機艙裡的空氣很髒嗎?-《機艙機密》
圖文版:http://bit.ly/32pwEkl
其實搭飛機的時候,空氣兩到三分鐘就會換一次,很乾淨的歐
不過你手會碰到的東西,尤其是小桌板才是真的很髒很髒的地方…
#好文分享一下 #武漢肺炎跟機上空氣的兩三事
本文摘自《機艙機密:關於空中旅行,你該知道的事實》,由好人出版 出版。
上班族閒聊的時候,只要提到搭飛機,不可免俗地都會談到機艙的空氣品質,你可以替我們解惑一下嗎?因為我們常聽到一些傳言,說機艙的空氣不僅骯髒,又充滿細菌。
骯髒、到處都是細菌、很糟糕、噁心、品質惡劣、讓人反感、不好聞、腐敗、很臭、到處都是屁味。大眾用來描述機艙空氣品質的用語中,以上這些還只是一小部分而已。外界還有為數不少的傳言,就是有些旅客聲稱,在機艙內循環的細微病菌害得他們身體不舒服,#但機艙內部的空氣其實非常乾淨。
現代飛機上的旅客還有組員所呼吸的氣體,其實是由回收循環的空氣以及外界的新鮮空氣所組成。將兩種氣體混合,不單只用新鮮的空氣,這種做法更能夠調控機艙內的溫度,還可以維持一點溼度(其實只能短暫維持而已)。機艙內部的氣體是從發動機的壓縮區段而來。壓縮過後氣體溫度相當高,不過在這個區段壓縮機只是擠壓空氣,氣體並沒有跟燃料、滑油,或者是燃燒室的氣體接觸。氣體從壓縮機分流之後就會送進空調系統冷卻,隨後就由導管輸送進入機艙,中間會經過百葉窗式氣縫、通氣孔,還有旅客座位上方的冷氣口(駕駛都稱空調系統稱為「PACKs(pneumatic air cycle kit)」,這是「氣動式空氣循環裝置」的簡稱,通常一架飛機都有兩組這種裝置)。
空氣進入機艙後會持續循環,直到被吸入機身底部為止,到了這個階段,有一半的氣體被抽出機身外—由主增壓外流閥排出。這個時候,機身內的另一半氣體會跟發動機灌入的新鮮空氣混合,經過濾清器,開始新的循環。
研究顯示,跟其他密閉空間相比,擁擠的機艙內部的病菌並沒有比較多—通常還更少。製造機身底部濾清器的公司都說這些裝置屬於醫療等級,雖然我早就知道你們可能會說醫院根本是病菌的溫床,但是波音公司指出,濾清器可以捕捉空氣中百分之九十四到九十九點九的微生物,#而且每兩到三分鐘就會重新換過一次空氣,遠比辦公室、電影院,或是教室的頻率高出許多。
外界一直有一個根深柢固的迷思,那就是駕駛會定時降低空氣的流量來節省燃料。令人惋惜的是,有些很可靠、頗具權威的新聞媒體也跟著附和這種無稽之談。這邊就有一個鐵證:以下這段話是取自《經濟學人》二○○九年的其中一期,裡面寫道:「一半新鮮空氣、一半則是回收循環的氣體,航空公司通常都會維持這樣子的比例。然而駕駛可以調降新鮮空氣的比例來節省燃料,有些還把新鮮空氣的比例降到只剩百分之二十。」讀到這裡的時候我都傻眼了。我特別愛這句:「有些還把新鮮空氣的比例降到只剩百分之二十。」這句話聽起來豈不是帶著濃厚的陰謀色彩嗎?
