仿生学原理新型汽车油水分离器研究【字数：11537】
油水处理是一种典型的非均质液-液系统处理过程，其中涉及到的难题十分的多。因此研究开发一套高效而且低能耗的油水分离系统显得十分重要，而且这对节能环保也有着重大的意义。同时油水分离器作为发动机上一个部件，它的主要作用是提高柴油的品质。油水分离器一旦出现问题就会导致发动机出现冒烟异常、气门积炭、功率下降等一系列问题，严重时甚至会导致发动机损坏，所以说油水分离器在汽车上的作用还是很重要的。本文基于传统柴油油水分离器进行设计，本设计在不改变结构的情况下加装了加热器可以对柴油进行加热。同时在油水分离器的储油室和储水室中采用表面涂有氧化石墨烯和聚二甲基硅氧烷的复合薄膜的金属网，该金属网能够使油水混合物中的水或油单独通过从而实现油和水的分离。该油水分离器的网可以实现不限量的持续油水分离，不存在吸附式油水分离的吸附饱和问题，大大提高了油水分离器的效率，并且可以重复使用。同时本制备方法过程简单，成本低，适合批量生产，为新型柴油油水分离器的设计提供借鉴。
目录
1. 绪论 1
1.1选题的背景及意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3油水分离器的工作原理 4
1.4 油水分离器部件组成 4
1.5本课题研究的主要内容 5
2. 实验方法 6
2.1实验材料 6
2.2 实验方法 6
2.3本章小结 7
3.仿生学油水分离铜网的设计 8
3.1引言 8
3.2 油水分离铜网的显微组织 8
3.3油水分离效率 9
3.4本章小结 11
4. 油水分离器结构设计 13
4.1 引言 12
4.2油水分离器结构设计 12
4.2.1 油水分离器概述 12
4.2.2加热器电路 13
4.2.3 温控开关 14
4.2.4油水分离器设计 16
4.3 本章小结 17
5. 结论 18
参考文献 19
致谢 20
1.绪论
1.1选题的背景及意义
随着社会的发展，时代的进步汽车已经成为我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
们日常生活不可缺少的一部分了，它不仅为我们的生活带来了便利，而且还对社会的发展、经济的增长和科技的进步作出了长足的贡献，但与此同时汽车尾气的排放，人类对能源的开采和使用，都对我们赖以生存的环境造成了巨大的破坏。
由于新出台的排放法规和经济效益对发动机使用的影响比较大，发动机的使用主流已渐渐向现代车用柴油机靠拢。与汽油机相比，柴油机具有相对较低的燃油消耗率，且行驶时的振动噪声和废气排放都比较低，同时他还拥有较好的热效率，因此它的输出扭矩和输出功率都比汽油机出色。然而，柴油机在我国的应用并不广泛，一般多用于卡车、火车、轮船等这类需要低速大扭矩的机器上。在我国轿车使用柴油机的比例相对较少，而在欧洲已达到60%以上[1]。中国的汽车工业正处于蓬勃发展的阶段，我国汽车的生产数量和销售数量都已经遥遥领先于欧美国家，但与此同时，我国汽车尾气的排放量也在不断的上升。这使我国陷入了空气污染和石油能源危机的双重困境。特别是汽车一氧化碳，氮氧化物等物质的排放已经严重污染了我们人类的生存环境，并且这也是我国现在雾霾天气较多的主要原因[2]。为了解决这两个问题，从2015年元旦起柴油车国家四项排放标准在我国开始全面实施。通过这一系列的措施柴油发动机乘用车的生产和销量可能会迎来大幅度的增长。国四排放加快了我国柴油机的发展进程，随之而来的是汽车行业内的零部件开发的环节也相继产生了很大的改变。尤其是燃油供给系统，它在柴油机中扮演着“心脏”这一重要角色，由此可见它是柴油机中及其重要的一部分。当今柴油供给技术已经迈入电子控制时代。柴油油水分离器在电控供油系统中是必不可少的零部件。柴油油水分离器的过滤效率和过滤的可靠性对电喷系统以及发动机的性能和寿命有着非常大的影响。
