“风车”的叶片转动装置是开放式的，因此不用建造水坝。此外，由于海水水流中的能量密度在同比情况下比空气大许多，因此发电设备尺寸相对较小。比如，同为一兆瓦的普通发电机组，风力发电机风车的叶片直径需达到55米左右，但海下“风车”的叶片直径只需20米左右。

据英国运营首台试验机组的MCT公司估算，利用这项技术将可满足英国20%到30%的电力需求。试验样机的发电功率约为300千瓦，但今后科学家将制造出兆瓦级功率的海下发电机组。据目前的勘测，欧洲共有100多个地方适合安装这种新型发电装置，理论发电功率可达1.25万兆瓦，约相当于12个普通核电站的发电功率。

参与研究的德国卡塞尔太阳能供应技术研究所科学家巴尔德说，这项新技术是太阳能和风能发电的最佳补充，其优势在于不受天气影响。他说，只要地球自转，月球围绕地球旋转，潮汐能就会一直存在。

尽管海下“风车”发电成本约为每千瓦小时5到10个欧分，略高于常规发电成本，但它具有无污染、可持续使用等显著优点。不过也有科学家提出，海下“风车”叶片转动时力量很大，会对周边海水流动产生较大影响，也容易对一些海洋生物造成伤害。

（选自《电力建设》）

思考探究

1.下列对海下“风车”发电的解释，正确的一项是（ ）

A.是利用海水潮汐能和海水的流动转动置于海底的“风车”叶片，使“风车”发电的技术。

B.是利用海水的涨落变化转动海底“风车”叶片，带动与“风车”相连的发电机组发电的技术。

C.把类似倒立风车的发电机组置于海底，利用海水潮汐能转动叶片，使之发电的技术。

D.与风力发电机结构和原理相同，只是以海水潮汐能替代风能，使“风车”发电的技术。

2.下列对“由于海水水流中的能量密度在同比情况下比空气大许多，因此发电设备尺寸相对较小”这句话的理解，正确的一项是（ ）

A.海水水流能量大于空气能量，因此，海下“风车”发同样电力所需设备比陆上风车小。

B.海水水流能量密度大于空气能量，因此，海下“风车”发电设备都比较小。

C.海水水流能量密度大于空气，因此，海下“风车”发电设备都比较小。

D.海水水流能量密度大于空气能量密度，因此，海下“风车”发同样电力所需设备比陆上风车小。

3.根据原文所提供的信息，以下推断正确的一项是（ ）

A.海下“风车”发电以海水潮汐能为能源，该技术适用于所有的沿海国家。

B.据目前的勘测，欧洲有100多个地方适合海下“风车”发电，可见对海洋地理环境有特定要求。

第3篇：海水的密度范文

1、死海是著名的疗养圣地，人可以很轻松的在海面上仰卧。至于原因，涉及物体的浮沉条件：浸没在液体里的物体，如果受到的浮力小于物体的重力，物体就下沉（一直到底）；如果受到的浮力等于物体的重力，物体就漂浮；如果浮力大于物体的重力，物体就上浮（最终漂浮在液面上）。对于均质实心物体，如果物体的密度大于液体的密度，物体下沉；如果物体的密度等于液体的密度，物体悬浮；如果物体的密度小于液体的密度，物体上浮。

2、死海并不是“海”，而是一个湖，准确地说是内陆湖，而且处于沙漠之中，只有少数周边的河流流入死海，加上常年下雨量非常低，夏季蒸发量又很大，导致大量盐类在死海中累计沉淀，并且死海的水位每年都在降低。一般情况下，游泳的时候憋口气，放松身体，其实也能浮起来。海水的密度比淡水更大，所以在海水里会漂浮的更容易。死海的水密度比海水还要大得多，人进去自然也浮起来的也更容易。

（来源：文章屋网 ）

第4篇：海水的密度范文

大家好，我是**，今天分析的是选择性必修1第四章第二节《世界洋流的分布与影响》，对应本节的课标要求为：运用世界洋流分布图说明世界洋流的分布规律，并举例说明洋流对地理环境好人类活动的影响。

与本节内容有直接关联的是必修1第五章第二节《海水的性质和运动对人类活动的影响》，已经从盐度、温度、密度三个方面介绍了海水的性质以及对人类活动的影响，海水的运动形式以及对人类活动的影响提及了洋流的概念、寒暖流分类及对气候的影响进行了简单的叙述。因此，本节在原2004版本的基础上将原来洋流的概念、寒暖流分类、促进热量交换等不再重复，增加了“活动”小栏目和新的“阅读”材料，为老师们的课堂活动提供素材，以及一些语句的描述进行了调整。

例如：关于洋流的概念，2004版必修1中的表述为“海洋表层海水大规模的沿着一定方向有规律地运动”，2019版必修1中表述为“海水沿着一定方向有规律的大规模流动”。减少了“表层”的限定,洋流的表现范围更大了，比如本节后面的关于“热盐环流”的内容，如果按照旧的概念就不能算洋流了，但是把洋流的概念中对“表层”的限定去掉之后，更大范围的海水流动都属于洋流了，也更加接近了客观实际。

