Почему корабли в «век парусников» не использовали дистилляцию для получения пресной воды

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

На первый взгляд, идея кажется очевидной. Вокруг океан. Морская вода всегда под рукой: нагрей, испарь, собери конденсат и пей. Но в реальности флот XVIII-начала XIX века почти не использовал дистилляцию. И дело было не в том, что моряки не знали физики или не умели строить аппараты. Причины куда глубже: от энергетики до логистики и привычек того времени.

Илюстрация
Илюстрация
Источник: www.midjourney.com

Сколько энергии нужно, чтобы «подсластить» море

Физика процесса безжалостна. Чтобы превратить 1 кг воды в пар при 100 °C, требуется около 2260 кДж теплоты. Для команды из 300 человек при суточной норме хотя бы 3 литра на человека — это уже 900 литров в день. Общий расход тепла на испарение составит около 2,0-2,3 ГДж в сутки.

Если предположить КПД печей на корабле всего 30-40% (а в качку он будет ещё ниже), то получится, что для выработки этой воды нужно 170-250 кг сухих дров каждый день. На месячном переходе — это тонны топлива. И всё ради того, чтобы просто пить и готовить еду. В реальности дрова были нужны для готовки и отопления, а свободного места в трюме катастрофически не хватало. И это при том, что топливо надо было где-то хранить и защищать от влаги. Для парусника с его ограниченными ресурсами и грузоподъёмностью такая схема выглядела бессмысленной.

Автор: ИИ midjourney Источник: www.midjourney.com

Ограничения деревянного корабля

Камбузный огонь на парусниках был нормой, но к нему относились с большой осторожностью. Вся конструкция корабля, от корпуса до такелажа пропитана смолами, жиром, маслами. Любая искра могла обернуться катастрофой. Дополнительные топки и котлы означали бы новый источник жара и дыма, который сложно контролировать. Особенно в шторм или при качке, когда корабль постоянно наклоняется. Случайный разлив кипятка или прорыв пара и пожар разгорается за минуты. Исторические материалы о пожарах на судах показывают, что даже обычный камбуз был источником постоянных рисков.

Знание технологии было, но оно не масштабировалось

Дистилляция как процесс была известна давно. Уже в середине XVIII века шотландский врач Джеймс Линд экспериментировал с перегонкой морской воды на кораблях. Позже, в 1770-х, хирург Чарльз Ирвинг представил Адмиралтейству усовершенствованный аппарат, который использовал тепло камбуза. Его поставили на вторую экспедицию Джеймса Кука на кораблях Resolution и Adventure.

Автор: Original PNG by User:Quantockgoblin, SVG adaptatio Источник: commons.wikimedia.org

Аппарат действительно работал и давал дополнительную воду. Парламент даже выплатил Ирвингу £5000 премии за изобретение. Но производительность оставалась небольшой, а обслуживание — сложным. Из-за солей теплообменники быстро покрывались твёрдой коркой накипи, приходилось их разбирать и чистить, а при качке перегонка становилась непредсказуемой.

Поэтому эти установки воспринимались как страховка на крайний случай, а не как повседневный способ обеспечения команды водой.

Почему бочки, грог и дождь побеждали дистилляцию

Вместо возни с перегонкой моря флот XVIII века пользовался проверенной логистикой.

  • В трюмах хранили сотни дубовых бочек с водой. На больших рейсах был штатный бондарь, чья работа — чинить и «освежать» бочки.
  • Вода часто шла вперемешку с вином, пивом или ромом. На британском флоте существовала знаменитая практика грога, разбавленного рома. Алкоголь частично обеззараживал жидкость и служил мотивацией для команды.
  • В северных морях использовали слабое пиво как безопасный напиток для повседневного употребления.
  • При возможности собирали дождевую воду, натягивали паруса или тенты, направляли сток в бочки. Это делали эпизодически, но регулярно полагаться на дождь было нельзя.

Норма воды строго учитывалась. Например, в американских регламентах конца XVIII века встречается минимум 1/2 галлона (≈2 литра) на человека в сутки для дальних переходов. В Британии часть этой нормы заменяли спиртным. Да, вода в бочках быстро «цвела», появлялся неприятный запах, осадок, вкус смолы. Но моряки привыкли к этому, а офицеры умели рассчитывать пайки так, чтобы дотянуть до ближайшего порта.

Проблема качки и масштабирования

На суше дистилляция — это стабильный процесс. В море всё иначе. Корабль постоянно наклоняется и трясётся, жидкость переливается, пары уходят не туда, где их должны конденсировать. В результате:

  • нарушается стабильность кипения,
  • часть пара уходит в пустоту,
  • соляной туман загрязняет конденсат,
  • оборудование быстро зарастает накипью.

Масштабировать такой процесс до сотен литров в сутки на деревянном корабле было почти нереально.

