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【摘 要】现今汽车已经成为众多普通百姓出行的常用方式，伴随而来的是汽车车内空气污染对人们健康的威胁日益严重。针对目前汽车车内空气污染现状，提出一种能够实现自动换气的射流泵，在汽车行驶或者停放在有自然风流通的地方时，利用射流泵对车内空气自然换气，实现清新车内空气和节能环保一举两得。
【关键词】汽车车内空气；射流泵；自动换气
随着人们的生活水平的提高，汽车已经成为普通百姓出行的常用方式，与此同时车内空气污染问题受关注程度也日益提高。车内污染的主要原因有如下三个方面：汽车零部件材料中所含有害物质的释放、车外污染物进人车内以及汽车自身排放的污染物进人车内等[1]。针对这些问题，我们提出了一种利用自然风和射流泵来解决车内空气质量不好的方法。该射流泵的喷嘴进口面积比常规喷嘴更大、截面积减小得更快 （ 见图 1） ，喷嘴更像一个平放的漏斗，这样能够有效的增加进气量。与传统的换气方式，采用该射流泵换气具有如下的优点：
①结构简单，制作和安装简便，通过将其安装在汽车旁边，适合于冬寒夏热、雨、雪、风沙天气不方便开窗换气时。射流泵换气能够使车内的空气流速较为缓和，车内气体流速不会太大，从而使人感觉比较舒适。
②没有运动部件，不会产生磨损，减少了检修和维护工作及费用。
③不需要消耗能源，在汽车行驶，或者汽车停放时外界有自然风即能实现汽车内部自然换风，更加节能环保。
图1 本作品射流泵结构示意图
1.基本原理
射流泵又称为喷射器或喷射泵，主要由喷嘴、接受室、混合室、扩散器等几部分组成[2]（ 见图2） 。具有一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出，由于喷嘴截面积减小，流体速度增大，在喷嘴出口处压力降低形成真空，从而使引射流体被吸入管内，两股流体在喉管内进行混合经扩散器后排出。工作流体的压力在喷嘴出口处到喉管入口断面是降低的，以后逐渐增高，通过扩散器将混合流体的动能转换成压能，压力进一步升高，流体从出口排出完成了流体的输送。
图2 一般射流泵结构示意图
2.控制方程
射流泵是一种利用湍射流的紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。其内部流体流动规律受到连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程的控制，因此可以通过这些方程来分析射流泵内部流体运动规律。
2.1连续性方程
（1）
其中ρ是密度，t是时间，V是速度矢量，Sm是加入到连续相的质量。
2.2动量守恒方程
（2）
其中， p是流体微元体上的静压，g是作用在微元体上的重力体积力，F是作用在微元体上的其他外部体积力，τ是因分子黏性作用而产生的作用在微元体表面上的黏性应力张量。
2.3 能量守恒方程
（3）
其中，p是压强，E是流体微团的总能E=h-p/ρ+V2/2，h是不可压缩气体的焓，hj是组分 j 的焓，kef是有效导热系数。
3.效果分析
一般小轿车长3.8-4.3m，宽1.6-1.8，高1.4-1.6m，车速一般以不超过80km/h（22.22m/s）为安全车速，所以该射流泵仅需在汽车自然行驶时产生的相对速度下，就可以进行抽吸换气，将车内的污浊空气抽出。车内一部分污浊空气排出后，车内的气压小于外界大气压，这样外界的新鲜空气通过门窗的缝隙进入到车内，最终会将车内污浊空气全部换尽，实现自动连续换气。参考文献[3]中自然风速为2.2m/s，普通住宅房每间屋子一般不超过30m2，射流泵用于一般楼房室内空间自然换气，其得出结论：对于一般住宅房，在自然风速的作用下，抽吸换气的能力与自然风的流速大小成正比，即风速越大，抽吸换气的能力越大[3]。因此，对于相对速度更大、内部空间更小的汽车，射流泵抽吸换气能力更强，这也更加證实我们对于该射流泵用于汽车自动换气的可行性。
一般汽车停放时，车内和外界基本没有换气，车内温度会自然升高很多，而且车内有害气体也会增多，利用该射流泵只要外界有一定自然风存在，那么就可在不消耗能源下就实现汽车内部换气，减少启动车内空调降温换气时间，更有利于人体健康。
参考文献：
[1]余刚，张昌，郑万兵.汽车内部空气污染成因及控制[J].环境科学与管理，2010（35）.
[2]索科洛夫E Я，津格尔H M.喷射器.黄秋云，译.北京： 科学出版社，1977.
