安緯樂

摘 要：本文針對楊絮影響人們生活、危害人體健康等問題，通過調(diào)研現(xiàn)有的收集裝置上，提出了一種創(chuàng)新設(shè)計方案，包括通風(fēng)管、軸流風(fēng)機、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板、收集槽等部件，該設(shè)計包括軸流風(fēng)機-過濾網(wǎng)部分和積塵區(qū)兩部分，其中軸流風(fēng)機-過濾網(wǎng)部分將大顆粒楊絮過濾收集，而積塵區(qū)部分將小顆粒楊絮帶電后在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。該設(shè)計適用于室內(nèi)環(huán)境，可以將飄散在空氣與地面的楊絮進行自動收集，尤其對小顆粒楊絮具有收集功能。所提出的設(shè)計參數(shù)可滿足以360m3的教室，每小時清潔兩次的使用要求。

關(guān)鍵詞：楊絮；收集裝置；自動；風(fēng)機；集塵區(qū)

中圖分類號：TP202 文獻標識碼：A

0.引言

近些年來，由于市政園林為了美化環(huán)境種植大量樹木，相對于其他樹木來說，楊柳樹易于成活，成長速度快，養(yǎng)護成本也較低，而且具有釋氧固碳、降溫增濕等功能，是良好的速生樹種之一，所以歷史上被大量種植。但是楊樹產(chǎn)生的楊絮卻對人們的生活造成了不小的影響，例如不少市民途經(jīng)飛絮路段，要么全副武裝把頭臉裹得嚴實；沒遮攔的行人則瞇縫著眼睛，捂著口鼻快速通過。楊絮可對口鼻等呼吸道造成過敏乃至疾病，尤其對老人和小孩影響很大，還可造成火災(zāi)等安全隱患。室外人們可以采用口罩等防護措施，但是室內(nèi)環(huán)境下人們往往放松警惕，一些楊絮（尤其是細小顆粒的）進入室內(nèi)對人們的危害更大。綜上所述，這一現(xiàn)象對人們的影響較大，如果能通過技術(shù)手段有效解決這一問題，將會更加方便人們出行并且改善環(huán)境。

曹海軍等通過軸流風(fēng)機結(jié)合濾網(wǎng)的技術(shù)方案嘗試解決該問題，但是細小的楊絮顆粒仍有可能漏網(wǎng)。何逸塵設(shè)計了一種由柔性透明膜制成的球型罩殼，可配合風(fēng)機使用，起到收集楊絮的作用。張學(xué)楊等將吸塵器、濾網(wǎng)、水池相結(jié)合，用來收集楊絮，水可對楊絮有較好的吸收和沉降作用。

文本嘗試將風(fēng)機-濾網(wǎng)的技術(shù)方案與靜電積塵技術(shù)相結(jié)合，同時起到對大顆粒楊絮的過濾以及對小顆粒楊絮的吸附作用，提高楊絮自動收集效果。

1.設(shè)計總體方案

參考圖1，所設(shè)計的楊絮自動收集裝置由通風(fēng)管、軸流風(fēng)機、支架、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板和收集槽組成。其中通風(fēng)管，軸流風(fēng)機，支架，過濾網(wǎng)組成風(fēng)機過濾裝置；軸流風(fēng)機固定在通風(fēng)管的中段，下游設(shè)置過濾網(wǎng)，過濾空氣中的大團楊絮。過濾后的空氣仍包含小顆粒楊絮，通入由電暈線、通電金屬板、接地金屬板組成的電暈區(qū)中，電暈線通入高電壓，使周圍的空氣電離為正離子和自由電子，并吸附于空氣氣流中的小顆粒楊絮，起到使小顆粒楊絮帶電的目的。

通電金屬板和接地金屬板組成集塵區(qū)，在兩類金屬板之間形成電場，帶電的小顆粒楊絮在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。經(jīng)過一段時間的使用后，可通過清理濾網(wǎng)將過濾的大團楊絮清理掉，而通過清理收集槽可將吸附的小顆粒楊絮清理出集塵區(qū)。因此，該方案可以達到收集楊絮，凈化空氣的效果。為了保證積塵區(qū)的積塵效果，軸流風(fēng)機風(fēng)速不宜過大，因此風(fēng)機功率、體積、噪音較小，且積塵區(qū)金屬板間隙較小，結(jié)構(gòu)緊湊，故該方案尤其適用于室內(nèi)環(huán)境。

2.集塵區(qū)詳細設(shè)計

集塵區(qū)是楊絮自動收集裝置的核心，本部分對集塵區(qū)中通電金屬板的尺寸、數(shù)量、間距等重要參數(shù)進行計算和設(shè)計。在本設(shè)計中，以常規(guī)的教室為清潔對象，體積為15×8×3=360m3，確保每小時清潔兩次，故所需風(fēng)機每小時提供風(fēng)量Q為360 m3×2=720 m3，則集成器內(nèi)流量q為720/3600=0.2 m3/s。集塵區(qū)內(nèi)風(fēng)速過低會導(dǎo)致流量不足，凈化速度低，風(fēng)速過高又會影響集塵效果，一般設(shè)計v=0.5m/s～2m/s，在本設(shè)計中取1m/s。因此，集塵區(qū)橫截面積：

結(jié)論

針對楊絮影響人們出行問題，本文提出了一種楊絮自動收集裝置設(shè)計方案，研究中取得了如下主要結(jié)論：

（1）提出了楊絮自動收集裝置的設(shè)計，在現(xiàn)有的各種收集裝置基礎(chǔ)上吸取經(jīng)驗進行創(chuàng)新設(shè)計，包括通風(fēng)管、軸流風(fēng)機、支架、過濾網(wǎng)、電暈線、通電金屬板、接地金屬板、收集槽等部件，該設(shè)計將大顆粒楊絮過濾收集并將小顆粒楊絮帶電后在電場力作用下發(fā)生偏移，最終吸附到帶相反電荷的金屬板上。

（2）對集塵區(qū)進行設(shè)計，包括流量、風(fēng)速、集塵區(qū)橫截面積、電場強度、驅(qū)進速度、集塵面積、集塵極板高度、通道數(shù)、集塵區(qū)長度進行計算和設(shè)計。

（3）設(shè)計方案可滿足以360m3的教室，每小時清潔兩次的使用要求。

本文設(shè)計方案引入了靜電積塵技術(shù)，因此風(fēng)速不能太高，可能影響收集效率。此外，本方案暫沒有涉及電路方面的設(shè)計。因此，本設(shè)計未來在效率、電路等方面仍有進一步優(yōu)化的空間。

參考文獻

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指導(dǎo)老師：黃首清。endprint