Паровая революция: когда дистилляция стала нормой

Всё изменилось, когда в морской флот пришли паровые машины. На борту появились котлы, дающие огромное количество горячего пара и тепла. Конденсаторы уже стояли в системе, и стало логично отбирать чистую воду прямо из пара. Кроме того, инженеры разработали вакуум-испарители, в которых вода кипела при пониженной температуре. Это снизило образование накипи и сделало процесс эффективнее. В 1861 году на броненосце HMS Warrior установили полноценный дистиллятор. Постепенно такие устройства стали стандартом. Век парусников уходил, и вместе с ним уходили все прежние ограничения.

Автор: Чарльз Диксон (1872-1934 Источник: en.wikipedia.org

Итог

В те времена дистилляция была известна, но оставалась редкостью. Чтобы каждый день превращать морскую воду в пресную, требовались огромные запасы топлива, а дрова на паруснике и так были на вес золота. Огромные котлы создавали бы постоянную угрозу пожара на деревянном корабле, пропитанном смолами и маслами, любая искра могла стать фатальной. Даже если не думать о риске, сама система была капризной. Внутри быстро образовывалась накипь, всё текло, забивалось и ломалось, а при качке процесс становился непредсказуемым. Вместо воды экипаж получал бесконечные чистки и ремонты.

Парусники жили иначе: воду и напитки хранили в бочках, пайки выдавали по строгим правилам. Этот способ был понятен, проверен и не требовал лишнего места для котлов и топлива. Массовой дистилляция стала лишь тогда, когда на кораблях появились паровые машины и тепло стало доступным без риска сжечь судно.

Изображение в превью:
Автор: ИИ midjourney
Источник: www.midjourney.com

6 комментариев

Добавить комментарий

p
в качку он будет ещё ниже

основано на твоих фантазиях?
пары уходят не туда, где их должны конденсировать

и куда он уходит из трубы?
часть пара уходит в пустоту

в какую пустоту? откуда в трубе взялась пустота?
Похоже ТС про дистилляцию ни в зуб ногой. Минус.
H
Автор — ИИ. Такого шлака полно везде.
m
Стелла, ака Алеся, иди в школе поучись…
Если предположить КПД печей на корабле всего 30-40% (а в качку он будет ещё ниже), то получится, что для выработки этой воды нужно 170-250 кг сухих дров каждый день. На месячном переходе — это тонны топлива. И всё ради того, чтобы просто пить и готовить еду. В реальности дрова были нужны для готовки и отопления, а свободного места в трюме катастрофически не хватало. И это при том, что топливо надо было где-то хранить и защищать от влаги. Для парусника с его ограниченными ресурсами и грузоподъёмностью такая схема выглядела бессмысленной.

Вообще-то разница есть — возить тонну воды или четверть тонный дров. Но огонь и деревянный корабль вещи с трудом совместимые…
C
… Но огонь и деревянный корабль вещи с трудом совместимые…

Первые пароходы, ещё деревянные, были пожароопаснее любых парусников. Например, гибель «Амазонки» в 1858 году.
komsomolec80
и что это доказывает? типа пароходы были ещё более опасные, значит можно было на обычных парусниках размещать паровые системы и не париться?
105382351488928575435@google
А угля нужно ещё вдвое меньше. Другое дело, что вода, как правило, значительно дешевле и дров и угля.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Квантовые спины впервые сдвинули сантиметровый объект: как физики преодолели барьер микромира

В фундаментальной физике существует давняя граница между микромиром и макромиром. Законы квантовой механики формулировались для отдельных элементарных частиц — электронов, протонов,...

Планшет, ноутбук и холст для рисования в одном флаконе: обзор Ninkear S13 Neo на Intel N150

Тем, кто привык к интерфейсу Windows, но не всегда хочет брать с собой ноутбук, придётся по душе Ninkear S13 Neo. По виду это обычный планшет с 13-дюймовым экраном, внутри которого работает Windows...

Самое странное облако Марса нарушило земные законы физики: почему шлейф длиной 1800 км не должен существовать

Каждое утро в период марсианского лета над южным полушарием планеты возникает гигантское атмосферное явление. Над западным склоном потухшего вулкана Гора Арсия формируется узкое белое облако из...

Почему дайверы со всего мира хотят увидеть дно озера Каинды в Казахстане

Куда только не хотят попасть дайверы-экстремалы: от остатков затонувших кораблей до пещер, из которых не факт, что выйдет выплыть. Но необычные виды и острые ощущения берут верх над чувством...

✦ ИИ  DIY «сделай сам» без мастерской: 7 технических лайфхаков для ремонта, апгрейда и экономии

Большинство мелких поломок дома вовсе не требуют поездки в сервис. Часто достаточно мультиметра, набора отвёрток, паяльника и понимания того, что именно вышло из строя. Собрал несколько DIY (сделай...

✦ ИИ  The Orange Box: 10 октября 2007 года Valve выпустила сборник из пяти игр, который стал легендой

10 октября 2007 года Valve выпустила The Orange Box — необычный игровой комплект, объединивший сразу пять проектов. В одной коробке оказались Half-Life 2, два эпизода, Portal и Team...