2019版在关于世界洋流的分布中第二点表述为“北纬45°-70°”比原来的“北半球中、高纬度海区”范围要小而具体了。

洋流对气候的影响中，调整为“北大西洋暖流是欧洲西部形成温暖多雨的温带海洋性气候的重要原因之一”，增加了“重要原因之一”。

另外，新旧版本中的图也有所调整，“世界洋流的分布”和“世界著名渔场的分布”增加了七大洲的名称，有利于增强学生的区域认知。

首先，课前的“探索”栏目。这个材料并不是新的材料，是2017版的阅读材料，但是增加了问题，老师们可以将它应用与课前导入环节，有利于激发学生对洋流的兴趣，也可以利用这个案例学习世界洋流的分布规律，让学生体会到洋流在生活中是真实存在的，并且对人类活动产生着影响，提升学生的综合思维，建立人地协调观的核心素养。

正文部分主要包括三个方面：1.洋流的分类；2.世界洋流的分布；3.洋流对自然地理环境和人类活动的影响。

第一部分，洋流的分类。

教材正文的最开始从三种海水运动形式——波浪、潮汐、洋流说起，能够把必修部分的知识与本节所学内容连接起来，形成自然的过渡。点明洋流对自然地理环境影响显著，也为第三部分“洋流对自然地理环境和人类活动的影响”的学习和总结做好铺垫。

关于洋流形成的三个影响因素新旧教材没有变动，个人观点是，三个影响因素更多的影响表层的洋流，而深层洋流受到哪些因素的影响（如温度、盐度），老师们可以启发学生做出思考，锻炼学生的思维拓展能力。

老师们可以根据学生的已知知识，按性质洋流可以分为暖流与寒流，那么按照成因分类，又可以分为风海流、密度流和补偿流。

风海流的形成可以利用“盛行风是洋流形成的主要动力”这句话作为衔接，同时学生也很好理解风海流主要为表层洋流。

关于密度流需要和学生解释清楚表层海水从海水水位高的海域流向海水水位低的海域，即从密度低的海域流向密度高的海域，而底层海水从密度高的海域流向密度低的海域，否则学生会产生疑问。联系本节教材最后一个活动“观察分析热盐环流”中，提到了“深层洋流是由海水密度的差异所驱动的”，这其实与表层因海面倾斜形成的洋流方向是相反的。

密度流流动方向差异原理涉及到不同高度海水的压力、地转偏向力等，虽然表面看表层和深层的密度流是相反的，但是其实内在的原理是一致的。对于高中生来说理解起来有一定的困难，当然很多物理基础很好的学生也是能够理解的，老师们也可以借助一些实验的视频来帮助学生理解。

补偿流的理解难度不大，建议老师们利用垂直补偿流来帮助学生建立对洋流认知的立体化，即不要认为洋流仅停留在表层或平面，它应该是表层和深层、水平和垂直多方向的。

教材还强调洋流形成是多种因素综合作用的结果，可以举例说明，比如千岛寒流既有补偿北太平洋暖流向东运动，导致日本东部海水减少，从千岛群岛来的大规模海水有补偿流的性质，而其中也有风（极地东风带）的影响，所以在一定程度上它也风海流的性质。这也是在培养学生的综合思维。

第二部分，世界洋流的分布。教材介绍了不同纬度不同海区的四大洋流系统。

第一点具体阐述了以副热带海区为中心的反气旋型大洋环流的形成，这部分内容与2004版基本没有变动，老师们可以联系地球上气压带和风带的分布、气旋和反气旋的知识，把大气环流和大洋环流结合起来，使学生更好的理解洋流的分布规律和成因。

第二点除纬度范围表述更加具体外，对气旋型大洋环流的形成也分析的很清楚。

将原来的“北半球中、高纬度海区”改为“北纬45°-70°”，范围要小了，那么北纬70°以北的北冰洋就不在此环流范围里面了。北极地区不同于南极，形成的洋流在北冰洋内的环流老师们可以作为学生探究的内容，拓展学生的思维。

第三点也是和2004版相比有变化的地方，由单一的西风漂流变为两圈环流组成的绕极环流，除此以外还需要注意给学生解释清楚“海水的辐散带引起深层海水上升”，也就解释清楚了南北半球西风漂流寒暖流性质不同的原因。

第四点的基本没有变化，结合南亚季风相关知识帮助学生理解。

为了帮助学生更好地落实对世界洋流的分布规律的认识，教材还特别设计了“认识洋流分布规律”的活动，可以组织学生在地球仪上标注洋流，并通过小组合作填写表格来进行总结，培养学生的地理实践力和区域认知的核心素养。

