本文關(guān)鍵詞：環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)小型環(huán)境艙的研制與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)小型環(huán)境艙的研制與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；摘要以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力為理念，自行設(shè)；關(guān)鍵詞環(huán)境艙；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；環(huán)境工程；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；我國(guó)環(huán)境工程學(xué)科是在20世紀(jì)70年代中后期迅速發(fā)；環(huán)境工程（environmentalengine；在此背景下，受河南科技大學(xué)大學(xué)生訓(xùn)練研究計(jì)劃資助；1環(huán)境艙的設(shè)計(jì)；1.1環(huán)境艙的設(shè)計(jì)思路；環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙一般是由惰性材料制成，匯效

環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)小型環(huán)境艙的研制與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

摘要 以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力為理念，自行設(shè)計(jì)和制作小型多功能環(huán)境艙，可用于模擬室內(nèi)環(huán)境變化對(duì)空氣污染物濃度變化的影響，亦可作為室內(nèi)空氣污染物去除的實(shí)驗(yàn)裝置。介紹其制作思想、結(jié)構(gòu)和功能，并設(shè)計(jì)與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 環(huán)境艙；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；環(huán)境工程；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

我國(guó)環(huán)境工程學(xué)科是在20世紀(jì)70年代中后期迅速發(fā)展起來(lái)的，到目前為止，大約有140多所大學(xué)成立了環(huán)境工程專業(yè)，而且還在繼續(xù)增加。

環(huán)境工程（environmental engineering）是一門(mén)新興的學(xué)科，是伴隨著工業(yè)化和社會(huì)化生產(chǎn)方式發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)物。它是一門(mén)多學(xué)科相交叉的新興學(xué)科，包括工學(xué)、理學(xué)、管理學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)，也是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的應(yīng)用性學(xué)科。環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)是環(huán)境工程課程體系的重要組成，它是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要途徑和保證。為了培養(yǎng)具備一定創(chuàng)新能力、適應(yīng)我國(guó)社會(huì)發(fā)展要求的創(chuàng)新型環(huán)保人才，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)必須在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占一定比例[1-3]。 河南科技大學(xué)自招收環(huán)境工程專業(yè)以來(lái)，十分重視學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。不斷加強(qiáng)環(huán)境專業(yè)的課程建設(shè)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，在教學(xué)中取得良好的效果。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，除設(shè)置水污染控制工程實(shí)驗(yàn)、大氣污染控制工程實(shí)驗(yàn)、固體廢棄物處置實(shí)驗(yàn)、物理污染控制實(shí)驗(yàn)和環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)外，增設(shè)環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)。后者是獨(dú)立于前幾門(mén)實(shí)驗(yàn)之外單獨(dú)的一門(mén)課程，同時(shí)也是它們的有益補(bǔ)充，其具有兩個(gè)特點(diǎn)：一是與課程對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室設(shè)為開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室，為本科生提供自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的場(chǎng)所；二是它的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不固定，不斷更新，且要求必須是綜合性或設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。

在此背景下，受河南科技大學(xué)大學(xué)生訓(xùn)練研究計(jì)劃資助，構(gòu)思和設(shè)計(jì)小型環(huán)境艙，它可以實(shí)現(xiàn)模擬空氣污染物釋放規(guī)律受環(huán)境因素變化的影響，也可以進(jìn)行空氣污染物吸附或光催化降解等控制手段的動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。

1 環(huán)境艙的設(shè)計(jì)

1.1 環(huán)境艙的設(shè)計(jì)思路

環(huán)境實(shí)驗(yàn)艙一般是由惰性材料制成，匯效應(yīng)的影響很小，而且艙內(nèi)的環(huán)境參數(shù)可精確控制，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的代表性。目前對(duì)于環(huán)境艙的研究主要集中在利用環(huán)境測(cè)試艙，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)氣體釋放特征和釋放機(jī)理進(jìn)行研究[4-7]。

按體積可分為大艙與小艙（<5 m3），小艙價(jià)格相對(duì)便宜，環(huán)境因素容易控制，應(yīng)用普遍，主要用來(lái)測(cè)試材料、部件和小型產(chǎn)品，是國(guó)際上歐美國(guó)家測(cè)量建材和室內(nèi)產(chǎn)品排出的有機(jī)污染物的推薦設(shè)備。

