科技日報記者 龍躍梅
這個月，汪耀東、司鵬等研究人員，成了美的集團2022年評選的“科技明星”。
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今年11月，美的集團一年一度的科技盛宴——科技月活動啟動，這項被稱為“美的科研奧斯卡”的盛會已經(jīng)舉辦了27屆。這一次，汪耀東、司鵬等研發(fā)人員獲得了“科技明星”獎項。
汪耀東是美的集團廚房和熱水事業(yè)部研究院流體固體實驗室負責人，美的集團香港理工大學院士工作站負責人。天津大學碩士畢業(yè)后，他先后在中科院、比亞迪從事相關研究工作。2016年加入美的集團，主要從事家電產(chǎn)品流體技術及噪聲控制的研究，目前正在攻讀天津大學能源動力工程博士。
能成為“科技明星”，汪耀東有自己的“看家本領”——燃氣熱水器進入了“靜音模式”。
“燃氣熱水器的噪聲，不僅是用戶的痛點，也是行業(yè)中的難題。”汪耀東介紹，據(jù)調(diào)研燃氣熱水器一般安裝在廚房或者陽臺，其中70%安裝在廚房。使用場景一般都是深夜和早晨，使用比較多的會有一些特殊人群，比如孕婦，或者備考的學生，對于噪聲敏感度更高。
現(xiàn)實中，一般燃氣熱水器在滿負荷使用時，它的噪聲最高可以達到60分貝，噪聲水平相對較高，對一些人群會產(chǎn)生相當程度的干擾，產(chǎn)生不舒服的感覺。
汪耀東進一步分析，傳統(tǒng)的燃氣熱水器，它進風方式是背部進風，進風口安裝在靠墻的位置。我們經(jīng)過研究分析，背部進風不僅產(chǎn)生流阻效應，而且墻面也會成為聲音的輻射邊界，起到輻射增強作用，使得傳到人耳朵的聲音更大。
“我們通過底層機理的研究，涉及多個學科領域，如流體力學、固體力學、傳熱學、聲學等，從系統(tǒng)工程的角度綜合分析了燃氣熱水器整機各個組成子系統(tǒng)之間的耦合關系。最終對氣動布局進行了創(chuàng)新，采用仿生雙腮設計，同時采取了頂部進風，這樣進氣空間比較大，流動阻力小，而且聲輻射效應可以降到最低。”汪耀東說。
汪耀東認為，我們的“仿生雙腮靜音系統(tǒng)”從源頭上顛覆了傳統(tǒng)燃氣熱水器氣動布局及噪聲傳播方式，使得燃氣熱氣器行業(yè)開始進入了靜音時代。
目前，這項技術已通過了中國輕工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，達到國際領先水平。
汪耀東的同事，司鵬憑借破解技術難題的“兩把刷子”，也獲得了“科技明星”稱號。
司鵬是美的集團微波和清潔事業(yè)部產(chǎn)品中心性能研究負責人。2016年加入美的，他一直持續(xù)深耕蒸汽技術領域，現(xiàn)任微清事業(yè)部性能研究負責人，正在攻讀西安交通大學工程熱物理博士。
司鵬介紹，蒸汽發(fā)生器是蒸汽系統(tǒng)的核心部件，但是2016年以前的微蒸烤產(chǎn)品采用的是國外蒸汽發(fā)生器，功率低，有時包子饅頭都蒸不熟。直到2018年，他們終于設計出了兩款1500瓦的大功率蒸汽發(fā)生器，解決了蒸不熟的問題，但是體積非常大。
為什么體積要大？因為體積小就會導致燒毀。“1500瓦發(fā)生器若是將體積直接做小，會導致表面溫度高融化燒毀。”司鵬分析，是由于高功率密度下， 加熱面氣泡迅速增多融合形成汽膜，導致傳熱阻力增大63倍，熱量無法傳出而燒毀。
因此，發(fā)生器要做小，必須要破除這層汽膜。司鵬團隊通過借鑒航空發(fā)動機迪恩渦二次流理論，仿真分析了900多種不同角度、管型、直徑、曲率對壁面剪切力的影響，從而發(fā)明了螺旋曲率渦流誘導管，可以在管截面處生成迪恩渦，迪恩渦是一種螺旋前進的渦流。
“迪恩渦核態(tài)沸騰技術，迪恩渦只有沿著壁面才能破除汽膜，為了將迪恩渦引流到壁面處，在管表面創(chuàng)新設計正弦波紋結構，利用波紋形成的附壁效應可以在壁面處形成雙對旋反向迪恩渦，破除體積做小形成的汽膜。”司鵬將這項創(chuàng)新的技術吃得很透。
最后，他們最終實現(xiàn)1500瓦大功率發(fā)生器的體積只有原來的三分之一，體積行業(yè)最小最薄。可以在現(xiàn)有產(chǎn)品的側(cè)部直接安裝，累計切換200萬臺，相關技術達到國際領先水平。
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