阅读材料“富兰克林绘制墨西哥湾暖流图”，以及“探索”都涉及到启发学生思考对地理问题的研究方法，这其实是在培养学生的地理实践力。

第三部分，洋流对自然地理环境和人类活动的影响。对比必修内容，本节对洋流的影响描述的更加详细、层次分明。

对气候的影响进行了语句调整，增加了“重要原因之一”，肯定了欧洲西部的温带海洋性气候的形成首先是中纬西风带的影响，北大西洋暖流在这里是对欧洲西部的气候产生了一定的影响，而非决定性的。这样的表述更加科学、严谨了。老师们可以结合世界主要气候类型分布图加强学生对洋流影响气候的理解，而气候和地形是影响自然地理环境的最主要因素，呼应教材正文最开始“洋流对自然地理环境影响显著”的铺垫。而这里又为下一节“海-气相互作用”做了铺垫，相信通过学习洋流对气候的影响也会帮助学生理解“海-气”的相互关系和相互作用。

另外，这里还新增加了一幅图“墨西哥湾暖流”，利用红外线度确定海面温度，让学生对洋流的认识更加形象，也可以与富兰克林的研究方法进行对比体会技术手段对人类科技进步的巨大贡献。

关于教材的变化，我还有一点小小的体会，就是更加突出了洋流对气候变化的影响，我想这种变化的大背景有国内外对气候变化的关注、国家层面对海洋地理的重视等，都体现出了对人地关系的认识更加重视和深入了，这其实就是对学生的人地协调观潜移默化培养。

对海洋生物资源分布的影响，除原有的寒暖流交汇海区形成较大渔场外，增加了“寒暖流交汇处是鱼类游动的壁障”，需要给学生解释清楚含义。寒暖流交汇可产生“壁障”，就好像冷暖气团相遇形成准静止锋一样，寒暖流交汇处洋流流速受到极大抑制，几乎停滞不前。对于习惯于随洋流游动的鱼群来说，寒暖流交汇处简直就像一堵阻止其前行的墙。

对航海和污染的影响，分别单独列出了与气候和海洋生物资源并列的标题，层次更加合理清晰。其中航海的部分增加了冰山对航海的影响，老师们也可以借助一些资料如电影《泰坦尼克号》帮助学生感受洋流对人类活动的影响。对污染的影响可以补充福岛核泄漏事件相关资料。

老师们经验丰富，补充的相关资料也适应各自教学实际，但都能体现自然地理环境各要素之间相互联系、相互制约和相互影响的辩证关系，同时也培养了学生的综合思维的核心素养。

关于“热盐环流”，这是新增加的活动和材料，需要给学生解释清楚图中的环流颜色并不表示寒暖流，而是表层和深层海水流动的方向。北大西洋暖流将低纬度的热量源源不断地向中高纬度输送。并在此过程中，温度下降，密度升高，海水变得更“重”，于是就在大西洋的高纬度地区下沉到了大洋深处，这些下沉的海水转而掉头向南流动，经过南极大陆附近时接受南极底层海水补充之后，继续向北运动分别进入印度洋和太平洋，同时表层水的补偿作用使太平洋和印度洋的表层水流向北大西洋，完成一个循环。热盐环流实现了全球尺度的热量交换，和表层洋流相比它的时间尺度和空间尺度都要大得多，对维持全球气候的稳定有着重要作用。我觉得热盐环流其实正是“海-气”关系的最好说明，帮助学生了解热盐环流，为后续知识打好基础。

另外，关于热盐环流我也有一些不太明白的地方，比如说到深层的海水流动是到达了什么样的深度?深层海水的流动是集中在某个位置吗？相信学生们也会产生类似的疑问，甚至更多，我也会继续查找资料把疑问弄清楚，也欢迎老师们帮我解释清楚，帮助我进步！

第5篇：海水的密度范文

关键词：海洋能 利用现状 前景

0 引言

我国海洋能利用的项目有很多，海洋能研究方面的课题很深，涉及领域也极为广泛。我们下面要论述的是几种海洋能利用的形式，通过这些能量利用的介绍，力求使庞大、枯燥的海洋能研究课题变得有趣而具体，最大限度地接近基层读者的品味，从而引起共鸣，达到科学普及的目的。下面我们将通过海洋能利用项目的论述，回答如下几个问题，即浩瀚的海洋蕴藏着怎样的能量；海洋能常用的利用形式有哪些；海洋能利用中存在的问题及发展趋势。

1 海水渗透发电技术有望成为新的环保能源

海水渗透发电技术的原理是：利用液体的渗透性发电，即利用浓溶液扩散到稀溶液所释放出来的能量发电。这种新能源既不产生垃圾，也没用二氧化碳排放，更不受天气左右，可以说是取之不尽、用之不竭。人们可以在河流的入海口处修建这样的发电站，而在盐分浓度更高的水域中，渗透发电站的发电效果会更好。当河流奔腾入海时，由于河水与海水所含盐分浓度的不同，会促使“河流淡水”与“海洋咸水”发生低浓度的液体流向高浓度的液体物理渗透反应，从而产生巨大的海水渗透压，用其产生的这种压力推动涡轮机进行大功率发电。我国大海与陆地河界水域的盐度差所潜藏的巨大能量一直是科学家理想的发电场所。我国的盐差能蕴藏量理论上估计为3.9×1015KJ，主要集中在各大江河的入海处，同时，我国青海省等地还有不少内陆盐湖也可以利用。

