摘要：根據(jù)小汽車清洗傳統(tǒng)方法存在的問題，提出了一種基于渦流管制熱原理的小汽車清洗方法，推導了小汽車 清洗參數(shù)基本設計公式，用數(shù)值算例驗算了所述理論的實用性和方便性。設計了一種渦流熱噴清洗機，試驗數(shù)據(jù) 表明基于渦流管制熱原理的小汽車清洗方法技術上是可行的，具有一定的液流、蒸汽、高溫高壓熱水沖冼綜合效 應。用水量少于高壓冷水槍洗車方式，洗車效率高于手工洗車方式。
關鍵詞：渦流管制熱清洗 中圖分類號：TH122
0 前言
小汽車在行駛過程中，車身表面會逐漸沉積灰 塵和污垢。小汽車表面的污垢在風化、酸雨、高溫 和強光等特殊環(huán)境下如果未能及時護理，將會給車 身漆面造成諸多不良影響：化學污染過的雨水或融 化的雪水，會對車身漆面造成嚴重損害；陽光紫外 線透過車身上的酸雨水珠，聚光點的穿透能力極強， 會在車漆表層產(chǎn)生極難處理的印痕；有害物質(zhì)不斷 沉積、腐蝕、滲透，會使車漆褪色、失去光澤、形 成氧化層。所以小汽車表面需要經(jīng)常清洗。
清洗小汽車的傳統(tǒng)方法主要有液流沖洗、蒸汽 沖洗和高溫高壓熱水沖洗三種。冼車機理是：在液 流法向和切向應力作用下，漆面污垢表面張力下降， 降低了污垢對表面的吸附能力，加快了污垢的乳化、 分散和膠溶等理化過程，導致污垢層破壞和沖落， 洗滌液一面流動一面將污垢粒子從清洗區(qū)帶走。其 中水壓可以增加液流法向和切向應力，水溫可以加 快污垢的乳化、分散和膠溶等理化過程，使沉積在 車身表面的塵土和污泥軟化、活化，使油污等分解 乳化，最終脫離表面?？傊瑳_洗汽車外表面的污 潰與灰塵，用壓力較大的熱水、蒸汽或熱水與氣的 混合體清洗效果更好⑴。
除少數(shù)配有循環(huán)水設備的專業(yè)洗車行外，傳統(tǒng) 方法清洗一輛小汽車需耗水100 kg以上，對環(huán)境造 成污染，浪費寶貴的淡水資源，加之清冼后還需擦 拭小汽車車身表面的水分，不能避免檫拭過程中顆 粒物直接與車表漆面的磨損。當今世界各國都以可 持續(xù)發(fā)展為目標，環(huán)境保護，節(jié)省水源是可持續(xù)發(fā)
展的重要內(nèi)容。隨著小汽車家庭擁有量的增加，清 洗小汽車的傳統(tǒng)方式對環(huán)境的污染將越來越嚴重， 也浪費了大量的淡水資源。節(jié)約用水，愛護水資源， 改善水環(huán)境是勢在必行的。鑒于此，提出了一種基 于渦流管制熱原理的小汽車清洗機。
1方法原理
1.1工作原理
如圖1所示，渦流熱噴汽車清洗機主要由空氣 壓縮機、渦流管、噴射器和噴嘴組成。壓縮機產(chǎn)生 高壓空氣。送入渦流管，在渦流管的制熱作用下， 產(chǎn)生高溫髙壓的熱氣流，送入噴射器，利用高速氣 流產(chǎn)生負壓，引射洗車用清水或洗滌劑，并立即加 熱形成高壓熱水汽，噴出洗車[2]。其中，渦流管和 噴射器是渦流熱噴汽車清冼機的關鍵部件。
1.壓力噴霧腔2.擦盤3.電動機4.框架 5.耐壓軟管6.熱流送氣管7.控制閥8.排氣口 9.空氣壓縮機10.吸氣口 11.孔板12.冷端管子 13.渦流室14.噴嘴15.渦流管進氣管16.耐壓軟管 17.熱端管子18.超聲波發(fā)送器19.蒸發(fā)管20.儲水罐 21.真空霧化腔22.縮放形噴嘴23.混合腔24.把手
空氣壓縮機9工作時，由吸氣口 10吸入室溫 常壓的空氣。經(jīng)過壓縮，由排氣口 8排出壓縮空氣， 壓縮空氣由進氣管15進入渦流管，在噴嘴14內(nèi)膨 脹以后以很高的速度沿切線方向進入渦流室13，形 成自由渦流。經(jīng)過動能的交換，分離成溫度不相同
的兩部分，中心部分的氣流經(jīng)孔板11流出，即是溫 度-10-50 °C的冷氣流；邊緣部分的氣體從另一端 經(jīng)控制閥7流出，即是溫度100130 °C的熱氣流。 從渦流管送出的較高壓力的熱氣流通過縮放形噴嘴 22時，在噴嘴22出口處形成負壓狀態(tài)，使儲水罐 20內(nèi)的水經(jīng)由蒸發(fā)管10不斷地被抽出，進入真空 汽化腔22，與從縮放形噴嘴20噴射出的高速熱氣 流在混合腔23中均勻混合，再經(jīng)連接軟管5，送入 壓力噴汽腔1，將水汽向壓力噴汽腔1出口噴出， 得到具有一定壓力的用于洗車的氣液混合熱流體。 1.2渦流管制熱量
用9mi、Qmc、^mh分別表示進入渦流管的高壓氣 流以及從渦流管排出的冷氣流及熱氣流的質(zhì)量流 量，根據(jù)質(zhì)量連續(xù)方程可得
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