本成果2006年获国家科技进步二等奖（参加）。

能源、环境及化工等领域广泛存在具有相变和反应的能质传递和转化问题， 具有多区域、多场、传递与转化等相互耦合的特点，是影响装备性能的关键热物 理问题，对提升性能至关重要。本项目针对上述领域中共性的多场耦合能质传递 机理反其强化和调控方法的前沿科学问题开展研究工作，取得了系列原创性研究 成果。主要发现点有： 一、 分区耦合多相传递可视化实验方法及其机理与特性：创新了滞止流和通 流槽道内逸出速率及位点可控的液滴和气泡动力学行为、变孔隙率网络流道及其 与外部流场耦合的两相流动、毛细阻力可调的多孔层内相变传热及含反应边界的 两相流及传递等可视化实验方法。获得了逸出液滴聚合衰减震荡机理及规律；发 现了微孔逸出气泡脱离后涌入和界面震荡现象；揭示了具有壁面逸出气泡的槽道 内两相流规律；阐明了具有微孔层和结构缺陷的气体扩散层内两相分布特征；厘 清了反向式毛细蒸发器多孔层内相分布规律反其对相变传热的影响机理；揭示了 燃料电池内两相流动和传输以及电化学反应的相互作用规律，获得了流道水淹与 压降之间的定量关系及膜电极表面温度分布特性。 二、 多元多相分区耦合能质传递及转化理论模型：建立了多场耦合固体基质 表面细胞吸附成膜理论模型，揭示了生物膜结构与能质传递及产氢/产电性能的 相互关系；建立了含生化反应的多孔填料床内多相能质传递的毛细管模型和多相 混合模型，阐明了流动和传输与生化反应的耦合特性，为固定化细胞生物反应器 性能预测提供了方法；建立了毛细结构材料内分区耦合相变传热理论模型，为反 向式毛细蒸发器和微槽膜状凝结换热提供了理论计算方法；提出燃料电池两相传 输三维孔隙网络模型和气体有效扩散系数的分形模型，首次利用V0F方法模拟 了边壁具有逸出液滴的燃料电池流道内细观两相流行为，揭示了多孔扩散层与流场板流道内两相流的耦合关系以及流道结构和工况参数对两相流特性的影响规律。 三、多场耦合能质传递强化及调控方法：基于分区耦合强化传热思想，提出 了三维肋表面和螺旋扭带组合强化传热新方法；通过分区流动和传递强化与调控, 发展了三维柱状阵列结构阳极微流体燃料电池，显著提升了电池性能；利用石墨 烯表面修饰，实现了多孔电极内微生物产电菌电子转移速率和活性生物量调控和 强化；创新性利用流场/浓度场/温度场/光场的强化和调控，结合表面修饰和弥 散光导体技术，实现微生物生化转化全过程强化；提出了通过外接电阻控制阳极 电势诱导和调控生物膜结构，强化了质子传输，大幅提升了微生物燃料电池性能。

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技术团队来自北航太阳能及特种环境控制实验室 ，于2011年在国内首先设计、研制成功了实用化的便携式微型高效个体冷却系统，该系统由微型高效制冷机和液冷服组成，已在我军多军种批量装备使用，相关技术于2015年获得国防技术发明二等奖（2015GFFMJ2012）。核心的微型高效制冷技术在国防、通航、物流、电子设备冷却等众多领域有着广阔的应用前景，已获得近10项核心关键技术国家发明专利授权。 该微型高效个体冷却系统满足高温环境、高强度工作条件下人体的降温需求，有效地解决了直升机、坦克、装甲车、舰船等乘员在高温环境下的热应激难题。截止2018年上半年，已交付军方近千套。 该微型制冷机体积小、重量轻、启动快、连续供冷、能耗低、可靠性高，克服了传统的相变蓄冷式、液冷式、风冷式等个体冷却装置制冷量小、使用不便等不足。

技术团队来自北航太阳能及特种环境控制实验室 ，于2011年在国内首先设计、研制成功了实用化的便携式微型高效个体冷却系统，该系统由微型高效制冷机和液冷服组成，已在我军多军种批量装备使用，相关技术于2015年获得国防技术发明二等奖（2015GFFMJ2012）。核心的微型高效制冷技术在国防、通航、物流、电子设备冷却等众多领域有着广阔的应用前景，已获得近10项核心关键技术国家发明专利授权。