从物理学角度来说，淡水与海水之间有着很大的渗透压力差，一般海水含盐度为3%-3.5%时，其和河水之间的化学电位差有相当于240m水头差的能量密度，如果这个压力差能利用起来，从河流流入海中的每立方英尺的淡水可发0.65kw·h的电。这种水位差可以利用半透膜在盐水和淡水交接处实现。如果在这一过程中盐度不降低的话，产生的渗透压力足可以将盐水水面提高240m，利用这一水位差就可以推动水轮发电机发电。我国目前海水渗透发电技术正处于起步阶段，普及该技术所面临的最大难题就是发电站的建造成本过高，并且缺乏高效廉价的薄膜，对盐差能这种新能源的研究还处于实验室实验水平。

2 潮汐能发电

潮汐是由于太阳和月球对地球各处引力的不同所引起的海水有规律的、周期性的涨落现象。潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比，其利用原理和水力发电相似。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量，而且不受洪水或枯水影响、是用之不竭的可再生能源。

我国有海岸线总长3.2万千米，漫长的海岸线蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水位逐渐降低，势能又转化为动能。一般来说潮差不小于3米，就会产生发电的经济效益，就有实际应用价值。潮汐能是因地而异的，不同的地区常常有不同的潮汐系统，潮汐能利用的主要方式是发电，在海洋各种能源中，潮汐能的开发利用最为现实、最为简便。中国早在20世纪50年代就已开始利用潮汐能，在这一方面是世界上起步较早的国家，我国虽有丰富的潮汐能资源，但开发存在较大的困难，需着重解决设备、技术和成本问题。

3 波浪能(wave power)发电

波浪能发电是通过波浪能装置（见图一），是将波浪能首先转换为机械能，然后再转换成电能的过程。波浪能来源于风和海面的相互作用，是风的一部分能量传给了海水。波浪能是以机械能形式存在的，是海洋能中品位最高的能量。具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。近年来，随着科技进步和化石能源短缺的加剧，波浪能这种清洁绿色的能源的开发利用已初具商业化趋势。小功率的波浪能发电，已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源，波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，沿海波浪能能流密度大约为每米2-7千瓦。在能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。波浪能开发潜力巨大。

我国是波浪能开发最早的国家之一，从1980年以来研究技术获得突破性发展。波浪能资源最丰富的省份是台湾省，以429万千瓦的发电功率占全国波浪能资源总量的1／3，其次是浙江、广东、福建、山东等省沿海地区，160万-250万千瓦之间发电量为706万千瓦，占波浪能总量的55%。我国海域辽阔，漫长的海岸线，为波浪能的开发与利用提供了广阔的发展机遇。目前我国在发电研究的基础上，运用成熟的机械制造及发电技术进行有效的组合，将广阔海岸取之不尽，用之不竭的波浪能低成本地转化为电能，为改善中国东部沿海地区能源短缺和环境改善开辟一条新的途径。

4 海流能发电

第6篇：海水的密度范文

[关键词]海底管线；阴极保护；数值模拟；边界条件

中图分类号：TG 174.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0265-03

[Abstract]Numerical simulation is an effective method of cathodic protection design， and the determination of boundary conditions will directly affect the accuracy of the results. This paper introduced the boundary conditions of pipeline steel and sacrificial anode was established by experimental study，and the numerical simulation was performed by means of the boundary conditions， the results are conformity with the measured results， which proved that the boundary conditions are reasonable and can be used in the submarine pipeline cathodic protection evaluation.

[Key words]Subsea Pipeline；cathodic protection；numerical simulation； boundary condition；

1 前言

南海某气田外输天然气海底管道使用寿命为50年，设计温度20～50℃，该海底管道采用外防腐涂层和牺牲阳极联合保护的防腐方法。为了确保该海底管道在使用寿命周期内能够抵抗海水腐蚀安全服役，拟对该管道进行阴极保护数值模拟计算，来验证牺牲阳极设计的合理性。

数值模拟计算是二十世纪七十年展起来的计算机应用技术，国外一些学者已成功的将该技术用于船舶推进器、船体等复杂结构的阴极保护设计中，并取得了良好的应用效果。使用数值模拟计算的关键因素是边界条件，边界条件选取的正确性对计算结果的准确性影响较大。在以往的计算中为了简化设计进程，常常采用传统的边界条件，如恒电位和电流密度，但是这种简化的计算结果与使用实测极化曲线计算结果相比可能存在一定的误差。

为了更准确的进行该海底管道的阴极保护评估，本文介绍了通过试验室实测的方法得到阴极边界条件和阳极边界条件，并据此边界条件对该海底管道外防腐涂层破损点进行了数值模拟计算，经验证计算结果和实测值吻合良好，验证了该边界条件的合理性。

2 边界条件的确定

2.1 边界元法简介

海底管道阴极保护数值模拟分析是以边界元理论为基础的一种计算方法。管道在海水中发生电化学腐蚀时，海水介质中的电位电流分布符合拉普拉斯方程：

数值模拟分析以拉普拉斯方程的基本解为基础，建立边界积分方程，对边界积分方程采用离散、插值等方法，获得电位、电流分布的方程组，求解该方程组即可得到海管的保护电位及保护电流密度的分布。