由于柴油中的水分导致柴油机供油系统发生故障的故障率甚至高达了50%。柴油中的水分进入发动机后会导致燃油系统中的重要零部件发生腐蚀，同时，由于柴油中存在的水分也会快速的滋养大量的微生物，这些微生物会堵塞喷油嘴，使燃油供给系统无法向发动机供油。因此需要尽一切办法去降低柴油中的含水量，特别是游离状态下的小水滴，这些小水滴会使高压喷射系统的一些部件的运行受到影响，严重时，甚至会使高压喷射系统失效。所以必须要使用油水分离器可靠且高效地将柴油中的水分分离出来。保证发动机正常工作的根本任务是提高油水分离器的分离效率从而高效、快速的去除燃油中的水分。汽车油水分离器作为一个为汽车提供油水分离功能的零件，它是汽车必不可少的一部分，它的主要作用是去除燃油中的水分，从而使燃油供给系统的故障率降低，这样发动机的使用寿命才能得以保证。本文是以仿生学原理开发的滤网为基础，对油水分离器的结构进行设计，从而来提高油水分离器的分离效率。
1.2国内外研究现状
现如今溢油事故的频频发生已经严重的威胁到了人类的生存环境以及人类的健康安全，但是目前想要对水中的油进行净化则需要较高的成本和巨大的能源消耗，因此这也会对社会造成巨大的经济负担和资源上的浪费。于是为了解决上述问题，对油水分离滤网材料的使用开始受到人们的关注，然而，绝大部分油水分离材料由于制备的工艺复杂、加工条件苛刻和高昂的生产费用，很难形成大规模的量产，因此在社会生产活动中仍难以获得广泛的应用。此外，由于受到生产条件和制备方法的限制，使用传统的油水分离材料也难以制备出大尺寸的油水分离产品，这也进一步增加了生产成本，并且降低了产品使用时的油水分离效率。
公开号为CN106084276A的中国专利已公开了一种高效合成石墨烯聚二甲基硅氧烷功能海绵的方法，其主要实施方法如下：首先，通过超声空化效应得到石墨烯聚二甲基硅氧烷预聚物和稀释剂的均匀悬浮液；然后再采用溶剂挥发法在模板表面包覆石墨烯聚二甲基硅氧烷混合物；最后通过交联固化聚二甲基硅氧烷，然后移除模板并且对样品进行干燥后，从而获得石墨烯聚二甲基硅氧烷功能海绵。获得的功能海绵表面结构比较特殊，并且它还拥有出色的力学性能、优异的润湿性能，以及多变的可塑性能等这些优点。这种功能海绵由于吸附能力强、吸附速率快、选择性强、循环再利用性能好，所以它在应对原油渗漏和工业有机废液这些方面具有潜在的应用价值。但是上述现有技术利用了泡沫材料多孔的特性对油脂进行吸附，进而对水进行净化的原理，因此当材料吸附油脂的量饱和后，必须对泡沫材料进行复杂的去油处理，不进行处理就难以继续进行油的吸附，大大降低了油水分离的效率，增加了成本。
目录
1. 绪论 1
1.1选题的背景及意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3油水分离器的工作原理 4
1.4 油水分离器部件组成 4
1.5本课题研究的主要内容 5
2. 实验方法 6
2.1实验材料 6
2.2 实验方法 6
2.3本章小结 7
3.仿生学油水分离铜网的设计 8
3.1引言 8
3.2 油水分离铜网的显微组织 8
3.3油水分离效率 9
3.4本章小结 11
4. 油水分离器结构设计 13
4.1 引言 12
4.2油水分离器结构设计 12
4.2.1 油水分离器概述 12
4.2.2加热器电路 13
4.2.3 温控开关 14
4.2.4油水分离器设计 16
4.3 本章小结 17
5. 结论 18
参考文献 19
致谢 20
1.绪论
1.1选题的背景及意义
随着社会的发展，时代的进步汽车已经成为我 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
们日常生活不可缺少的一部分了，它不仅为我们的生活带来了便利，而且还对社会的发展、经济的增长和科技的进步作出了长足的贡献，但与此同时汽车尾气的排放，人类对能源的开采和使用，都对我们赖以生存的环境造成了巨大的破坏。
