野外集水装置

第3页共8页1设计背景一些人长期居住于喧嚣的都市，厌倦了吵吵闹闹的生活，加之工作压力很大，使人在这样的环境里浮躁不安。很想找一个幽静而富有神奇刺激的场所体验探险乐趣，排解生活压力。如孤岛求生，高山探险，森林探险，洞穴探险，极地探险，追踪野生动物探险等。野外探险，野外旅游，野外摄影，野营，被越来越多的人所追捧，成为一种时尚。但探险时能携带的饮用水总是有限，所以饮水总会成为他们面对的困难。每年都会发生许多自然灾害。如地震、洪水、泥石流、滑坡等。在抗险救灾中水是主要的救援物质。但救灾的水送到灾区总是不易的。各个国家每年都有多次军事行动。如野外军事演练，野外搜救，与不法分子在丛林、边境作战。如果行动时间过长，比如与不法武装发生僵持。寻找水源就是其中一个要解决的问题。一些行业需要野外作业；有些地区居民取水不便。如路途过长，路途过险等。以上诸多问题的共性就是饮水不易。由以下原因引发：1不熟悉环境，野外寻找不到水源。2水源所在处人无法到达，如：沼泽，天坑，悬崖等。3为了取水要行远路、险路。4水源处多有豺狼虎豹等出没。5水源不洁净，如：水流过大而浑浊。6水源不能饮用，如：海水，夏天死水恶臭，如何下咽。7水源太小，人数太多。8水源有可能被敌军投毒或占领。9水源潜伏危机，如：行军中若有坏人潜入，水源就是他们第一下手的对象。10为了寻找水源可能丢失战略要地。水是生命之源，可是野外寻找水源实在不易。为了解决以上问题，本项目设计一种便于携带的集水装置。2设计原理21设计理念与构想本设计是对露水进行收集，作为饮用水。运用的原理就是小水珠遇到结水面发生液化。选用合适的材料做成光滑的结水面使其附着，集水面的水珠慢慢变大重力作用下就会流入集水槽。这样就可以收集到饮用水。22结构分析对露水进行收集，露水在结水面液化，形成水珠越来越大。重力作用下小水珠顺着结水面流下。流进下方的集水槽（如图1）。再由管道流进容器。收集的水量要够一个人饮用，所以不免几何尺寸会很大。因此做成折叠的就会减小某一方向上的尺寸（如图2）。图1图223设计要求a液化的水珠要能流下

第4页共8页b收集的水量至少要400ml。3设计方案31凝结方式的选择蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式。如果凝结液体能很好地湿润壁面，它就在壁面铺展成膜。这种凝结形式称为膜状凝结。当凝结液体不能很好地湿润壁面时，凝结液体在壁面上形成一个个的小液珠，称为珠状凝结。无论是膜状凝结还是珠状凝结，凝结液体都是构成蒸汽与壁面交换热量的热阻载体。显然，将蒸汽与冷壁面隔开的液体层的面积越大、越厚，热阻越大。在减小凝结热阻方面，珠状凝结相比于膜状凝结具有很大的优越性：在产生珠状凝结时大量的液珠的直径是很小的（在100um以下），空出了大量的壁面可与蒸汽直接接触；所形成的液珠不断发展长大，在非水平的壁面上，因受重力作用液珠长大到一定尺寸后就沿壁面滚下，并在滚落过程中，一方面会和相遇的液珠合并成更大的液滴，另一方面也扫清了沿途的液珠，使壁面重复液珠的形成和成长过程。膜状凝结的热阻常常比珠状凝结大一个数量级，珠状凝结时热阻可以忽略不计。综上所述，选择珠状凝结更有利于露水的收集。32材料的选择本设计的理念是便于携带。所以在集水量相差不大的情况下，材料越轻越好，越廉价越好，经过查阅资料，最终选择铁做材料。33结构的选择为使设计更加完美，本设计从方案一到方案三不断优化改进。以下是方案的优化过程。方案一：（如图3）图3做一个集水面，下方卷起一个“U”型槽（集水槽），缓存收集的露水。缺点：几何尺寸太大。