2.2 边界条件的测试

2.2.1 试验条件

试验介质选用青岛海域的天然海水，根据南海（三亚）和黄海（青岛）海域1984～2001年海水平均水文参数监测值对比可以发现，两地海水除温度外，其盐度、溶解氧和pH值等参数的差异均小于10%，该差异对金属的腐蚀行为不会产生明显的影响。

试验所用材料为本项目使用的海底管道钢管材料。

试验仪器为ACM Gill AC电化学工作站（图1所示）。

2.2.2 管线钢电化学测试

采用电化学试验的方法确定管线钢在海水中的自腐蚀电位。

电化学试验试样加工尺寸为Ф11.3×10mm，共加工试样12个。试样打磨后浸泡于海水中，浸泡周期为15天，分别在浸泡的第0天、第3天、第6天、第9天、第12天和第15天依次取出一个试样进行电化学阻抗测试和极化曲线测试，电化学阻抗的测试范围为100kHz～10mHz，激励信号幅值为10mV；极化曲线的测试范围为50mV（vs.OCP）～-0.60V（vs.OCP）和-50mV（vs.OCP）～1.00V（vs.OCP），扫描速率为0.3333mV/s。

管线钢在海水中的自腐蚀电位随时间变化曲线如图2所示，可以看出在最初3天，自腐蚀电位在-710mV～-720mV间变化，随后自腐蚀电位缓慢下降至-730mV，并基本维持稳定。

管线钢在不同浸泡周期的极化曲线和电化学阻抗谱图分别如图3～图5所示。可以看出管线钢在不同浸泡时间后的极化行为变化规律并不明显，而电化学阻抗谱图则显示在浸泡初期（0d时）的电化学阻抗值最低，在浸泡过程中由于表面腐蚀产物的生成，3d后阻抗值达到最大，随着浸泡时间的继续延长，腐蚀产物不断脱落，试样表面腐蚀产物层变得疏松，导致试样的阻抗值也不断降低，最后达到与浸泡初期相当的水平。

2.2.3 管线钢自腐蚀速率

采用腐蚀失重试验的方法评价管线钢在海水中的自腐蚀速率。

失重试验试样加工尺寸为60×60×2mm，共测试平行试样3个。试样除油除锈后烘干称重，然后浸泡在海水中15天。试验结束后去除腐蚀产物，清洗烘干后重新称重，计算试样的失重及腐蚀速率如表1所示。可以看出在浸泡15天后，管线钢的平均失重约为0.24g，在没有防腐涂层和牺牲阳极保护的情况下，管线钢在海水中的平均腐蚀速率约为0.11mm/a。

2.2.4 管线钢最小保护电位的确定

采用失重试验的方法评价试样在不同阴极极化电位下获得的保护度。

失重试验试样尺寸为60×60×2mm，每个极化电位测试平行试样3个。试样除油除锈后烘干称重，然后将试样连接导线，用环氧腻子将连接处涂封，待腻子完全固化后将其浸泡于海水中，同时对试样施加阴极极化，极化电位分别为-750mV（vs.SCE，下同）、-800mV、-850mV和-1000mV，浸泡周期为15天。试验结束后去除环氧腻子和腐蚀产物，清洗烘干后重新称重，计算试样的腐蚀速率和保护度，结果如表2和图6所示。

由以上图表可以看出，在极化电位为-750mV时，试样的腐蚀速率显著低于自腐蚀速率，保护度可达80%以上。根据阴极保护工程手册和相关文献，金属材料保护度达到90%以上，或者腐蚀速率低于0.01mm/a时，可以认为材料得到有效的保护，处于不腐蚀状态。根据图7可以得到：在保护电位为-790mV时，管线钢试样的保护度可以达到90%，腐蚀速率约为0.01mm/a，因此确定管线钢的最小保护电位为-790mV。

试样在不同极化电位下的电流密度变化如图7所示，可以看出随着极化电位的负移，所需的极化电流密度明显增大，在-750mV极化电位下，试样的极化电流密度小于10mA/m2，-800mV时约为25mA/m2，极化电位为-850mV时，电流密度先从约90 mA/m2缓慢减低至约40mA/m2，极化电位为-1000mV时，前期极化电流密度为150mA/m2，随浸泡时间延长，电流密度不断下降至60mA/m2。

2.2.5 边界条件的建立

海管的边界条件参考图3～4中管线钢的极化曲线，采用电化学试验的方法分别建立了海水环境中管线钢在20℃、30℃、40℃、50℃下的边界条件以及牺牲阳极在20℃、30℃、40℃和50℃下的边界条件，极化曲线如图8～9所示。

由管线钢的极化曲线可以看出：不同温度时管线钢在海水中的自腐蚀电位为-710～-730mV，在最小保护电位-790mV时，不同温度下管线钢所需的保护电流密度约为20～100mA/m2。

由牺牲阳极的极化曲线可以看出：不同温度时阳极在海水中的自腐蚀电位为-1100～-1150mV。在工作电位为-900mV时，不同温度下阳极可输出的保护电流密度约为6000～100000mA/m2。