由于新出台的排放法规和经济效益对发动机使用的影响比较大，发动机的使用主流已渐渐向现代车用柴油机靠拢。与汽油机相比，柴油机具有相对较低的燃油消耗率，且行驶时的振动噪声和废气排放都比较低，同时他还拥有较好的热效率，因此它的输出扭矩和输出功率都比汽油机出色。然而，柴油机在我国的应用并不广泛，一般多用于卡车、火车、轮船等这类需要低速大扭矩的机器上。在我国轿车使用柴油机的比例相对较少，而在欧洲已达到60%以上[1]。中国的汽车工业正处于蓬勃发展的阶段，我国汽车的生产数量和销售数量都已经遥遥领先于欧美国家，但与此同时，我国汽车尾气的排放量也在不断的上升。这使我国陷入了空气污染和石油能源危机的双重困境。特别是汽车一氧化碳，氮氧化物等物质的排放已经严重污染了我们人类的生存环境，并且这也是我国现在雾霾天气较多的主要原因[2]。为了解决这两个问题，从2015年元旦起柴油车国家四项排放标准在我国开始全面实施。通过这一系列的措施柴油发动机乘用车的生产和销量可能会迎来大幅度的增长。国四排放加快了我国柴油机的发展进程，随之而来的是汽车行业内的零部件开发的环节也相继产生了很大的改变。尤其是燃油供给系统，它在柴油机中扮演着“心脏”这一重要角色，由此可见它是柴油机中及其重要的一部分。当今柴油供给技术已经迈入电子控制时代。柴油油水分离器在电控供油系统中是必不可少的零部件。柴油油水分离器的过滤效率和过滤的可靠性对电喷系统以及发动机的性能和寿命有着非常大的影响。
由于柴油中的水分导致柴油机供油系统发生故障的故障率甚至高达了50%。柴油中的水分进入发动机后会导致燃油系统中的重要零部件发生腐蚀，同时，由于柴油中存在的水分也会快速的滋养大量的微生物，这些微生物会堵塞喷油嘴，使燃油供给系统无法向发动机供油。因此需要尽一切办法去降低柴油中的含水量，特别是游离状态下的小水滴，这些小水滴会使高压喷射系统的一些部件的运行受到影响，严重时，甚至会使高压喷射系统失效。所以必须要使用油水分离器可靠且高效地将柴油中的水分分离出来。保证发动机正常工作的根本任务是提高油水分离器的分离效率从而高效、快速的去除燃油中的水分。汽车油水分离器作为一个为汽车提供油水分离功能的零件，它是汽车必不可少的一部分，它的主要作用是去除燃油中的水分，从而使燃油供给系统的故障率降低，这样发动机的使用寿命才能得以保证。本文是以仿生学原理开发的滤网为基础，对油水分离器的结构进行设计，从而来提高油水分离器的分离效率。
1.2国内外研究现状
现如今溢油事故的频频发生已经严重的威胁到了人类的生存环境以及人类的健康安全，但是目前想要对水中的油进行净化则需要较高的成本和巨大的能源消耗，因此这也会对社会造成巨大的经济负担和资源上的浪费。于是为了解决上述问题，对油水分离滤网材料的使用开始受到人们的关注，然而，绝大部分油水分离材料由于制备的工艺复杂、加工条件苛刻和高昂的生产费用，很难形成大规模的量产，因此在社会生产活动中仍难以获得广泛的应用。此外，由于受到生产条件和制备方法的限制，使用传统的油水分离材料也难以制备出大尺寸的油水分离产品，这也进一步增加了生产成本，并且降低了产品使用时的油水分离效率。
公开号为CN106084276A的中国专利已公开了一种高效合成石墨烯聚二甲基硅氧烷功能海绵的方法，其主要实施方法如下：首先，通过超声空化效应得到石墨烯聚二甲基硅氧烷预聚物和稀释剂的均匀悬浮液；然后再采用溶剂挥发法在模板表面包覆石墨烯聚二甲基硅氧烷混合物；最后通过交联固化聚二甲基硅氧烷，然后移除模板并且对样品进行干燥后，从而获得石墨烯聚二甲基硅氧烷功能海绵。获得的功能海绵表面结构比较特殊，并且它还拥有出色的力学性能、优异的润湿性能，以及多变的可塑性能等这些优点。这种功能海绵由于吸附能力强、吸附速率快、选择性强、循环再利用性能好，所以它在应对原油渗漏和工业有机废液这些方面具有潜在的应用价值。但是上述现有技术利用了泡沫材料多孔的特性对油脂进行吸附，进而对水进行净化的原理，因此当材料吸附油脂的量饱和后，必须对泡沫材料进行复杂的去油处理，不进行处理就难以继续进行油的吸附，大大降低了油水分离的效率，增加了成本。
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