节能减排大赛 节水高压气水洗车喷枪

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1、节水高压气水洗车喷枪洗车喷枪是利用高压水流从喷嘴射出，此水流具有一定的速度和打击力从而达到洗车的目的。目前中小洗车经营者应用的洗车喷枪性能单一，洗车时只用水作为唯一的工作流体，用水量大，浪费水资源现象很严重，不符合节能减排的宗旨要求。本设计发明旨在设计一种新的喷枪结构，使从喷枪的喷嘴射出的流体不仅仅具有液体的水而且还有气体（空气），也就是液气两相流体，在洗同样车表面积时达到节水的目的。具体的设计是在喷枪上对称加装带控制阀门的供气管（加入空气），使水和高压空气均匀混合后射出，用较少的水就能提供相应的洗车冲击力。做法是对喷枪侧身对称加装两个供气管，通道上各安装

2、一个带刻度的控制流量的阀门，通过阀门来控制空气的流量，从而改变空气和水的混合情况，针对不同的车身部位采取不同的水量。由于当前中小洗车经营者所使用的洗车喷枪都是以水为主要流体，在洗车采取直接用水喷射的方式，导致耗水量增大，造成水的不必要浪费。由于上述的原因，本设计发明的喷枪可以克服上述的缺点，设计出可将空气和水均匀混合后射出的喷枪节约水资源。当气水混合时，假设混合物总质量流量为M，水的质量流量为，空气的质量流量为，则有。此时流道单位截面通过的质量流量，即总质量流速G：；总容积流量V：；表观质量流速，即两相流的平均速度J：，从以上公式可知，保持水的质量流量和容

3、积流量不变，只增大空气的质量流量和容积流量，混合后的两相流的平均速度和总质量流速都会增大，保证了用较少的水即可得到足够的洗车冲击力，从而减少了水的浪费。气流通入时必然会对原来的水流产生一个不对称的作用力，为了保证水流的稳定，供气通道在喷枪水平轴线的位置对称设置，为了控制气体通入量，在供气管上各设置一个带刻度的阀门。本设计结构简单，使用中用可控流量的空气和水流均匀混合，减少水的使用量，从而达到节水的目的1.通过高压空气和水流的均匀混合后射出，比只用水直接射出更加节水。2.通过阀门控制空气流量，适用于不同车身部位。本发明所述节水喷枪结构简单，适用方便。通过气液

4、两相流代替单一液相流动，达到节水的目的；控制阀门控制空气流量，使喷枪针对不同的车身部位设置不同的水流。本发明具有广阔的应用前景1，适用于中小洗车营业者甚至家用，节省洗车成本。图1-3为市面上所使用的洗车喷枪。设计方案本设计所述洗车喷枪示意图如图4-5所示。1——枪身2——扳机开关3——混合管4——喷嘴5——供水管6——供水管7——供气管8——流量控制阀图4喷枪结构示意图（一）图5喷枪结构示意图（二）节水高压气水洗车喷枪包括枪身（1），用于控制水枪出水的扳机开关（2），用于供水的供水管（6），用于供气的供气管（7），用于混合水和空气的混合管（3），两个用于控

5、制空气流量的流量控制阀（5），用于将气水混合物射出的枪嘴（4）；其中，混合管（3）一端与枪身（1）连接，另一端与枪嘴（4）连接，供气管（7）水平对称连接在枪身两侧，两个供气管（7）上各设置一个流量控制阀（5）。图6为喷枪控制阀与供气管布置示意图。图6控制阀与供气管布置示意图3.工作原理及性能分析当扣下扳机开关后，水从供水管进入；此时，打开流量控制阀，高压空气进入供气管，二者从枪身内部进入混合管中均匀混合后从枪嘴射出。当气水混合时，假设混合物总质量流量为M，水的质量流量为，空气的质量流量为，则有。此时流道单位截面通过的质量流量，即总质量流速G：；总容积流量V

6、：；表观质量流速，即两相流的平均速度J：，从以上公式可知，保持水的质量流量和容积流量不变，只增大空气的质量流量和容积流量，混合后的两相流的平均速度和总质量流速都会增大，保证了用较少的水即可得到足够的洗车冲击力，从而减少了水的浪费。4.创新点及应用1）针对当前中小洗车营业者和家用洗车只用水作为唯一流体使用这一情况，通过对喷枪枪体加装供气通道从而引入第二流体——空气，和水均匀混合后射出。2）供气通道在枪体两侧水平面上对称布置，防止空气通入对水流产生不平衡力的影响。3）在供气通道上设计带刻度的控制阀门，方便控制气体的流量，以便针对不同的洗车部位。随着中国购买汽车

7、的用户越来越多，洗车行业也日渐增多。洗车业的中坚力量暂时以中小营业者居多，洗车设备多有待改进，一方面节约水资源，另一方面也节约洗车的成本，因此本应用前景广阔。