汽車尾氣固體顆粒吸附器林初倫陳海陽陳小燕呼格吉樂〔湖州師范學院理學院物理實驗教學示范中心浙江湖州313000〕摘要：通過吸附、過濾等簡單的物理原理，減少汽車尾氣中固體顆粒物的排放量，從而到達提高空氣質(zhì)量的目的。關(guān)鍵詞：吸附；過濾；固體顆粒物伴隨著科技的不斷進步，人們的生活也越來越好。轎車幾乎成為人們?nèi)粘Ｉ畹拇焦ぞ?。不過隨之而來環(huán)境污染問題卻是人們所擔憂的。汽車尾氣中含有的污染物有固體懸浮顆粒、一氧化碳、二氧化碳、鉛及硫氧化合物等

，這些物質(zhì)假設(shè)被吸入呼吸道，附著在肺壁上能引起呼吸系統(tǒng)疾病，損壞肺部，使已有的呼吸及心血管問題惡化；當顆粒物有毒時，可能引起癌癥、皮炎、眼結(jié)膜炎等疾病。在一定的條件下還可形成光化學煙霧，對人眼、鼻、氣管、肺黏膜造成傷害，甚至引發(fā)支氣管炎、肺癌等。針對這種狀況，減少汽車尾氣對大氣所造成的污染，提高空氣的質(zhì)量顯得刻不容緩。我們小組利用所掌握的知識，結(jié)合市場上已有的除塵工具制作了汽車尾氣固體顆粒吸附器。一、“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的結(jié)構(gòu)圖和實物圖該模型主要是由鐵皮、吸油棉、空氣濾清器、高壓電路、鐵絲網(wǎng)及絕緣塑料與橡膠組成?！捌囄矚夤腆w顆粒吸附器〞由三局部構(gòu)成：一是利用高壓電路在鐵絲網(wǎng)中產(chǎn)生高壓，在尾氣通過鐵絲網(wǎng)時，固體顆粒物被電離進而吸附在鐵絲網(wǎng)上面；二是利用吸油棉制成“油霧過濾網(wǎng)〞，吸收尾氣當中的油霧。其目的是為了延長空氣濾清器的壽命；三是利用空氣濾清器對尾氣中殘留的顆粒物進行過濾。35cm35cm21.5cm20cm20cm進氣口鐵絲網(wǎng)油霧過濾網(wǎng)7cm“高壓電路11cm排氣口“顆粒吸附器〞側(cè)視圖圖1“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的結(jié)構(gòu)圖圖2“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的實物圖二、“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的原理分析“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞由三局部構(gòu)成：一是利用高壓電路在鐵絲網(wǎng)中產(chǎn)生高壓，使固體顆粒物被電離進而吸附在鐵絲網(wǎng)上面；二是用吸油棉制作秤“油霧過濾網(wǎng)〞，吸收尾氣中的油霧；三是利用空氣濾清器對尾氣中殘留的顆粒物過濾?！惨弧踌o電除雜含顆粒物的尾氣經(jīng)過高壓靜電場時被電離，顆粒物與負離子結(jié)合帶上負電后，趨向陽極外表放電而沉積，從而到達了除雜的效果。圖3高壓電路圖〔二〕油霧過濾由于汽油的不完全燃燒，導(dǎo)致尾氣中含有少量的油霧，而油霧對于紙質(zhì)空氣濾清器的使用壽命有較大的影響。為增長空氣濾清器的使用壽命，故對油霧進行過濾?！踩吃俅纬s利用空氣濾清器，對尾氣中還殘留的固體顆粒物進行過濾，使得尾氣對大氣質(zhì)量的影響進一步的減小。三、“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的制作和使用方法〔一〕“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的制作：1．