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研究称人类未来可用干冰火星移1民 将“有去有回”
据中1新网消息 据外媒8日报道,近日科学家的一项研究显示,人类在未来有可能通过运用新能源——干冰进行“火星殖民”,届时火星探索将不再是“有去无回”。
一直以来,由于受能源供应限制,火星探索都被视作是“单程旅行”,但日前爱丁堡大学和纽卡斯尔大学的研究人员提出一个新理念——运用新能源来完成火星探索。研究人员称,当水滴滴落在滚烫的炉子上时会产生能量,而这一效应同样适用于干冰,干冰可以通过在热表面上的气体蒸发释放出能量并将其转化为发动机的动力。
干冰颗粒是如何产生的?
CO2是工业生产过程中的一种副产品,如发酵过程和石油精炼过程,均产生副产品CO2。这些生产过程中产生的CO2被提纯、液压、贮存后,产生干冰,用于清洗,在喷射过程中CO2升华排放到大气中时,并没有新的CO2产生,只是原来的CO2副产品被排放掉了,实现了废气CO2的再利用,造福人类。
干冰喷射清洗中所用的干冰介质是通过干冰造粒机制造出坚实的干冰颗粒,这些干冰颗粒可以被马上用掉,也可储存于保温箱中备用。这些颗粒通常直径为3mm,长度为2.5mm-10mm。用这种方法,高压液体CO2从管道中喷出转化为雪状固体CO2,雪状CO2靠液压力通过模具挤出成干冰颗粒。
直接压缩和剪切为主的过程
对于软黏的渗透性的物料垢,主要是通过水压力直接压缩和剪切引起破碎应力。当该应力按照一定的规律超过垢层的强度极限时,垢层将产生裂纹、裂缝,在后续水射流的水楔等作用
下扩张成坑,{zh1}达到垢层的全部破裂并被冲洗干净。
2干冰喷射清洗机喷枪喷管设计
2.1基本理论
在超音速风洞中,要产生不同马赫数的超音速气流,必须满足三个条件[1]:一是风洞的上下游必须有足够的压力比,并且压力比随马赫数提高而增大;二是实验段与喉部必须保持一定的面积比,并且面积比随马赫数而变化;三是必须满足一定的流量要求。对于第1一个条件,以工作段气流经过正激波直接进人大气的损失计算,则稳定段(即喷管进口)与工作段出口的压力比如表1所示。对于第二个条件,根据等熵流公式(1)
气流在超音速喷管中加速所能达到的马赫数M2,决定于喷管出口(即工作段)面积A2和喉部面积A*之比。通过改变面积比就可以得到要求的马赫数。而喉部面积又受到第三个条件流量的限制,根据最1大流量可以求得最1大喉部面积A*mac
A*mac为最1大质量流量,P为喉部空气密度,a为喉部气流速度(音速)。下面分别就喷管的收缩段和扩张段的设计进行说明。