“启真杯”浙江大学2016年度学生十大学术新成果获奖者:李启章

file.php?cmd=download&id=3099713


【获奖成果】

 能节水90%的洗手方式——基于双雾化技术的重力驱动空气洗手装置 

【获奖者】

 申请人李启章, 能源学院2012年级本科生。团队成员均为12级本科生,包括能源学院陈璞阳、郑瑞芮,电气学院程为,机械学院史煜昆,控制学院金京。

【成果简介】

 本项目从清洗原理入手,提出利用高速气流代替传统水流携带污渍的全新清洗理念。通过采用二次雾化技术,并依靠自身重力驱动,将高速气流与细密水雾相结合,在保证洗净程度的同时,节约了近90%的用水量,节水效果远优于市面上的其他同类节水产品,且不会产生任何额外能耗,真正达到了节水节能的目的。

【科研心得】

  

空气洗手,从灵感到实现!

 本项目起始于2014年9月,最开始是为了参加节能减排竞赛而组建的团队,从最初的能源系三人组,发展到现在横跨能源、电气、机械和控制的一支本科生团队,历时两年。在项目开展的过程中,发生了许多值得怀念的点点滴滴,也正是这点滴的汇聚,才换来了“空气洗手”想法的实现。

 队伍组建最初的目的,是为了参加比赛,因此我们的第一要务,就是尽快确定一个符合“节能减排”主题的研究课题。其实一开始并没有思路,我们提出了多个候选的课题,并且每个星期汇总讨论,舍优取精,“空气洗手”这个项目就是在这样高强度的思想碰撞中诞生的。

 空气洗手的提出,源于一句玩笑话:“如果我们可以不用水,只用空气来洗手就好了,毕竟都是流体嘛。”一瞬间的灵感,给迷雾中的我们指明了方向。但是从想法的提出到真正的落实,却没有那么容易。空气洗手听起来简单易懂,但背后凝聚的是整个团队的智慧与汗水。

 我们要用空气来洗手!但是要怎么用空气来洗手呢?

 首先,我们想从理论上验证这个想法的可行性。于是我们开始研究清洗过程中水起到的作用。有文献表明,在清洗过程中,水主要起到两个作用,溶解作用和机械作用。因此,如果要利用空气来清洗,那么只能利用它的机械作用。

 但问题是,如果起到机械作用的用水量本身很少,那么采用空气来清洗的意义就不大。而当时网上查不到任何的相关资料,所以我们只能通过实验来获取相应数据。

 实验之前悬着的心,在结果出来的时候放下了一半。我们发现对于大多数污渍而言,只有不到5%的用水量起到了溶解污渍的作用,而95%以上的用水量仅起到了机械作用,因此这存在着巨大的节水潜力,空气清洗的想法理论可行!

 证明理论可行只是第一步,能否设计出空气洗手的实现方案才是最重要的。我们最初的样机采用了传统雾化技术来完成气水混合,为了验证效果,我们设计了一系列洗手实验。

 14年的冬天,杭州的天气非常冷,而我们的实验要求实验者长时间洗手,在近乎零下的温度中,困难可想而知。当时实验室没有热水器,实验用水特别冰冷,为了减少痛苦,我们三个男生轮流洗手,趁轮流的间隙把手捂热,然后再伸到刺骨的凉水中,一天下来,所有人的手都冻红了,甚至还有人长了冻疮。

 近一个月的实验在严寒中圆满结束,结果十分喜人,空气洗手可行性非常高!平均节水率高达90%的同时,清洗效果极好!

 空气洗手,从最开始提出,到充分论证可行性,历时3个多月。看似简单的想法背后,是我们团队所有成员的坚持与付出。这是一个从0到1的过程,想法的提出,可行性的分析,样机的设计,所有东西只能自己思考与摸索,没有任何前人的经验可以参考,这其中的艰辛,或许只有真正经历过的人才能明白。

 对于节能减排竞赛,作为队长,我可以很自豪的说:我们不能保证自己是最优秀的队伍,但我们绝对是最努力的队伍。在长达一年的比赛周期中,我们几乎将自己所有的课余时间都投入其中,讨论研究到深夜对我们来说是家常便饭,每位队员都在全心全意地付出。那年寒假,全队提前半个月返校,每天都在能源学院的创新实验室日夜赶工;那年校赛,一连经过三个不眠之夜,对PPT和文稿修改了一遍又一遍;那年暑假,实验室的灯每天都亮到凌晨,从机械设计到流体模拟到控制电路,电脑里的数据越来越多……

 一步步走来的点点滴滴,让我们对自己的队伍更加热爱,对自己的作品更加自信。

 没有任何成功是一帆风顺的。面对困难与失败,不能退缩,不应气馁,只有坚强面对才会有转机。正如我们经常自我勉励的,越努力,就越幸运。对我们来说,空气洗手就是,一群志同道合的伙伴,一个明确而又有价值的方向,加上百分之百的努力。这个项目带给我们的经历和成长,才是最珍贵的财富。


 

(文:李启章 图片设计:杨瑜盼)
 



总访问量:17868707