转自：中国科技网
科技日报记者 龙跃梅
这个月，汪耀东、司鹏等研究人员，成了美的集团2022年评选的“科技明星”。
今年11月，美的集团一年一度的科技盛宴——科技月活动启动，这项被称为“美的科研奥斯卡”的盛会已经举办了27届。这一次，汪耀东、司鹏等研发人员获得了“科技明星”奖项。
汪耀东是美的集团厨房和热水事业部研究院流体固体实验室负责人，美的集团香港理工大学院士工作站负责人。天津大学硕士毕业后，他先后在中科院、比亚迪从事相关研究工作。2016年加入美的集团，主要从事家电产品流体技术及噪声控制的研究，目前正在攻读天津大学能源动力工程博士。
能成为“科技明星”，汪耀东有自己的“看家本领”——燃气热水器进入了“静音模式”。
“燃气热水器的噪声，不仅是用户的痛点，也是行业中的难题。”汪耀东介绍，据调研燃气热水器一般安装在厨房或者阳台，其中70%安装在厨房。使用场景一般都是深夜和早晨，使用比较多的会有一些特殊人群，比如孕妇，或者备考的学生，对于噪声敏感度更高。
现实中，一般燃气热水器在满负荷使用时，它的噪声最高可以达到60分贝，噪声水平相对较高，对一些人群会产生相当程度的干扰，产生不舒服的感觉。
汪耀东进一步分析，传统的燃气热水器，它进风方式是背部进风，进风口安装在靠墙的位置。我们经过研究分析，背部进风不仅产生流阻效应，而且墙面也会成为声音的辐射边界，起到辐射增强作用，使得传到人耳朵的声音更大。
“我们通过底层机理的研究，涉及多个学科领域，如流体力学、固体力学、传热学、声学等，从系统工程的角度综合分析了燃气热水器整机各个组成子系统之间的耦合关系。最终对气动布局进行了创新，采用仿生双腮设计，同时采取了顶部进风，这样进气空间比较大，流动阻力小，而且声辐射效应可以降到最低。”汪耀东说。
汪耀东认为，我们的“仿生双腮静音系统”从源头上颠覆了传统燃气热水器气动布局及噪声传播方式，使得燃气热气器行业开始进入了静音时代。
目前，这项技术已通过了中国轻工业联合会组织的科技成果鉴定，达到国际领先水平。
汪耀东的同事，司鹏凭借破解技术难题的“两把刷子”，也获得了“科技明星”称号。
司鹏是美的集团微波和清洁事业部产品中心性能研究负责人。2016年加入美的，他一直持续深耕蒸汽技术领域，现任微清事业部性能研究负责人，正在攻读西安交通大学工程热物理博士。
司鹏介绍，蒸汽发生器是蒸汽系统的核心部件，但是2016年以前的微蒸烤产品采用的是国外蒸汽发生器，功率低，有时包子馒头都蒸不熟。直到2018年，他们终于设计出了两款1500瓦的大功率蒸汽发生器，解决了蒸不熟的问题，但是体积非常大。
为什么体积要大？因为体积小就会导致烧毁。“1500瓦发生器若是将体积直接做小，会导致表面温度高融化烧毁。”司鹏分析，是由于高功率密度下， 加热面气泡迅速增多融合形成汽膜，导致传热阻力增大63倍，热量无法传出而烧毁。
因此，发生器要做小，必须要破除这层汽膜。司鹏团队通过借鉴航空发动机迪恩涡二次流理论，仿真分析了900多种不同角度、管型、直径、曲率对壁面剪切力的影响，从而发明了螺旋曲率涡流诱导管，可以在管截面处生成迪恩涡，迪恩涡是一种螺旋前进的涡流。
“迪恩涡核态沸腾技术，迪恩涡只有沿着壁面才能破除汽膜，为了将迪恩涡引流到壁面处，在管表面创新设计正弦波纹结构，利用波纹形成的附壁效应可以在壁面处形成双对旋反向迪恩涡，破除体积做小形成的汽膜。”司鹏将这项创新的技术吃得很透。
最后，他们最终实现1500瓦大功率发生器的体积只有原来的三分之一，体积行业最小最薄。可以在现有产品的侧部直接安装，累计切换200万台，相关技术达到国际领先水平。
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