极化曲线试验结束后，通过阴极保护优化设计数据管理系统将材料的极化曲线进行信息录入，包括输入试验数据、试验条件、环境特征等基础信息，即可形成对应材料在特定状态下的边界条件。

3 验证

为了验证经试验确定的边界条件的准确性，模拟实际海管情况建立数值模型进行仿真计算。该管道某一节点处（距离最近的牺牲阳极6.1m）存在一破损点，破损尺寸为130×10mm。经实际电位测量，该破损点的保护电位为-1080mV（vs.Ag/AgCl/海水）。

模拟该破损情况建立数值模型如图10所示，导入建立的管道材料和牺牲阳极边界条件，进行仿真计算，结果得到该破损点的保护电位约为-1060mV（图11所示），该值与检测结果吻合良好，说明数值计算结果可靠，边界条件准确合理。

4 结论

本文通过实验的方法研究并建立了管线钢和牺牲阳极材料在海水中的边界条件，通过建立海管模型，导入边界条件进行仿真验证，计算的结果与实测结果吻合良好，证明了试验确定的边界条件是合理、可靠的，可用于海底管道的阴极保护数值模拟评估。

参考文献

[1] 郭兴蓬等，阴极保护最佳电位的确定[J]，腐蚀科学与防护技术，1989年02期.

[2] 郝宏娜等，阴极保护数值模拟计算边界条件的确定[J]，油气储运，2011年07期.

第7篇：海水的密度范文

(二)教学要求

1．知道利用浮力使物体上浮、下沉、悬浮或漂浮的原理。

2．知道轮船、气球、气艇、潜水艇的浮沉原理。

(三)教具：铁块、木块、废牙膏皮、玻璃水槽、水、自制潜水艇模型（12-11小实验）。

(四)教学过程：

一、复习提问：

1．浮在水面上的木块没入水中部分的体积是50厘米3，它在水面上的体积是25厘米3。求：它受到的浮力多大？它的质量多大？木块的密度是多大？（出示小黑板，并画有图12-5示意图）

要求每个学生在练习本上演算。由一名学生板演。演算完毕，教师讲评。

2．物体的浮沉条件是什么？

物体浸没在液体中：下沉，F浮<G物；上浮，F浮>G物；悬浮，F浮=G物。物体漂浮在液面上的条件是：F浮=G物。

追问并演示：实心铁块在水中下沉，木块在水中上浮，试比较铁和木块与水密度的关系。

教师启发学生答出：

铁块浸没在水中下沉，

F浮<G物，

G排水<G铁，

ρ水·g·V排<ρ铁·g·V铁。

铁块浸没水中，V排=V铁，实心铁块的密度大于水的密度，铁块下沉。

同理可得出，ρ木<ρ水，木块浸没于水中，木块重比它排开的同体积的水重小，木块在水里受到的浮力大于木块重，所以上浮。最后浮出水面，漂浮在水面上。

二、进行新课

1．新课引入

提问：实心铁块密度大于水的密度，下沉。可否让密度比水大的铁块在水中上浮或漂浮在水面？

启发学生回答：轮船是钢板焊成的，采用空心的办法，使物体的密度小于水，它就可以浮在水面。

演示：把卷紧的牙膏皮放入水中，放手后可观察到它下沉。空心的牙膏皮能漂浮在水面上。

小结并板书：

“三、浮力的利用

1．采用“空心”的办法增大可以利用的浮力”

问：用树干挖空制成的独木舟的好处是什么？看课本图12-9。

答：减小重力，可以多装货物，增大了可利用的浮力。

2．轮船

①问：轮船为什么能浮在水面？

学生答出：采用了把它做成空心的办法，使它能够排开更多的水，增大浮力，使轮船能漂浮在水面上。

②介绍轮船的大小用排水量表示。

排水量：轮船满载时排开的水的质量。

以上两问题、边讲边板书。

板书：

“2．轮船：

①把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开更多的水而浮在水面上。

②排水量：轮船满载时排开的水的质量。单位是吨。”

③计算课本P12-8轮船一段中的问题。

学生板演，其他学生自己演算，教师讲评。

④轮船从河水驶入海里，它受到的浮力大小有无改变？它的排水量是否改变？

学生回答，教师小结：轮船从河水驶入海里，因为它是漂浮状态，所受浮力大小等于船重，因此受到的浮力大小不改变。它的排水量也是不变的。追问：轮船从河水驶入海里是浮起一些还是沉下一些？

答：轮船将浮起一些。轮船从河水驶入海水里，它受到的浮力不变，即排开的河水重和海水重相同。但海水密度大于河水密度，因此，轮船排开海水的体积小于它排开河水的体积，所以轮船将浮起一些。