首先,#駕駛無法調整飛機的空調系統,也沒辦法控制兩種氣體之間的比例。裝置的製造廠商早已設定好氣體的比例,也無法從駕駛艙來控制調整。在我駕駛的波音飛機上,我們可以直接調控溫度,但是只能間接控制氣流。如果你們請我「把新鮮空氣的比例降到百分之二十」,我還會很有禮貌的告訴你們我辦不到。開始飛行之前,調整的開關已經設定成自動模式,氣動式空氣循環裝置也會稍微掌控比例的調整。既然兩個發動機持續運轉,一切也都順利的運作,絕對不用擔心氣流有什麼狀況,唯有故障的時候設定才會更動。
我個人並不是很熟悉空中巴士的機型,不過我們可以跟空中巴士專家聊一聊。「空中巴士系列的飛機,從A320到比較大型的A380,這些機型都有讓駕駛調整氣流的方法,但是絕對不是《經濟學人》描述的那樣。」戴夫英格力須說,他是A320的駕駛,也是一名飛航作家。
戴夫解釋說空中巴士的氣流控制器有三個段位,分別標示為高(HI)、正常(NORM),還有低(LO)。「基本上大部分時間氣流控制器都是位於正常的位置,這個時候空氣流量為自動控制。如果需要快速調整氣溫,會把駕駛桿調到高的位置;位置低的功能就像名稱表示的那樣,這個段位會降低空氣流量、節省一些燃料,但是降低的幅度極小,也很少派上用場。公司會告訴我們,只有在乘客數量少於一百人的時候才能調到低。而且改變不大,乘客坐在機艙內,幾乎無法察覺任何差異。」
飛機在地面上的時候,你偶爾有可能會聞到一股強烈的氣味—飛機後推之後,機艙內很快會聞到一股刺鼻的氣味,就像是老舊的汽車或巴士排放的廢氣。通常在發動機啟動、廢氣被吸入空調組件中的時候,就會發生這種狀況。這種情況常常要怪外頭的風,風讓氣流逆向吹送,或是把煙霧吹進空調組件的進氣口。這種味道通常只會持續幾分鐘,直到發動機開始穩定運轉就會消失了。這股味道不好聞,不過這跟塞車的時候,你偶爾會在車內聞到的味道不太一樣。
#如果乘客抱怨機艙的空氣太乾,#這就很合情合理。沒錯,機艙內通常相當乾燥,沒什麼溼氣。機艙的溼度大概在百分之十二左右,甚至比大多數沙漠乾燥許多。飛機在高空中巡航時,機艙乾燥就是最主要的附帶結果,因為在高海拔的空中,水氣的含量很低、甚至微乎其微。提升機艙的溼度看似是一個簡單合理的解決之道,但是我們不這樣做的原因有以下幾種:首先,噴射客機需要載運大量的水,才能讓機艙充滿水氣,但是這樣不僅代價高昂,也會增加重量。加溼系統需要將水重新循環利用,水量愈多愈好,因此這個系統所費不貲,也相當複雜。這組系統確實存在:一個就要超過十萬美元,但也只能小幅提升溼度而已。腐蝕的問題也不能忽視:溼氣跟水珠會依附在機身內部,這對飛機來說傷害很大。
波音787上的濾清器能將效能發揮到百分之九十九點七,所以787的機艙空氣品質是所有商用客機中最有益人體的,溼度當然也高出許多。而且機身的整體構造較不受水氣影響,也有一個特殊的循環系統,會將乾空氣打入機艙跟外殼的夾層中。
舉出以上例子,並不是要強調旅客絕對不會在飛行時感到不適。雖然空氣很乾淨,但是太過乾燥卻對人體的鼻竇有害。乾空氣會破壞鼻黏膜的防護,病菌就更容易入侵。不過,導致乘客生病的通常不是他們所吸入的空氣,而是他們所碰的東西—廁所的門把,還有充滿細菌的托盤跟扶手等等。我不時會看到有乘客戴著口罩,跟這個方法比起來,帶一點乾洗手液在身上或許更能降低生病的機率。
如果你說飛機是散播特定疾病的潛在因素,這點我也不否認。飛機能載著我們快速地長程飛行,確實帶來很多好處,但風險也隨之而來。有一次從非洲起飛的航程結束、飛機落地之後,我發現駕駛艙內有一隻蚊子,我心想:「這隻小小的偷渡客,很容易就溜到航廈裡面咬了某個人。」想像機場內有一個毫無戒心的工作人員,他從來沒有出過國,但是卻突然染上了外來的疾病。事實上,這種情況幾年來都持續發生。這種「機場瘧疾」的案例在歐洲確實有發生過,還因為誤診或延誤就醫喪失了好幾條人命。即使這種慘劇還沒出現在美國,遲早也會發生。全球航空旅行如此有效率地把病菌從一大洲散播到另一洲,這種現象確實頗具教育意義、引人注目,但是老實說,也讓人有點心驚膽戰。