[3]毛文元，胡明辅，别玉.基于流体喷射原理的室内空间自然换气研究[J].科学技术与工程，2012（12）.
【关键词】汽车车内空气；射流泵；自动换气
随着人们的生活水平的提高，汽车已经成为普通百姓出行的常用方式，与此同时车内空气污染问题受关注程度也日益提高。车内污染的主要原因有如下三个方面：汽车零部件材料中所含有害物质的释放、车外污染物进人车内以及汽车自身排放的污染物进人车内等[1]。针对这些问题，我们提出了一种利用自然风和射流泵来解决车内空气质量不好的方法。该射流泵的喷嘴进口面积比常规喷嘴更大、截面积减小得更快 （ 见图 1） ，喷嘴更像一个平放的漏斗，这样能够有效的增加进气量。与传统的换气方式，采用该射流泵换气具有如下的优点：
①结构简单，制作和安装简便，通过将其安装在汽车旁边，适合于冬寒夏热、雨、雪、风沙天气不方便开窗换气时。射流泵换气能够使车内的空气流速较为缓和，车内气体流速不会太大，从而使人感觉比较舒适。
②没有运动部件，不会产生磨损，减少了检修和维护工作及费用。
③不需要消耗能源，在汽车行驶，或者汽车停放时外界有自然风即能实现汽车内部自然换风，更加节能环保。
图1 本作品射流泵结构示意图
1.基本原理
射流泵又称为喷射器或喷射泵，主要由喷嘴、接受室、混合室、扩散器等几部分组成[2]（ 见图2） 。具有一定压力的工作流体通过喷嘴高速喷出，由于喷嘴截面积减小，流体速度增大，在喷嘴出口处压力降低形成真空，从而使引射流体被吸入管内，两股流体在喉管内进行混合经扩散器后排出。工作流体的压力在喷嘴出口处到喉管入口断面是降低的，以后逐渐增高，通过扩散器将混合流体的动能转换成压能，压力进一步升高，流体从出口排出完成了流体的输送。
图2 一般射流泵结构示意图
2.控制方程
射流泵是一种利用湍射流的紊动扩散作用来传递能量和质量的流体机械和混合反应设备。其内部流体流动规律受到连续性方程、动量守恒方程和能量守恒方程的控制，因此可以通过这些方程来分析射流泵内部流体运动规律。
2.1连续性方程
（1）
其中ρ是密度，t是时间，V是速度矢量，Sm是加入到连续相的质量。
2.2动量守恒方程
（2）
其中， p是流体微元体上的静压，g是作用在微元体上的重力体积力，F是作用在微元体上的其他外部体积力，τ是因分子黏性作用而产生的作用在微元体表面上的黏性应力张量。
2.3 能量守恒方程
（3）
其中，p是压强，E是流体微团的总能E=h-p/ρ+V2/2，h是不可压缩气体的焓，hj是组分 j 的焓，kef是有效导热系数。
3.效果分析
一般小轿车长3.8-4.3m，宽1.6-1.8，高1.4-1.6m，车速一般以不超过80km/h（22.22m/s）为安全车速，所以该射流泵仅需在汽车自然行驶时产生的相对速度下，就可以进行抽吸换气，将车内的污浊空气抽出。车内一部分污浊空气排出后，车内的气压小于外界大气压，这样外界的新鲜空气通过门窗的缝隙进入到车内，最终会将车内污浊空气全部换尽，实现自动连续换气。参考文献[3]中自然风速为2.2m/s，普通住宅房每间屋子一般不超过30m2，射流泵用于一般楼房室内空间自然换气，其得出结论：对于一般住宅房，在自然风速的作用下，抽吸换气的能力与自然风的流速大小成正比，即风速越大，抽吸换气的能力越大[3]。因此，对于相对速度更大、内部空间更小的汽车，射流泵抽吸换气能力更强，这也更加證实我们对于该射流泵用于汽车自动换气的可行性。
一般汽车停放时，车内和外界基本没有换气，车内温度会自然升高很多，而且车内有害气体也会增多，利用该射流泵只要外界有一定自然风存在，那么就可在不消耗能源下就实现汽车内部换气，减少启动车内空调降温换气时间，更有利于人体健康。
参考文献：
[1]余刚，张昌，郑万兵.汽车内部空气污染成因及控制[J].环境科学与管理，2010（35）.
[2]索科洛夫E Я，津格尔H M.喷射器.黄秋云，译.北京： 科学出版社，1977.
[3]毛文元，胡明辅，别玉.基于流体喷射原理的室内空间自然换气研究[J].科学技术与工程，2012（12）.