取的一塊鐵皮，在固定的位置做假設(shè)干腳〔用于材料的固定〕。將其做成無上下底的圓柱體。在柱體上面開一扇“門〞〔用于除污材料的存取〕；并在柱體上開一小窗，用于觀察內(nèi)部的構(gòu)造。2．截取兩塊半徑為的圓形鐵皮，在其中一塊上打一個半徑為的圓孔；另一塊上打兩個同樣的圓孔。3．用鐵皮制作三個高，底面半徑為的無上下底的小圓柱，分別將其固定在兩鐵皮上面的圓孔內(nèi)。4．將方形的空氣濾清器的加工成半徑為，高為的圓柱體；將吸油棉固定在半徑為的鐵絲環(huán)上；將三個鐵絲網(wǎng)固定在絕緣橡膠上面〔兩兩不接觸〕。5．將高壓電路的輸出端接至鐵絲網(wǎng)，左右兩鐵絲網(wǎng)接負極，中間接正極。6.把制作完成的除污材料固定至1中圓柱體內(nèi)。注意固定鐵絲網(wǎng)的地方需加一層絕緣塑料，防止靜電對人造成傷害。7.給吸附器的外面涂上草綠色的油漆?！捕场捌囄矚夤腆w顆粒吸附器〞的使用方法：將“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞裝至汽車排氣口即可，在發(fā)動汽車時只需翻開高壓電路的開關(guān)。也可將汽車內(nèi)的電源作為電路所需的電源，這樣電路工作就取決汽車發(fā)動與否。四、“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的性能及前景〔一〕“汽車尾氣固體顆粒吸附器〞的性能：1．本模型做了非常好的絕緣處理，可靠性和平安性高。2．本模型材料易獲取，加工簡便。3．本模型經(jīng)久耐用，不需要經(jīng)常更換除污材料，只需定期對空氣濾清器進行清洗，而清洗的間隔時間較長。4．本模型適合于低排量的家庭轎車，效果較好。但對于大型卡車之類的車輛，模型的使用壽命那么會縮短。5．本模型原理簡單，各階層人士均可理解其中的原理。既能幫助人們認識身邊的物理常識，也能培養(yǎng)大家對科學的興趣?！捕场捌囄矚夤腆w顆粒吸附器〞的前景本模型適合小型的家庭私家車，是一個很實用的環(huán)保儀器。并且安裝簡單、本錢低，根本沒有改變原有的汽車尾氣排放結(jié)構(gòu)，即在原有的根底上加上該套裝置就可以實現(xiàn)整個功能。模型的綜合技術(shù)在國內(nèi)未見有相同或類似的報道，因此，具有新穎性和良好的市場應(yīng)用價值。同時對于提高空氣的質(zhì)量幫助非常大，能進一步幫助我們提高生活的質(zhì)量，防止一些疾病的發(fā)生。五、相關(guān)拓展知識靜電的運用：靜電除了在除雜上面的應(yīng)用之外，在應(yīng)用在生活、生產(chǎn)中的很多方面：〔1〕夏天往往是蚊子猖獗的季節(jié)，人們一方面想在室外納涼，但卻恐于蚊子的騷擾，而電蚊拍的出現(xiàn)在很大程度上幫助人們解決這樣的困擾?！?〕利用靜電吸附作用將聚合物涂料微粒涂敷在接地金屬物體上，然后將其送入烘爐以形成厚度均勻的涂層，使得漆液利用率甚高，可達80～90％左右?！?〕在紡紗過程中利用靜電場對纖維的作用力，使纖維得到伸直、排列和凝聚，并在自由端須條加拈時起到平衡的作用，使紡紗能連續(xù)進行。雖然靜電能給我們帶來幫助，但同時也會給我們帶來或多或少的傷害，所以在使用的時候還是要小心、謹慎。參考文獻：[1]童詩白,華成英.模擬電子技術(shù)根底[M],北京:高等教育出版社,2006,5[2]陶顯芳.一種汽車尾氣電子凈化裝置的設(shè)計[J],電子工程世界作者簡介：林初倫〔1991-〕，浙江溫州平陽人，男，湖州師范學院理學院物理學專業(yè)08級學生注：湖州師范學院高等教育研究工程〔工程編號：GJD11018〕指導(dǎo)老師：呼格