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電池常見術語解釋
Absorbent Glass Mat (AGM):吸收性玻璃纖維
富有微小孔洞的玻璃纖維材質墊片,用來吸收電解液,無硫酸分層的影響,採大面積緊密結構以提高隔板及極板的接觸壓力,降低電池內阻及提高充放電性能,此為AGM電池的主要特色及名稱由來
Acid Stratification:硫酸分層
傳統加水式鉛酸電池充電時,會產生密度比水高的硫酸,因為重力作用而下沉到分電池槽底部,密度較低的水則上升到分電池槽頂部。當電解液密度不均時,會影響電池放電能力及容量
Active Material:活性材料
鉛酸電池正極極板的活性材料是二氧化鉛(PbO2),負極極板的活性材料是海綿狀金屬鉛(Pb),當充/放電進行時,會依照此化學式與電解質中的硫酸(H2SO4)進行反應:PbO2 + Pb + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O
Ampere(Amp、A):安培
電路中電子流/電流量測的單位
Ampere-Hours, Ah:安培小時/安時
電量的單位,每1安培提供/消耗1小時則為1安培小時/安時,例如一個電池可提供連續20小時的5安培電流,就是5*20=100安培小時/安時
Capacity:容量
一個完全充電的電池在固定時間(小時)內以固定電流(安培)輸出固定電量(安培小時)的能力
Cell:分電池
由正極板、隔板、負極板、電解質所組成,多個分電池可組成整個電池,一個12V鉛酸電池內有6個分電池
Cold Cranking Ampere(CCA):冷啟動電流
鉛酸電池在華氏零度/攝氏零下17.8度時可提供30秒且每個分電池至少維持1.2V輸出下的最大電流值,對於處在寒冷/雪地中的機動車輛,啟動電池CCA是重要的參數
Cycle:循環
二次電池中,完整一次放電加上一次充電,稱作一次循環
Deep Discharge:深度放電
用小電流將電池完全放電的狀態,使電池電壓降到最終放電電壓以下
Electrolyte:電解質/電解液
鉛酸電池中,電解質/電解液是水稀釋的硫酸,為電池充放電化學反應提供水和硫酸鹽
Fading:衰退
使用一段時間後長期的容量損失
Final discharging voltage:放電截止電壓
電池放電的最低容許電壓值,若放電到低於該截止電壓(深度放電)會損害電池
High Current Charging:大電流充電
充電電流倍率大於1C(1Ah電池的1C就是1A)
High Current Discharging:大電流放電
放電電流倍率大於5C
Enhanced Flooded Battery(EFB):增強型富液電池
相較於傳統鉛酸電池,同為富液式設計的EFB電池採用強化的正負極板,使其較傳統鉛酸電池有更深的放電深度,更大的電流充放電能力,更好的循環壽命,適合於採用ISS及充電制御系統的車輛上
Idle Stop/Start(ISS):怠速熄火啟停
為了減少汽車於怠速下暫停的燃油消耗及污染排放,具備ISS的車種偵測到車輛停止並踩著刹車時,燃油引擎會自動熄火,起步時輕踏油門會自動啟動引擎,因為熄火時車上電裝品會消耗電池電能,啟動時電池要提供大電流發動引擎,所以對電池考驗比較嚴苛
GEL Battery:膠體電池
內部採用凝膠狀稀硫酸電解質包覆正負極板,與AGM同樣為貧液式設計,並透過凝膠內的微小縫隙來完成負極氣體吸收,使電池結構可以密封
Effective Inner Resistance:等效電池內阻
