一种基于PDMS的微型空气取水装置研究

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｇｌｏｂｌａｆｒｅｓｈｗａｔｅｒｃｉｒｓｉｓａｎｄｇｅｔｔｉｎｇｗａｔｅｒｆｒｏｍｄｒｙｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｓ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ —
ｐｈｙｓｉｃｌａｎｄａｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎａｄｉｍｉｎｕｔｉｖｅｍｉｃｒｏｌｆｕｉｄｉｃａｔｍｏｓｐｈｅｉｒｃｗａｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｗｈｉｃｈｉｓｍａｉｎｌｙｍａｄｅｏｆＰＤＭＳ．
０．２ｍｌ，能够从常温常压的空气中取水，验证了该微型空气取水装置的可行性。
关键词：空气取水装置；聚二甲基硅氧烷；微流道；微型中图分类号：ＴＵ９９１．１；ＴＨ７０２文献标志码：Ａ文章编号：１００１ — ４５５１（２０１５）０８—１０７５— ０５
第３２卷第８期
２０１５年８月
机
电
工
程
Ｖ０１．３２Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｌ＆ＥｌａｅｃｔｒｉｃｌａＥｎｇｉｎｅｅｉｎｒｇ
Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｉｒｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅａｔｍｏｓｐｈｅｉｃｒｗａｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｗａｓｐｒｏｍｏｔｅｄ，ｔｈｅｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎｌｙａｓｉｓｍｏｄｅｌ
摘要：为解决日益恶化的全球淡水危机及干旱环境中紧急用水等问题，将具有灵活表面化学性质、低渗水率和高导电性等特性的聚
二甲基硅氧烷（ＰＤＭＳ）技术应用到空气取水装置中，设计了一种基于ＰＤＭＳ的微型空气取水装置。开展了该微型空气取水装置的结构与工作原理的研究，建立了微型空气取水装置的有限元流场分析模型，进而对空气取水装置的取水效率进行了仿真。利用ＰＩ电热膜加热对空气取水装置的取水效果进行了测试。实验结果表明，所制作的空气取水装置在１０ｍｉｎ的解吸附时间内可以产水
ｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｌｆｕｉｄｉｆｅｌｄｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｏｄｒｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｖｉｃｅｗａｓｂｕｉｌｔ．ＴｈｅｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅｏｆｔｈｅｗａｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｗａｓｔｅｓｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅＰＩｅｌｅｃｔｉｒｃｈｅａｔｉｎｇｉｆｌｍ．Ｔｈｅｅｘｐｅｉｍｅｒｎｔｌａｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｉｃｅｆａｂｉｒｃａｔｅｄｉｓａｂｌｅｔｏｐｒｏｄｕｃｅ０．２ｍｌｗａｔｅｒｉｎｔｅｎｍｉｎｕｔｅｓｄｕｉｎｒｇｔｈｅｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎｐｅｉｒｏｄ，ｃａｐａｂｌｅｏｆｇｅｔｔｉｎｇｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅａｉｒｉｎｎｏｒｍａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｎｄａｐｒｅｓｓｕｒｅ．Ｔｈｕｓｔｈｅｆｅｓｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）
ｓｉｌｏｘｎｅ（ａＰＤＭＳ），ａｋｉｎｄｏｆｍａｔｅｉｒａｌｗｉｔｈｃｅｒｔａｉｎｆａｃｉｌａｃｈｅｍｉｃｌａｐｒｏｐｅｔｒｉｅｓ，ｌｏｗｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈｅｌｅｃｔｉｒｃｌａｃｏｎｅｒ
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ — ４５５１．２０１５．０８．０１２
一
种基于ＰＤＭＳ的微型空气取水装置研究术
王贝贝，李爻，李松晶
（哈尔滨工业大学流体控制及自动化实验室，黑龙江哈尔滨１５０００１）
ＭｉｃｒｏａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｗａｔｅｒｇｅｎｅｒａｔｏｒｂａｓｅｄｏｎＰＤＭＳ
ＷＡＮＧＢｅｉ — ｂｅｉ，ＬＩＹａｏ，ＬＩＳｏｎｇ－ｊｉｎｇ