機械吸塵黑板擦的研究設計

陳鑒++邵春光

摘要：黑板擦及粉筆的發(fā)展見證了世界教育事業(yè)的一步步發(fā)展，為人類傳播知識，普及教育，立下了汗馬功勞。隨著社會的發(fā)展和科技的進步，黑板已經(jīng)由最初的寫字類黑板，發(fā)展到了先進的影音及顯像類黑板。然而黑板及黑板擦在世界范圍內的概念進化并沒有在教育領域有徹底的革新，在國外，由于小班教學及教育發(fā)展較成熟，大多使用第二代產(chǎn)品白板及油墨筆教學，這種黑板沒有粉塵的危害，但成本較高。在國內，由于我國的發(fā)展及人口現(xiàn)狀，絕大多數(shù)場合還是使用的第一代黑板及粉筆，并且這種現(xiàn)狀在未來較長一段時間內無法改變。這種配合的最大缺點就是粉筆灰揚塵問題，文章對這些危害身體健康的問題提出了不同的解決方案。

關鍵詞：環(huán)保；教學；黑板擦

中圖分類號：TS951.71 文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2014）20-0014-02

1項目背景

在當今中國，粉筆仍是教師授課必備工具，幾乎所有的中小學教師都在使用傳統(tǒng)的粉筆上課，而由粉筆的粉塵造成的危害不可忽視。

據(jù)國家及地區(qū)相關部門的調查顯示，教師病近年來呈現(xiàn)上升趨勢，已經(jīng)是不可忽視的問題。其主要原因是老師上課經(jīng)常用到粉筆，而粉筆的不合理制造及使用，導致了一些列的危害。其中粉塵引起的塵肺以及各種急慢性呼吸道疾病是目前職業(yè)病中危害最嚴重和最廣泛的一種。

粉筆由碳酸鈣硫酸鈣組成，教師在使用粉筆時會產(chǎn)生大量的粉筆粉塵。由于粉塵不能盡快散去，飄在空氣中，危害師生的身體健康。同時，粉筆的制造和使用也會引發(fā)很多社會環(huán)境問題。

粉筆對人體危害的形式主要有以下幾個方面：

①肺部影響：粉塵對教師身體的危害，尤其是對肺部的危害較為顯著。會引發(fā)常見慢性、急性肺炎等疾病。

②上呼吸道影響：會引起病變，鼻炎、哮喘、鼻咽、支氣管等部分的癌變等常見問題。

③眼睛影響：嚴重傷害眼部粘膜，形成慢性炎癥，誘發(fā)近視。

針對以上情況，為有效解決粉筆揚塵對教師造成的生理危害，本小組研究并設計了該款機械式吸塵黑板擦，采用非電力系統(tǒng)式機械系統(tǒng)，結構簡單性能可靠，同時具備出色的吸塵效果，在中小學教學系統(tǒng)有廣泛的應用前景。

2研究內容及研究重點

2.1理論模型

轉速-風速模型；通過電機模型可以得到一定電壓下的風扇轉速，下面根據(jù)流體力學連續(xù)性方程討論風速與風扇轉速的關系：

轉速?風量?風速

風速與扇葉轉速有一定的關系，假設（如圖1所示）為扇葉某圓周上的截面：

取扇葉上任意一點Vn為風扇上該點線速度Vn=2 πrn/60，即為風在此點的水平速度，那么豎直向上的速度Vz=Vn·tan