1、聲波消霧項目介紹

1.1 聲波消霧的項目背景

霧是低層大氣的一種水氣凝結(jié)現(xiàn)象，是由懸浮于近地面空氣中緩慢沉降的水滴和冰晶組成 的兩相系統(tǒng)。在氣象學(xué)上，能見度是指正常視力的人在當(dāng)時的天氣條件下，從天空背景中能看 到和辨認(rèn)清楚目標(biāo)物的最大水平距離。

按照能見度，霧可以分為：濃霧和輕霧。濃霧水平能見度小于1千米；輕霧水平能見度大于1千米，小于1萬米。霧滴的大小和濃度（單位體集中的粒子數(shù)）變化范圍相當(dāng)大，一般霧滴的直徑從小于1微米到幾十微米。平均約為8微米，每立方米大氣中液態(tài)水含量約為0.15? 1.8 克。

一般霧分為輻射霧和平流霧，內(nèi)陸、機(jī)場、高速公路的霧多為輻射霧。我國大部份地區(qū)每 年都有5到50天的霧天,霧災(zāi)已被列為對人類影響較大的十大自然災(zāi)害之一，航班不能按時起飛和降落，很多是由于大霧造成的，這對旅客來說是很不方便的，航空公司和機(jī)場也都要蒙受 重大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至由于霧的影響導(dǎo)致飛機(jī)失事，造成更嚴(yán)重的后果。所以機(jī)場人工消霧非常重要。

1.2 目前人工消霧的方法

人工除霧就是指用人工手段（如：播撒催化劑、人工攪動空氣混合、在霧區(qū)加熱等）使霧 消散。大霧降低能見度、影響飛機(jī)起降、容易引發(fā)嚴(yán)重的交通事故，為此目前學(xué)術(shù)界和工程界 都在積極尋求人工除霧的有效方法。人工除霧分為人工除暖霧（霧區(qū)溫度高于0°C)和人工除冷霧（霧區(qū)氣溫低于0°C)。

目前有三種除暖霧實驗方法：

(1) 、加熱法：對小范圍區(qū)域霧區(qū)如機(jī)場跑道等，大量燃燒汽油等燃料，用發(fā)動機(jī)噴火加 熱空氣使霧滴蒸發(fā)而消失。

(2) 、吸濕法：播撒鹽、尿素等吸濕質(zhì)粒作催化劑，產(chǎn)生大量凝結(jié)核，水氣在凝結(jié)核上凝 結(jié)長成大水滴，霧滴在大水滴上凝結(jié)，使霧消失。

(3) 、人工攪拌混合法：用直升飛機(jī)在霧區(qū)頂部攪拌空氣，把霧頂以上干燥空氣驅(qū)下來與 霧中空氣混合，使霧消失。

人工消除冷霧的方法是用飛機(jī)或地面設(shè)備，將碘化銀、干冰（固態(tài)二氧化碳）液化丙烷、 液氮等催化劑播撒到霧中，強(qiáng)烈降溫促使冷霧中出現(xiàn)大量冰晶，霧滴聚集變大而沉降使霧消散。

一般而言，人工除冷霧比人工除暖霧要成功的多。人工除冷霧的效果相對比較明顯，已能 實際應(yīng)用。自1988年莫斯科Sheremetyevo機(jī)場、哈薩克斯坦的Alma-Ata機(jī)場首先建立噴淋液 氮的機(jī)場除霧裝置以后，1992年，意大利等更多的歐美國家也開始使用液氮除霧。

目前德國研究人員將零下80°C的干冰微粒高速噴向霧中，使霧凝結(jié)成小水滴，將霧消除。 目前世界上只有少數(shù)機(jī)場用噴丙烷的方法除冷霧，如美國華盛頓機(jī)場用21個丙烷的噴頭每小 時噴射210加侖丙烷。法國奧雷機(jī)場跑道兩側(cè)有60個丙烷噴頭，每小時噴射600加侖丙烷。

國內(nèi)機(jī)場上的霧80%以上為暖霧，對于暖霧用加熱的辦法需要的熱量為14萬達(dá)卡/秒，換算成飛機(jī)發(fā)動機(jī)則需要20?30臺，成本是非常高的。因此全世界只有少數(shù)幾個機(jī)場再使用除霧技術(shù)。

但是從世界范圍來看，暖霧的發(fā)生比冷霧普遍。前面所提及的三種方法均不實用。加熱法 雖然有一定的效果，但是能源消耗極大、費用極高，已經(jīng)被證明沒有實用性；而吸溫法加入的 添加劑一般都有腐蝕性，對機(jī)場設(shè)備、飛機(jī)、車輛等都有比較嚴(yán)重的損害。

1998年，席葆樹教授受中國民航總局委托開展用強(qiáng)聲波消霧的研究，建立了大型行波管消 霧實驗臺和采用2萬聲瓦的強(qiáng)聲源在江西廬山進(jìn)行了野外除霧實驗，在經(jīng)過10分鐘的作用以 后，能見度由原來的50米提高到了 400米，效果非常的顯著。

