提到军工技术,相信大家的印象往往是高大上、黑科技、前沿等等的,毕竟很多我们现在用的技术,都是来源于军工技术。那如果把军工技术应用到民用上面,会为人们生活带来哪些改变?

01,关于军工技术

比如我们今天已经离不开的互联网,那就是源于军工技术,最早是为了方便军队作战联系,后来民用后就成了现在的互联网。类似的还有像数码相机、GPS等等,都是最早源于军工的技术。

可以说,军工技术给很多人的感觉就是:前沿,强大,往往领先了整个时代的普通应用,一旦在民用上应用往往可以大显身手。

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不过,今天我们讲一个别开生面的军工技术:空化射流技术。

这个名字可能很多人比较陌生,所以咱就详细介绍一下,其实,这同样也是一个需求驱动的技术。

02,空化射流技术怎么诞生的?

大家知道海洋是生命的摇篮,海洋中的生物自然是非常多的,而作为航行在其中的舰船,自然不可避免的和生物接触,结果就是,海军舰艇非常容易附着许多生物,比如藤壶、贝类等等,据说一条船可能附着的生物高达几吨甚至更多。这些生物附着在船只,不仅影响着船只的航行,更是会给船只带来安全隐患,造成船只损伤。

正因为如此,清洗舰艇是海军的一个重要议题。

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然而,舰艇的清洗和我们日常的洗车之类的不一样,因为,舰艇基本上是从下水那一刻起就终身不离开水,因此,舰船的清洗就必须在水下进行。那么问题来了:

首先,洗涤剂之类的是不能使用的,这样会污染水体。

其次,常见的铲除之类的设备也是很难在水下长时间运作,且可能会给舰艇带来损伤。

为了解决这个问题,海军将难题交给了科学家们,希望科学家们能够解决水下清洗的难题。

03,什么是空化射流技术?

于是,一种叫做“空化现象”的物理过程被发现有这种效果。那么,什么是空化现象呢?

是指管道中液体某处的压强降低到负值时,会导致该部分出现一个真空空间,而出现水和管壁分离[1]。通俗的理解,就是液体由于震动等因素导致局部发生压力减小,低于水的饱和蒸气压,于是出现了气泡,也就是空泡化,而这些气泡当遇上物体的时候,气泡溃灭,产生作用。

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其实早在1753年,Eular就在理论上预言了这种现象,不过,在现实中观察到这个现象则是较晚了。

研究发现,空化现象可以存在于大多数液体中。而液体中形成的空穴一旦崩溃,就会产生高温、高压、放电甚至是激震波等等。

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这就给空化现象的应用提供了新的依据,于是从上世纪六十年代末,,Johanson 和Kohl等将空化作用应用到了实践中,提出了“空化射流”的概念[2]。

简单地说,就是人为的在流体中制造空化现象,这样可以让流体的空化现象在实践中发挥作用。

04,空化射流应用在哪些方面?

空化射流应用在哪些方面?最简单的就是清洗了。相比于其他的清洗方式,空化射流的优势非常明显。

  1. 清洗方式简单且无污染,可以避免使用化学试剂,对环境无污染。
  2. 安全系数高,空化射流一般的气压小于3MPa,这个甚至远低于我们日常洗车所需的水压,因此更加安全。
  3. 空化射流可以长距离广范围使用,且不受外形限制,不受场地天气等条件影响。

可以说,空化射流的出现极大的解决了海军舰艇清洗的麻烦,目前已经用于所有舰船的清洗,包括民间舰船。

当然,不只是如此,其他诸如生化环保、油气开采、物料破碎等方面都已经应用上了空化射流技术。

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当然,上面都是比较高端的领域,那日常生活中有哪些应用呢?你别说,还真有,比如高能气泡洗碗机。目前有厨卫公司已经应用上了,毕竟洗涤剂的使用,一直是让很多人纠结的事情。要想洗的干净,一般得用洗涤剂。但是如果洗涤剂用的太多了,就容易导致洗涤剂残留。这时候,不用洗涤剂的高能起泡洗碗机就应运而生了。 以下是实验效果

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从试验中可以看到,其清洗水平要明显高于普通清洗,冲击力输出更强更稳,在石蜡模型中也可以看出高能气泡洗冲刷效果更好。

可以说,高能气泡洗的生活应用可以很好地改善洗地效果,相信这套技术未来会在越来越多的洗碗机中使用,让生活更方便。

[1]胡寿根,朱美洲. 空化水射流研究现状及其应用[J].华东工业大学学报,1996( 1) : 1-8.

[2]程效锐,张舒研,陈红杏,常正柏.空化射流技术的应用进展与前瞻性分析[J].能源化工,2018,39(04):19-24.