蔡 申，李松晶，*，吴海成，袁 帅，周礼根，张 亮

(1.哈尔滨工业大学 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001;2.江苏扬州尼尔液压科技有限公司，江苏 扬州 225811)

0 引 言

为了解决在干旱地区难以获得可饮用淡水的问题，人类常常需要依靠从外部运输淡水，然而运输的成本高，且水资源不便分发和携带。事实上在空气中就蕴含着丰富的水资源，即便在干旱的沙漠地区，干燥空气的相对湿度值也在20%～30%左右，即在1 m3空气中含有约6 g～10 g水[1]，空气取水[2]装置也应运而生。目前发展较为成熟的空气取水方式主要包括两种类型[3]：制冷结露法[4-5]和吸附解吸附法[6-7]。由于制冷结露法取水的能源利用效率较低，吸附解吸附法得到了更为广泛的应用。本研究所设计微型空气取水装置即采用吸附解吸附法。

拉瓦尔喷管是一种先收缩后扩张的喷管结构，主要应用于超声速喷气发动机、火箭发动机等[8-10]，用于调节流经喷管的气流参数。

本研究将拉瓦尔喷管结构简化后应用于微型空气取水装置中来提高装置内部空气流量，进而提高取水效率，并对装置内部空气流动情况进行CFD模拟[11]研究。

1 微型空气取水装置结构与原理

1.1 微型空气取水装置结构与空气流动原理

本研究设计了一种杯型微型空气取水装置，其杯体结构示意图如图1所示。

图1 微型空气取水装置杯体结构图

该杯体包括吸附容腔、存水容腔、拉瓦尔喷管式通气管道(包括收敛管、喉部、扩散管)。杯体材料选择绝热性能好、耐高温、无毒害的有机材料。……