本設(shè)計(jì)的思路是，在較低成本的條件下，設(shè)計(jì)制備出簡(jiǎn)易的、多功能的小型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，能滿足綜合性和設(shè)計(jì)性環(huán)境工程實(shí)驗(yàn)的需要。在功能上，它既要實(shí)現(xiàn)模擬空氣的參數(shù)變化，即需要溫度和濕度的調(diào)控裝置；還要實(shí)現(xiàn)控制手段對(duì)去除污染的影響，即根據(jù)需要設(shè)置控制裝置。

1.2 環(huán)境艙的結(jié)構(gòu)和功能

在上述設(shè)計(jì)思路的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)環(huán)境艙，其組成如圖1所示。它的整體構(gòu)造主要由空氣泵、空氣凈化系統(tǒng)、流量控制器、加熱系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、溫濕度控制系統(tǒng)、采樣系統(tǒng)、攪拌風(fēng)機(jī)、紫外燈等組成。它的外觀圖如圖2所示。

1）空氣泵與流量計(jì)�？諝獗眠x擇優(yōu)質(zhì)空氣薄膜泵（美國(guó)托馬斯607cd32型流量0～18 l/min）為動(dòng)力，安裝在前部?jī)艋到y(tǒng)之前。

空氣流量控制采用流量計(jì)調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)，流量5～20 l/min，精度0.5%），使空氣以

7.5 l/min流量進(jìn)入環(huán)境艙，保持環(huán)境艙空氣的交換率為（1&plusmn;0.05）次/h。

流量計(jì)安裝在前部?jī)艋到y(tǒng)之后，以緩沖由于空氣泵產(chǎn)生的空氣振動(dòng)對(duì)流量計(jì)控制的影

響，提高流量計(jì)的控制精度。

2）空氣凈化系統(tǒng)。進(jìn)入艙內(nèi)的空氣必須是清潔的、足量的，并能保持恒量和干燥。空氣凈化裝置由前后兩部分組成[8]。

①前部?jī)艋到y(tǒng)。前部?jī)艋到y(tǒng)的功能主要是去除空氣中的水分、甲醛和顆粒物等，由兩個(gè)串聯(lián)的吸附裝置組成：一個(gè)是甲醛吸收液瓶，內(nèi)盛有甲醛吸收液；一個(gè)是活性炭吸附柱，內(nèi)裝自制活性炭。將兩個(gè)吸附裝置串聯(lián)，甲醛吸收液瓶安裝在活性炭吸附柱之前，逐級(jí)吸附、凈化，以保證凈化后的空氣中甲醛質(zhì)量濃度&le;0.06 mg/m3；

②后部?jī)艋到y(tǒng)。后部?jī)艋到y(tǒng)安裝在采樣口之后，其主要功能是吸收尾氣中的甲醛，消除甲醛的二次污染。同樣由兩個(gè)串聯(lián)的吸附裝置組成：一個(gè)是甲醛吸收液瓶，內(nèi)盛有甲醛吸收液；一個(gè)是活性炭吸附柱，內(nèi)裝自制活性炭。活性炭吸附柱在前，甲醛吸收液瓶在后組成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，，逐級(jí)吸附、凈化。

3）溫度控制系統(tǒng)。環(huán)境測(cè)試艙的溫度控制系統(tǒng)通常由加熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。加熱系統(tǒng)主要由電阻絲組成，如果要求升溫速率較大，則加熱絲功率也比較大，而且在實(shí)驗(yàn)箱的底板也設(shè)有加熱器。加熱系統(tǒng)的加熱量可由控制系統(tǒng)來(lái)決定�？刂葡到y(tǒng)是實(shí)驗(yàn)箱的核心，它決定了實(shí)驗(yàn)箱的升降溫速率及精度等重要指標(biāo)。環(huán)境測(cè)試艙的控制器大都采用pid控制方法[9]。本設(shè)計(jì)采用自行改裝的智能型溫濕度控制器來(lái)控制溫度和濕度，并能數(shù)字顯示艙內(nèi)溫濕度值。

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