3．潜水艇：

问：采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面？

演示：潜水艇小实验，简介装置，进行演示。

看课本图12-13，图12-14。重点观察潜水艇的水舱及水舱中水的多少对潜水艇浮沉的影响。

学生回答、教师小结：

“下潜”：向潜水艇水舱中充水，潜水艇逐渐加重，潜水艇重大于它受到的浮力，就逐渐潜入水中。

“悬浮”：当水舱中充满水时，潜水艇重等于浮力，潜水艇可以悬浮在水中。

“浮出水面”：用压缩空气将水舱中的水排出一部分，潜水艇变轻，潜水艇重小于它受到的浮力，从而浮出水面。

板书：3．潜水艇：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。

4．气球和气艇：

看课本图12-15，图12-16，并阅读课文。

问：节日气球、热气球、飞艇，其体内充的是什么气体？这种气体的密度比空气的密度大还是小？它为什么能够升空？

答：节日气球或携带气象仪器的高空探测气球里充的是氢气或氦气；热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气；飞艇中充的是氢气或氦气。这些气体的密度比空气的密度小。由于气球或飞艇的总重小于气囊排开的空气重，即重力小于浮力，气球和飞艇就能上升。当上升到一定高度，由于越高空气密度越小，它受到的浮力变小，浮力等于重力时，它就不再上升，停留在这个高度。请你想一想，如果这是个载人的带吊篮的气球，为了使乘客返回地面，你打算采用什么办法？

板书：4．气球和飞艇，体内充有密度小于空气的气体（氢、氦、热空气）。

第8篇：海水的密度范文

1. 重新调整养殖网箱的布局

根据产量计划确定养殖网箱的规模。通过当地政府组织，科技人员阐明养殖网箱合理布局的科学道理，广泛动员养殖户按比例拆减70%的现有网箱，并根据（NY/T 5061―2002）《无公害食品 大黄鱼养殖技术规范》标准，进行重新布局。

2. 加强网箱区环境的日常保护

（1）每个养殖区网箱连续养殖两年后，应统一收上挡流装置及网箱，休养3～6个月。

（2）根据放置网箱地点的浅与深，养殖4～5年后，可在预留的空闲海区内移动网箱位置。并对原网箱点的底质进行清理，以利底质生态环境的修复。

（3）网箱区的环境卫生：一是“渔排”上的人粪尿等生活污水、废弃物、残饵、垃圾、病死鱼、油污等应收集上岸进行无害化处理。二是换洗网箱应在彩条布箱内消毒后冲洗，并把冲洗网箱的污水进行收集和处理。三是“渔排”要有防油污设施。

3. 推广鱼、贝、藻间养的生态养殖模式

在留足网箱之间的通道和周边空间的前提下，采用海水鱼网箱、贝类、藻类养殖区间隔布局。贝类可滤食水体中悬浮的残饵颗粒和浮游植物而生长良好，并使海水变得清洁；藻类可吸收鱼类和贝类排放的氮、磷而生长良好，且藻类光合作用产生的氧，可增加水体中的溶氧量，保证鱼、贝生命活动需要，促进鱼、贝类产生的污染物的氧化，还可生产出优质贝、藻产品。如此在网箱区一带形成一个互利互补的良性生态群落，既提高海区养殖效率，又可以改善海区生态环境。

4. 使用优质、适口人工配合颗粒饲料并适量投喂

优质、适口的人工配合颗粒饲料能够提高饲料利用率，降低饵料系数，减少残饵量。应以优质的浮性人工配合饲料代替鲜杂鱼肉投喂，既可保护水产资源，又可减少残饵对网箱养殖区的污染。

二、为海水鱼网箱养殖提供种质优良与体质健壮的苗种

1. 苗种的种质要求

使用原种或经选育的生长快、个体大的良种亲鱼；改变目前由于滥用小个体亲鱼进行近亲繁殖，造成海水鱼养殖种类个体小型化、抗病力下降和性成熟提前等种质退化现象。

2. 苗种的体质要求

推广低密度生态式培育，大黄鱼全长2厘米鱼苗的出苗量宜控制在每立方米5000尾以下（其他海水鱼养殖种类还要更低些），做到育苗阶段不用药或少用药，鱼苗生长快、活力好、无病害，成活率高。

网箱养殖的海水鱼鱼种放养密度应适当，不是密度越大越好。在网箱区水较深、布局合理、水流畅通和水质良好条件下，养殖的大黄鱼可按每平方米单产105公斤或每立方米单产15公斤、成活率90%的计划，以及鱼种和养成鱼的规格来投放鱼种。

三、病害的防控

目前网箱养殖海水鱼的主要疾病是由病毒性、细菌性、寄生性、敌害生物、饵料引起的及其他引起的。防治鱼病，应以防为主。

1. 苗种检疫

（1）苗种的调运或投放前要进行检验、检疫，防止病原体带入。（2）有病的苗种应在原地进行治疗、处理，痊愈并杀灭了传染性病原后才能调运与投放，从源头上切断病原传播。

2. 病害防治综合措施

第9篇：海水的密度范文

1日本对虾的生物学特性

虾体被蓝褐色横斑花纹，尾尖为鲜艳的蓝色。额角微呈正弯弓形，上缘8～12齿。第1触角鞭甚短，短于头胸甲的1/2。第1对步足无座刺，雄虾交接器中叶顶端有粗大的突起，雌交接器呈长圆柱形。成熟虾雌大于雄，雌虾甲壳为青蓝色，雄虾棕黄色且体型小于雌虾，腹部腹侧有5对片状游泳足，尾部有扇状尾肢。我国沿海1―3月及9―10月可捕到亲虾，产卵盛期为每年12月至翌年3月。10～40 m的海域是日本对虾的栖息水域，白天栖息于3 cm左右深度的沙底内，夜间频繁活动索饵。在虾塘高密度养殖中，饥饿时巡游[1]。

