8月8日-12日,“凯胜开能杯”第五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛在西安交通大学举行。我校选送的15件作品中获一等奖1项、二等奖2项、三等奖4项,同时获得优秀组织奖,位居西南第一、全国前列,这是我校参加该项赛事以来的最好成绩。
作品《基于双作用式叶片马达原理的节水系统》荣膺科技类一等奖,它由来自机械工程学院的俞港、钱士才、张骁、陈家良,土木工程学院的司天文、庞梦德以及经济管理学院的王灏文七人组成的团队完成。作为负责人之一的钱士才接受了记者采访。
自来水的过剩水压
钱士才介绍,选题时,他们的指导老师高宏力教授曾经说过,要“从生活的细小方面考虑”,于是他们很自然地想到利用污水。最初,张骁根据奔驰车的标志想到三叶轮,经过团队成员的推导,发现这种装置不符合质量守恒定理,由此而想到了双作用式的叶片马达原理。
简单地说,这是一项污水利用系统,它通过高压自来水给本无压力的污水加压后冲厕。钱士才说,根据他们的调查,家庭生活用水中冲厕水占了30%-50%,同时冲厕水对清洁度的要求不高,如果能利用污水,将节约大量水资源。他说,一般市面上的污水处理系统都需要用户自己操作,如何让过滤后的污水只需按一个开关就可以冲厕呢?这成为了他们考虑的问题。
钱士才介绍了“过剩水压”的概念,他说,国家强制性规定的进户水压为0.28Mpa,而事实上,0.12Mpa的水压已经能够满足家庭用户生活所需,即理想状态下的过剩水压是0.16Mpa。他们的核心装置——“清污水混合装置”就利用了这个过剩水压。
给污水加压后冲厕
“清污混合装置将叶片马达与叶片泵相结合,它有两个液体入口,一个为高压液体入口,另一个为低压液体入口,自来水的高压驱动叶片转动的同时带动低压的污水转动,污水的压力得到了提升,最后清水和加压后的污水混合并排出。”
钱士才介绍,这一节水系统先把生活污水过滤并储存在污水箱内,这种水本身没有压力。同时,污水箱和清污混合装置之间安装了单向阀,防止清水流到污水箱,而清污混合装置连接着蹲便器。水的速度和压强可以相互转化,这样,当流入装置内的高压自来水驱动叶片转动,就变成了中压水,转动的叶片使本身静止的低压污水被带动形成具有一定压力的中压水,这两股水混合后具有一定的冲击力,按下蹲便器的开关就可以冲厕了。
节能减排 创意很重要
钱士才表示,他们的作品已经完成并且可以投入使用,主要用在教学楼的卫生间、职工公寓等,安装在有蹲便器的家庭也不会占用很大空间。他说,他们的作品接下来会在即将举办的成都西博会上展出。
他总结,他们的创新点在于不需要消耗其他能源就可以利用污水,只需要利用自来水的水压。他表示,创新很重要,但是为了参加比赛而创新是很难想出来的,应该在生活中找问题,进行观察、思考。
(学生编辑:邱方长)