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海拔3500米上的“生命之舱”

2020-02-27 点击:775

《王志鹏科技日报》记者陶玉祥?位于海拔3540米、最低温度为零下25摄氏度的李晟格尔木纳凯地区的青藏高原李茜和昆仑河,主食加工室中的一台设备自动搅拌面粉,然后将面团均匀地分成各种形状。过了一会儿,几盘热气腾腾的小圆面包被新烤好了。品尝一口,还会带来浓浓的奶油蛋香味,给寒冷的环境带来很多温暖。

不仅如此,鉴于高原高寒环境对灾害现场安置装备性能和独立保障的特殊需求,承担“高原高寒地区灾害现场安置装备关键技术和装备研究与应用示范”项目的解放军军事学院,还开发了适合高原高寒地区的主食加工、住宿、应急净水、应急供油等六种技术保障装备。 垃圾和动物尸体的处理、防疫和净化,并在高原高寒地区建立了灾害现场安置设备系统。

战胜“高原病”突破低氧、低温等技术难题

中国的高原和高寒地区幅员辽阔,是世界上高原人口最多的国家。青藏高原面积240多万平方公里,常住人口约1000万,是地壳活动强烈、大地震频繁、滑坡、泥石流等自然灾害高发的地区。近年来,自然灾害多次发生,造成了巨大的人员伤亡和财产损失。开发一套适用于高海拔寒冷环境的灾害现场生存保障设备至关重要,克服设备的“高原病”是关键。

"高原和高山地区的特点是气压低、气温低、含氧量低、温差大、紫外线强等。在复杂环境应力场的作用下,设备性能会加速退化。此外,在低氧浓度和低温环境下,柴油机燃料混合燃烧过程中的当量比和温度偏离理想过程,导致功率降低和启动困难。”陆军服务学院项目负责人兼副研究员杨建勇告诉记者,该团队致力于解决两个常见的科学问题,包括低氧浓度条件下的高效燃烧机制和复杂环境应力场下的设备性能退化机制。“提高高原环境动力效率的关键是增加发动机的进气量,促进柴油喷雾的均匀混合。”杨建勇和他的团队研究了不同高压比技术对发动机高原性能的影响,结合燃油喷射控制参数和发动机进排气系统及燃烧系统的结构优化设计,提出了小型柴油机高原功率效率控制策略和低温冷启动策略,以满足高海拔寒冷地区灾难现场安装设备的需要,并开发了环境适应性高性能电控柴油机燃烧器。据介绍,这种小型柴油机在海拔3000米的条件下,可以实现95%以上的功率回收,在零下25摄氏度的条件下,启动时间不到5秒,满足高原地区设备的功率需求。

针对关键机电部件对高海拔、寒冷环境的适应性,项目组对高海拔性能进行了充分的模拟试验和理论分析,建立了高海拔、寒冷环境适应性验证评估模型,为环境适应性设计和评估的实现奠定了基础。

六套九套设备,构建灾害安置保障全链解决方案

解决了高原环境下的能效和性能退化问题,设备研发有技术基础。

记者在中井站看到,6套9套设备,包括主食加工棚、住宿棚、应急净水棚、应急供油棚、垃圾站和垃圾站

此外,该系列方舱的外形尺寸均满足20英尺标准集装箱的要求,可实现不同设备的标准化组装、装卸,满足高海拔寒冷地区灾区安置的基本生存保障要求。在应用示范和评估会议上,专家们表示,虽然取得了各种特殊的技术突破,但能够系统地构建这样一个全面的综合掩体保障组合,以满足快速部署、机动部署等各种需求,是非常有价值的。

促进成果的应用和转化,为高海拔寒冷地区提供全面的技术支持。

中国的应急技术和设备总体上还处于起步阶段,而那些适合高海拔和寒冷环境的技术和设备就更弱了。杨建勇告诉记者,开展高海拔、寒冷条件下应急响应关键技术研究,开发灾害现场安置成套设备,提高灾害现场救援保障能力,是中国在救灾应急领域面临的一个特殊而现实的重大问题。

"除了救灾,该项目的一些成果还包括主食加工、住宿、应急净水、应急石油供应和其他避难所。还可广泛应用于野外工程施工、偏远和分散地区的临时生活保障等。”杨建勇说。

杨建勇逐一向记者列举了这些设备的应用前景。垃圾和动物尸体处理棚是一种新型多功能、移动式、高效环保设备,市场需求广阔。研发的核心关键部件如小型高原增压柴油机、自适应电动柴油燃烧器、低能耗变压吸附制氧机、垃圾和动物尸体综合焚烧炉、多组分焚烧烟气处理装置等可广泛用作其他民用设备的配套部件。设备研发方面的突破性关键技术,如大空间集成住宅的综合保温和低温条件下杀菌剂的复配,将通过成果的应用为相关领域的工程建设、新产品开发和产品技术升级提供技术支持。

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