從地面環(huán)境與空間環(huán)境的比較，引入空間微重力環(huán)境氣液分離技術的難點及氣液分離的途徑。對國內外現(xiàn)已研制的氣液分離器進行了分類，并對不同種類的氣液分離技術的原理、組成結構及性能作了分析介紹。最后結合實例說明空間氣液分離技術的應用及重要性。

1、引言

　　地面環(huán)境與空間環(huán)境之間最大的差異之一是重力場的強弱，地面環(huán)境中重力場強度為g軆，而在空間環(huán)境中重力場很小，幾乎為零，稱為微重力環(huán)境。

　　在地面環(huán)境重力場的作用下，為了使重力勢能(能量)最小，密度(質量)小的在上、大的在下將處于穩(wěn)態(tài)。在地面環(huán)境的氣液混合體中，密度小的氣體會自發(fā)上升，而密度大的液體會自發(fā)下降，并形成明確的界面，自然實現(xiàn)氣液分離。因此地面應用的氣液分離技術都利用了這個自然現(xiàn)象，即氣體出口在上，液體出口在下，并且氣液分離裝置較簡單。

　　空間環(huán)境沒有重力場這樣的優(yōu)越條件，要實現(xiàn)氣液分離必須利用其他途經(jīng)創(chuàng)造條件。空間氣液分離技術主要利用親水/憎水材料、電機旋轉或渦旋管路產(chǎn)生的離心力場等來實現(xiàn)氣液分離�？臻g氣液分離技術主要可分為兩大類。1)靜態(tài)分離技術：氣液分離設備中不存在運動部件，利用管路的幾何形狀、材料的親水/憎水特性等，實現(xiàn)氣液分離。2)動態(tài)分離技術：氣液分離設備中存在運動部件，利用運動產(chǎn)生對流體的力場作用，如離心力等，而實現(xiàn)氣液分離。

　　靜態(tài)氣液分離技術又可分為以下3 種：基于毛細作用的氣液分離技術，主要利用親水/憎水材料的特性和表面張力產(chǎn)生的毛細管效應；旋流氣液分離技術，主要利用氣液混合流在設計好的渦旋管路中流動產(chǎn)生的離心作用；慣性氣液分離技術，主要利用氣體與液體的慣性差異很大，液體不易改變運動方向而被親水膜收集。動態(tài)氣液分離技術主要是離心氣液分離技術，利用電機帶動流體旋轉產(chǎn)生的離心力場實現(xiàn)氣液的分離。作者將具體介紹各種空間氣液分離技術及其在空間研究與探索中的應用。

2、空間氣液分離技術原理

2.1、毛細作用的氣液分離技術原理

　　液體水會在親水材料表面展鋪，如果用親水材料做成多孔結構(孔與孔之間有間隙相連)，此多孔結構就像由很多的毛細管組成一樣，將成為液體水的專用通道。同理，憎水材料做成的多孔結構將成為氣體的專用通道。這樣利用材料的親水/憎水特性實現(xiàn)氣液分離。圖1 是這種氣液分離技術的示意圖。

4、空間氣液分離技術應用及展望

　　空間氣液分離技術主要用于空間站物化再生環(huán)控與生保系統(tǒng)，以及未來的深空探測活動�，F(xiàn)介紹美國NASA 國際空間站設計的水再生系統(tǒng)。艙內大氣經(jīng)過壓縮熱交換器水蒸氣凝結成液滴，再經(jīng)過慣性氣液分離器，干燥大氣經(jīng)過二氧化碳移除設備和除去微量污染物的熱催化滴，再經(jīng)過慣性氣液分離器，干燥大氣經(jīng)過二氧化碳移除設備和除去微量污染物的熱催化設備送入艙內，液體進入污水存儲箱。尿液經(jīng)過氣相壓縮蒸餾設備(VCD)，得到的餾分水進入污水存儲箱，VCD 設備中為了實現(xiàn)氣體與液體的分離，采用了離心氣液分離技術。這樣冷凝水、利用VCD 技術得到的餾分水與衛(wèi)生污水混合在一起經(jīng)過污水處理組件后，就得到足以飲用的潔凈水。污水處理過程要經(jīng)過除去自由氣體，過濾掉固體微粒(毛發(fā)等)，再經(jīng)過離子交換過濾床進一步凈化，最后經(jīng)過高溫催化消除有機污染物及微生物等步驟，其中不可缺少氣液分離器。

未來航天科技的發(fā)展趨勢是載人航天及深空探測。航天器中人類活動區(qū)域的環(huán)境要求將更嚴厲，溫度、濕度等的控制，人類賴以生存的氧氣、水的獲得等，都需要氣液分離裝置，特別是水循環(huán)再生系統(tǒng)氣液分離裝置是必不可少的�？臻g氣液分離器是物化再生環(huán)控生保系統(tǒng)的關鍵組成部分，空間氣液分離技術的研究無疑將對我國未來航天事業(yè)更好的發(fā)展奠定基礎。