日本对虾属亚热带种类，要求温度较高，其最适温度为25～30 ℃，8～10 ℃停止摄食，5 ℃以下死亡，高于32 ℃生活不正常；对盐度的适应性较广，其适宜的盐度范围为15‰～30‰，但高密度养殖时将不能适应低于7‰的盐度；对溶解氧的要求是不能低于2 mg/L（27 ℃时）；耐干能力强，是较易长途运输的种类；对海水pH值的适应值为7.8～9.0[2]。

2海州湾区域日本对虾养殖技术

2.1育苗

2.1.1亲虾的选择。选择装有冷冻木屑58 cm×41 cm×35 cm的泡沫箱，装入处于休眠状态的亲虾，装箱规格为80～100尾/箱。在亲虾到达前，将亲虾池所在的育苗室完全遮光。亲虾到达时，因长途运输，箱内温度会升至15 ℃左右，此时用低温消毒海水（海水比重1.018以上，pH值8.2左右）将亲虾身上的木屑冲洗干净，后按5尾/m2左右迅速放入60 cm左右的亲虾池中，注意将发育期接近的放在同一池中。一般情况下亲虾入池后的成活率在85%左右[3]。

2.1.2亲虾管理。亲虾入池当天不进行换水，隔天以后每天结合吸污换水20 cm，换水水温与池水水温差小于0.5 ℃，可根据条件适当加入单胞藻类以调节水质和增加水色。12 h后投喂以沙蚕为主的饵料少量，24 h后恢复正常投喂量。一般情况下，投喂沙蚕前要用淡水将其冲洗干净，并浸泡5～10 min，后用碘制剂消毒1～2 min，然后再冲洗浸泡2~3 min投喂。日投喂沙蚕总量为亲虾总体重的20%左右，分4次投喂，傍晚和凌晨投喂的2次占总饵料量的70%。

2.1.3亲虾催熟。为使亲虾尽量发育同步，在亲虾到场后的3～4 d需对性腺在二、三期的亲虾进行切除眼柄手术，一般通过烧红的手术钳来达到目的，术前进行消毒，术后用高浓度碘制剂短时间浸泡消毒，然后放入盛有新鲜消毒海水的新池中，若操作得当，手术的死亡率在5%以下。未发育的亲虾不手术，发育至四期的亲虾可直接用于产卵不要手术[4]。

2.1.4亲虾产卵。傍晚时分，排水吸污后加水以前，将2~3只80 cm×80 cm×50 cm的无底网筐放入池内，技术人员逐一对亲虾进行检查，将性腺达到四期的亲虾移出消毒，放入产卵池。产卵池同样需要保持黑暗的环境，池水深1.0～1.5 m，施用EDTA二钠3～8 mg/kg及盐酸土霉素1 mg/kg，水温控制在28 ℃，微量冲气，产卵亲虾密度最好控制在4尾/m2。

2.1.5受精卵孵化和无节体收集。当亲虾从产卵池移出后，将水温提高至29～30 ℃，每30 min用搅手耙推卵1次。推卵时使卵与海水充分接触，以利于吸收海水中的营养物质及溶解氧，提高孵化率。同时，检查受精卵的发育情况，估算无节幼体出池量，以准备预热海水和育苗用池。一般12 h后多数受精卵可孵化出无节幼体，后进行收集和移池。

2.2放养管理

2.2.1养殖池位置选择。建池区域应选择离海较近、淡水资源丰富、水质清新无污染、进排水方便、电力有保障、交通便捷、饲料提供方便的区域。

2.2.2养殖池设计。以0.67～2.00 hm2的长方形为宜，平均水深2 m，用水泥板或地膜铺设池壁，为方便池中污物的排出，将池底建成坡度为3°的锅底状。养殖池应配备水车式增氧机或底部增氧设备。日本对虾的栖息场所由池塘中心的边滩提供，面积为养殖池面积的40%，并将其上铺厚10 cm的细沙，用石块将其围住。建蓄水池，面积占养殖总面积20%～30%。

2.2.3投食喂养。最适宜的投喂原则是早上投喂日本对虾配合饲料，傍晚投喂新鲜杂鱼，晚上投喂日本对虾配合饲料，且新鲜野杂鱼与日本对虾配合饲料的总量比例控制在3∶7。注意在饵料的投喂过程中不能把饵料投放到日本对虾的休息场所，以防病菌滋生。

3参考文献

[1] 朱志强，王光全.日本对虾海水池塘健康养殖技术[J].齐鲁渔业，2011，28（5）：30-31.

[2] 黄建丁.日本对虾健康养殖技术[J].中国水产，2010（12）：36-38.