研究稱人類未來可用干冰火星移1民 將“有去有回”

　   據(jù)中1新網(wǎng)消息 據(jù)外媒8日報道，近日科學(xué)家的一項研究顯示，人類在未來有可能通過運用新能源——干冰進行“火星殖民”，屆時火星探索將不再是“有去無回”。

　　一直以來，由于受能源供應(yīng)限制，火星探索都被視作是“單程旅行”，但日前愛丁堡大學(xué)和紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究人員提出一個新理念——運用新能源來完成火星探索。研究人員稱，當(dāng)水滴滴落在滾燙的爐子上時會產(chǎn)生能量，而這一效應(yīng)同樣適用于干冰，干冰可以通過在熱表面上的氣體蒸發(fā)釋放出能量并將其轉(zhuǎn)化為發(fā)動機的動力。

干冰顆粒是如何產(chǎn)生的？

     CO2是工業(yè)生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)品，如發(fā)酵過程和石油精煉過程，均產(chǎn)生副產(chǎn)品CO2。這些生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO2被提純、液壓、貯存后，產(chǎn)生干冰，用于清洗，在噴射過程中CO2升華排放到大氣中時，并沒有新的CO2產(chǎn)生，只是原來的CO2副產(chǎn)品被排放掉了，實現(xiàn)了廢氣CO2的再利用，造福人類。

     干冰噴射清洗中所用的干冰介質(zhì)是通過干冰造粒機制造出堅實的干冰顆粒，這些干冰顆粒可以被馬上用掉，也可儲存于保溫箱中備用。這些顆粒通常直徑為3mm，長度為2.5mm-10mm。用這種方法，高壓液體CO2從管道中噴出轉(zhuǎn)化為雪狀固體CO2，雪狀CO2靠液壓力通過模具擠出成干冰顆粒。

直接壓縮和剪切為主的過程

對于軟黏的滲透性的物料垢，主要是通過水壓力直接壓縮和剪切引起破碎應(yīng)力。當(dāng)該應(yīng)力按照一定的規(guī)律超過垢層的強度極限時，垢層將產(chǎn)生裂紋、裂縫，在后續(xù)水射流的水楔等作用

下擴張成坑，{zh1}達到垢層的全部破裂并被沖洗干凈。

2干冰噴射清洗機噴槍噴管設(shè)計

2.1基本理論

在超音速風(fēng)洞中，要產(chǎn)生不同馬赫數(shù)的超音速氣流，必須滿足三個條件[1]:一是風(fēng)洞的上下游必須有足夠的壓力比，并且壓力比隨馬赫數(shù)提高而增大;二是實驗段與喉部必須保持一定的面積比，并且面積比隨馬赫數(shù)而變化;三是必須滿足一定的流量要求。對于第1一個條件，以工作段氣流經(jīng)過正激波直接進人大氣的損失計算，則穩(wěn)定段(即噴管進口)與工作段出口的壓力比如表1所示。對于第二個條件，根據(jù)等熵流公式(1)

氣流在超音速噴管中加速所能達到的馬赫數(shù)M2，決定于噴管出口(即工作段)面積A2和喉部面積A*之比。通過改變面積比就可以得到要求的馬赫數(shù)。而喉部面積又受到第三個條件流量的限制，根據(jù)最1大流量可以求得最1大喉部面積A*mac

A*mac為最1大質(zhì)量流量，P為喉部空氣密度，a為喉部氣流速度(音速)。下面分別就噴管的收縮段和擴張段的設(shè)計進行說明。