開展深海熱液的物理、化學(xué)量的分析測(cè)量，是海洋資源環(huán)境勘查的主要任務(wù)之一，也是海洋科學(xué)研究的基本手段。熱液樣品的采集是一種常用的探測(cè)方法，但熱液噴口的極端環(huán)境給熱液樣品的采集工作帶來巨大的挑戰(zhàn)。此外，樣品的壓力變化造成氣相溶解組份的散失、有機(jī)物組份分解和微生物大量死亡等問題，因此研究保壓型熱液采樣器具有非常重要的意義。論文提出一種新型的機(jī)械手觸發(fā)、蓄能器方式保壓的純機(jī)械式熱液采樣器結(jié)構(gòu)。針對(duì)采樣工作過程中外界海水環(huán)境溫度及壓力變化造成的熱液樣品壓力變化問題，應(yīng)用熱力學(xué)及傳熱學(xué)理論研究壓力補(bǔ)償器的保壓機(jī)理。應(yīng)用有限元工具優(yōu)化設(shè)計(jì)耐壓容腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)，解決其強(qiáng)度和質(zhì)量之間的矛盾；針對(duì)傳統(tǒng)采樣閥存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便等問題，提出一種新型配合副的耐高壓、零泄漏的采樣閥結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)研究閥芯復(fù)位彈簧力對(duì)其密封性能的影響；應(yīng)用有限元工具分析不同結(jié)構(gòu)參數(shù)閥芯及閥芯端部受力時(shí)的應(yīng)力分布及變形，改進(jìn)了閥芯設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，解決了閥芯在高壓下發(fā)生塑性變形甚至斷裂的問題，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采樣閥能夠耐壓70 MPa以上。為確保采集樣品的體積為設(shè)計(jì)體積，需控制合適的采樣速率，使采集樣品過程中壓力補(bǔ)償器內(nèi)氣體變化為近似等... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

海底熱液口生物群落!，8:

圖1一l海底熱液活動(dòng)〔，7〕此外，在熱液硫化物形成的黑煙囪附近分布著獨(dú)特的深海生物群t’7一‘8]，如管狀蠕蟲、蛤類、貽貝類，還有蟹類、水母、藤壺等(圖1一2)。在深海海底根本沒有陽光，生物不可能進(jìn)行光合作用，而且熱液硫化物附近溫度高、壓力大，但在這種極端條件下，硫細(xì)菌從熱液中獲得地?zé)崮芰�，支持著這種特殊的熱液生物群。這類生物群的能量來源和合成有機(jī)質(zhì)的機(jī)理與常見生物群完全不同，在地質(zhì)歷史上的地位也大不相同。圖1一2海底熱液口生物群落!，8:現(xiàn)代海底熱液活動(dòng)及其多金屬硫化物和深海生物群落被認(rèn)為是繼海底發(fā)現(xiàn)多金屬結(jié)核、富鉆結(jié)殼資源以來又一重大的新發(fā)現(xiàn)。海底熱液硫化物是熱液從海底下噴出時(shí)與低溫海水相遇，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成

(a)結(jié)構(gòu)圖(b)采樣器實(shí)物照片圖1一4氣密采樣器(3)拉普敦采樣器美國一家公司研制開發(fā)的拉普敦 (LuPton)采樣器，見圖1一5。該采樣器使用機(jī)械手上的液壓缸觸發(fā)采樣閥，樣品容腔的被腔抽成真空，利用壓力差吸入熱液樣品。由于缺乏壓力維持設(shè)備，在回收過程中難以維持樣品的原位壓力。圖1一5拉普敦采樣器

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3580434