提到軍工技術,相信大家的印象往往是高大上、黑科技、前沿等等的,畢竟很多我們現在用的技術,都是來源于軍工技術。那如果把軍工技術應用到民用上面,會為人們生活帶來哪些改變?


01,關于軍工技術


比如我們今天已經離不開的互聯網,那就是源于軍工技術,最早是為了方便軍隊作戰聯系,后來民用后就成了現在的互聯網。類似的還有像數碼相機、GPS等等,都是最早源于軍工的技術。

可以說,軍工技術給很多人的感覺就是:前沿,強大,往往領先了整個時代的普通應用,一旦在民用上應用往往可以大顯身手。

不過,今天我們講一個別開生面的軍工技術:空化射流技術。

這個名字可能很多人比較陌生,所以咱就詳細介紹一下,其實,這同樣也是一個需求驅動的技術。


02,空化射流技術怎么誕生的?


大家知道海洋是生命的搖籃,海洋中的生物自然是非常多的,而作為航行在其中的艦船,自然不可避免的和生物接觸,結果就是,海軍艦艇非常容易附著許多生物,比如藤壺、貝類等等,據說一條船可能附著的生物高達幾噸甚至更多。這些生物附著在船只,不僅影響著船只的航行,更是會給船只帶來安全隱患,造成船只損傷。

正因為如此,清洗艦艇是海軍的一個重要議題。

然而,艦艇的清洗和我們日常的洗車之類的不一樣,因為,艦艇基本上是從下水那一刻起就終身不離開水,因此,艦船的清洗就必須在水下進行。那么問題來了:

首先,洗滌劑之類的是不能使用的,這樣會污染水體。

其次,常見的鏟除之類的設備也是很難在水下長時間運作,且可能會給艦艇帶來損傷。

為了解決這個問題,海軍將難題交給了科學家們,希望科學家們能夠解決水下清洗的難題。


03,什么是空化射流技術?


于是,一種叫做“空化現象”的物理過程被發現有這種效果。那么,什么是空化現象呢?

是指管道中液體某處的壓強降低到負值時,會導致該部分出現一個真空空間,而出現水和管壁分離[1]。通俗的理解,就是液體由于震動等因素導致局部發生壓力減小,低于水的飽和蒸氣壓,于是出現了氣泡,也就是空泡化,而這些氣泡當遇上物體的時候,氣泡潰滅,產生作用。

其實早在1753年,Eular就在理論上預言了這種現象,不過,在現實中觀察到這個現象則是較晚了。

研究發現,空化現象可以存在于大多數液體中。而液體中形成的空穴一旦崩潰,就會產生高溫、高壓、放電甚至是激震波等等。

這就給空化現象的應用提供了新的依據,于是從上世紀六十年代末,,Johanson 和Kohl等將空化作用應用到了實踐中,提出了“空化射流”的概念[2]。

簡單地說,就是人為的在流體中制造空化現象,這樣可以讓流體的空化現象在實踐中發揮作用。


04,空化射流應用在哪些方面?


空化射流應用在哪些方面?最簡單的就是清洗了。相比于其他的清洗方式,空化射流的優勢非常明顯。

  1. 清洗方式簡單且無污染,可以避免使用化學試劑,對環境無污染。
  2. 安全系數高,空化射流一般的氣壓小于3MPa,這個甚至遠低于我們日常洗車所需的水壓,因此更加安全。
  3. 空化射流可以長距離廣范圍使用,且不受外形限制,不受場地天氣等條件影響。

可以說,空化射流的出現極大的解決了海軍艦艇清洗的麻煩,目前已經用于所有艦船的清洗,包括民間艦船。

當然,不只是如此,其他諸如生化環保、油氣開采、物料破碎等方面都已經應用上了空化射流技術。

當然,上面都是比較高端的領域,那日常生活中有哪些應用呢?你別說,還真有,比如高能氣泡洗碗機。目前有廚衛公司已經應用上了,畢竟洗滌劑的使用,一直是讓很多人糾結的事情。要想洗的干凈,一般得用洗滌劑。但是如果洗滌劑用的太多了,就容易導致洗滌劑殘留。這時候,不用洗滌劑的高能起泡洗碗機就應運而生了。 以下是實驗效果

從試驗中可以看到,其清洗水平要明顯高于普通清洗,沖擊力輸出更強更穩,在石蠟模型中也可以看出高能氣泡洗沖刷效果更好。


可以說,高能氣泡洗的生活應用可以很好地改善洗地效果,相信這套技術未來會在越來越多的洗碗機中使用,讓生活更方便。

[1]胡壽根,朱美洲. 空化水射流研究現狀及其應用[J].華東工業大學學報,1996( 1) : 1-8.

[2]程效銳,張舒研,陳紅杏,常正柏.空化射流技術的應用進展與前瞻性分析[J].能源化工,2018,39(04):19-24.

來源: 李雷