2、聲波消霧技術(shù)原理：

席葆樹教授通過研究發(fā)現(xiàn)，向霧中輻射一束低頻強(qiáng)聲波，使懸浮在大氣 中的微小水滴震動而相互碰撞，凝聚成大的水滴而沉降，而且由于霧滴震動而與空氣相互摩擦， 產(chǎn)生熱交換使微小的霧滴蒸發(fā)。由于以上2種物理現(xiàn)象相互作用，促使大氣中的霧能逐漸消失， 能見度提高，證明利用低頻強(qiáng)聲波能有效地消除大氣中的霧霾。（對暖霧、冷霧都有很好的消 除效果)。

通過在實驗室內(nèi)進(jìn)行聲波消霧的實驗以及初步研制大型聲波消霧裝置在廬山頂上進(jìn)行的實地消霧試驗，都有力地證明聲波消霧技術(shù)的可行性；而且聲波消霧無污染，花費低，使用方便。

2萬瓦聲波消霧裝置

本裝置運用聲波消霧原理，以壓縮空氣為動力的新型氣流揚(yáng)聲器，類似人類發(fā)聲的原理，將氣流調(diào)制成強(qiáng)聲波的裝置，是目前世界上最先進(jìn)，最強(qiáng)大的聲源，用這種強(qiáng)聲源配上一個專門設(shè)計的反射式輻射器，安裝在一輛大卡車上，能方便地在機(jī)場上移動，消除跑道上空的濃霧，為民航飛行安全開辟了一個全新的除霧方法。也可以進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計后用于消除高速公路的濃霧。

3、聲波消霧設(shè)備核心技術(shù)及相關(guān)專利

3.1 聲波消霧設(shè)備核心技術(shù)

清華大學(xué)席葆樹教授發(fā)明的運用仿生學(xué)原理、流體力學(xué)原理，以壓縮空氣為動力的新型低頻氣流揚(yáng)聲器，模擬人類發(fā)聲原理，將氣流調(diào)制成低頻強(qiáng)聲波，輻射出去，通過使漂浮在空氣中的水滴相互振動凝聚而墜落，達(dá)到消除霧霾的作用。

3.2 聲波消霧設(shè)備相關(guān)專利

專利名稱：一種低頻聲波消霧裝置專利號：ZL201020671329.8 專利類型：實用新型

3.3 聲波消霧設(shè)備國內(nèi)外競爭對手分析

目前此技術(shù)和裝置處于世界領(lǐng)先水平，世界其他國家都還沒有，美國賓州大學(xué)進(jìn)行過類似試驗研究，但由于關(guān)鍵技術(shù)一大功率氣流聲源技術(shù)沒有突破，因此沒有獲得成功。

消霧裝置已完成樣機(jī)試制，并在廬山等地進(jìn)行了實地試驗，1998年曾參加珠海國際航展，受到國內(nèi)外航空界的關(guān)注。

4、聲波消霧產(chǎn)品行業(yè)需求分析

濃霧（陸地輻射霧）是影響交通的最危險災(zāi)害性天氣，大霧將使飛機(jī)無法正常起落，導(dǎo)致機(jī)場關(guān)閉、航班延誤、旅客滯留、破壞正常經(jīng)濟(jì)交流活動。以“霧都”重慶為例，20世紀(jì)90 年代以前每年因霧造成交通事故、堵車、斷航、停航的經(jīng)濟(jì)損失都在3000萬元以上。首都機(jī)場每天1600架次起降，關(guān)閉半天就會造成航班延誤或取消，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失和社會問題。

大霧也使高速公路關(guān)閉，導(dǎo)致惡性交通事故發(fā)生。1997年12月17日京津塘高速公路進(jìn)京路段因濃霧連續(xù)發(fā)生兩起40輛汽車追尾事故，9人死亡，34人受傷。美國由于濃霧引起的車輛碰撞，每年損失超過3億美元。

國內(nèi)內(nèi)河航運也在不斷發(fā)展過程中，國家建立的長三角經(jīng)濟(jì)帶、華中（武漢、重慶為主）經(jīng)濟(jì)圈都依托長江內(nèi)河運輸，交通的發(fā)展來帶動經(jīng)濟(jì)的增長，大霧對內(nèi)河船舶的航行安全造成了很大的影響，每年因為大霧，三峽航道有盡百天的封航，對周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了不利的影響。我們的聲波消霧技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用，將為減少因大霧造成的各種危害提供良好的保障。

5、業(yè)績預(yù)測

按照聲波消霧產(chǎn)品生產(chǎn)銷售計劃，配置產(chǎn)品生產(chǎn)廠房、加工設(shè)備、生產(chǎn)人員及相關(guān)管理團(tuán)隊。在3至5年內(nèi)形成年產(chǎn)聲波消霧裝置500套的生產(chǎn)規(guī)模。

聲波消霧裝置按國內(nèi)售價200萬元/臺、國際售價80萬美元/臺，按平均每年銷售200臺計算，可創(chuàng)造4億元的銷售額，利潤率按30%計算，可產(chǎn)生1.2億的利潤。