電池中抵抗電流流動的可測量電阻值,會表現在與放電電流大小成比例的輸出電壓壓降上。該值取決於電池構造、充電狀態、溫度和電池使用年限
Lead-Calcium Alloy:鉛鈣合金
用於免維護貧液式鉛酸電池(AGM/GEL)負極極板的網狀鉛合金,其鈣含量約在0.08-0.1%,鉛鈣合金極板可提高氣體回收能力,降低失水速度
Low Current Charging:低電流充電
充電電流僅略高於補償自放電損耗的電流值
Low Current Discharging:低電流放電
放電電流低於0.1 C
Maintenance-Free battery:免維護電池
把電解質/電解液固定在吸收性玻璃纖維(AGM)或凝膠(GEL)中的鉛酸電池,電池密封並配有洩壓閥門,又被稱為密閉閥控式鉛酸電池Sealed Valve Regulated Lead-Acid(VRLA)
Rated Capacity:額定容量
在規定電流/溫度的放電條件,電池可放出的Ah容量
Self-Discharging:自放電
自放電是沒有連接負載下,電池電極上與溫度有關的永久性化學反應過程,仍會使電池電量緩慢降低
Short Circuit:短路
電氣設備或配線中的非預期電流旁路,旁路電阻通常來說很低,因此會導致大電流流動。在電池中,分電池短路可能會造成該分電池永久放電並使整個電池故障
State of Charge (SOC):充電狀態
檢測電池當下電壓,相較於充飽狀態的充電百分比
State of Health (SOH):健康狀態
檢測電池,相較於同規格全新電池的健康百分比,需要較為詳細的檢測項目及步驟
Thermal Runaway:熱失控
電池充放電過程中,因高環境溫度或電壓/電流增大導致內部化學反應加速,加速的化學反應產生更多熱量使電池整體溫度上升,上升的溫度又使內部反應更快而產生更多熱量,熱量因累積性疊加作用而使電池損壞
密封式鉛酸電池因密封加上貧液式結構,電池充放電中熱量發散更不易,使用時需特別注意溫度狀況
Venting Valve:排氣閥
密封式電池(AGM/GEL電池)上的安全排氣閥平時防止外部空氣進入,在過壓情況下會打開排出氣體,並在內部恢復正常壓力時自動關閉
Voltage Dip:電壓驟降
當使用大電流放電(例如啟動引擎)時,電池電壓瞬間下降的情形
Voltage Drop:壓降
當電流流過電路內電阻較大的部分,就會發生壓降
Watt(W):瓦特
電功率的測量單位。瓦特=安培x伏特
Watt-Hour(Wh):瓦特-小時(瓦時)
一定功率使用一段時間的測量單位。1瓦時=1瓦特功率連續使用1小時(1Wh=1W x 1h),1kWh=1瓩時=1度
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[馬里的科學實驗室]引擎降溫幫手:酒精水噴射
酒精水噴射,專用於渦輪增壓汽油引擎、柴油引擎或賽道用車。在渦輪增壓系統改裝中,為了得到更高的冷卻效果,一般的做法就是加大中冷器,或者把水噴到中冷器表面,還有一種比較高階的做法就是直接把一定比例的酒精+純水的混合液體經過高壓幫浦與流量電磁閥送至噴嘴,噴到進氣管道中,這種做法常見於賽道用車,而將噴頭固定在節氣門前方,當節氣門開啟時,水與乙醇混合的液體就會經過噴頭霧化直接吸入燃燒室內,因為50:50的水與乙醇的混合燃料,水的氣化要吸收熱量,乙醇的比熱比水還要大,所以乙醇的氣化帶走更多的熱量,藉此降低進氣溫度,進而允許提高渦輪的增壓值,因此,進氣經過冷卻後可以在更重的壓力負荷下達到更高的馬力值!
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#馬里的科學實驗室 #酒精水噴射
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