本发明公开了一种气缸随转子转动的滑片式压缩机，包括筒形机壳，在筒形机壳内设有动气缸且与筒形机壳同轴，在动气缸内设有转子且与动气缸偏心设置，在机壳的左端面上设有进气口和出气口，进气口和出气口分别位于动气缸与转子之间月牙形的间隙区域内沿转子转动方向上由小变大和由大变小的位置，在转子上均匀分布≥8偶数条轴向矩形沟槽，且在矩形沟槽内设有至少2个径向通孔，在矩形沟槽内嵌入滑片且将1块宽滑片嵌入动气缸的内壁，其余滑片在压缩弹簧的作用下与动气缸的内壁相抵触，由于动气缸跟随转动，压缩机具有摩损小、效率高的优点。

由于节能的需要，离心压缩机和通风机运行的经济性一直为人们所重视。以往的研究大多将注意力集中在提高离心压缩机和通风机在设计工况点运行的效率上，然而，大多数离心压缩机和通风机在实际运行时都是在一定工况范围内工作，仅在一个工况点运行的情况较少。因此，改进离心压缩机和通风机的调节性能，提高它们在变工况范围内的运行效率，是实现节能的另外一条重要途径。进口导叶是离心压缩机和通风机中广泛使用的一种调节方法，过去对它的研究不多，因此，开展进口导叶研究对离心压缩机和通风机运行节能有重要实际意义。

本试验台的用途是提供对汽车空调压缩机运行环境的模拟，使压缩机在各种不同的 工况下运转，按照行业标准完成汽车空调压缩机的耐久性试验。适用于小型汽车空调压 缩机的产品开发，以及定型产品的抽检所要求的耐久性试验和启动耐久性试验。 技术指标 1．被试压缩机冷量范围：在名义工况 1800rpm 转速下，最大制冷量为 8kW。 2．被试压缩机转速范围：500～7000rpm 3．试验工况调节范围： 吸气/蒸发压力：0～0.5MPa 排气/冷凝压力：0～3.0MPa 吸气温度：-10～50℃ 被试压缩机环境温度：30～115℃ 4．连续工作计时范围： 0.001 秒～9999 小时内任意设置 5．离合器通断时间计时范围：0.1 秒～999 小时内任意设置 6．开停机次数计数范围： 0～99999 次 应用领域：汽车空调压缩机耐久性试验台的改造和新建

面向工程中的大尺寸零件高精度测量（如飞机、风电叶片、汽车、发动机的反求测量、大型装备制造、装配中精度检测等），以远距离全局测量设备（Leica AT901-LR激光跟踪仪、iGPS）建立全局坐标控制与约束，再辅以近距离终端测量设备（FARO P12测量臂、激光三维扫描仪）构建组合式测量系统，实现大范围、不同类型被测点（如盲点、密集点云、形貌特征等）的高精度测量。 组合式测量方法很好地解决了大尺寸零件整体尺寸大与局部空间复杂、测量特征多样之间的矛盾，具有测量精度高、测量效率高及适应性好的特点。

能源短缺和环境污染是21世纪人类所面临的首要问题，寻求清洁替代能源是解决这一问题的有效途径，尤其是汽车燃料替代。天然气作为汽油替代燃料已经表现出了经济、环境等各方面的明显综合优势，目前在世界范围内正处于迅速发展阶段。国内近年迅速发展的汽车工业、世界能源结构的调整、西气东输工程的顺利进行都在极大地推动着汽车燃料向天然气的转换。天然气在汽车中以200个大气压的高压状态储存，因而其充装需要在专门的加气站进行，并需要远比加油机复杂得多的专门设备，这些设备中最核心的装置是天然气压缩机组，它几乎占据了加气站设备投资的一半，这决定了其生产利润的可观性，因而这一产业近年迅速崛起。加气站压缩机也称CNG压缩机，根据使用场合及天然气来源的不同有母站压缩机、常规站压缩机、子站压缩机三种型式。这种设备属于机电一体化成套机组，具有较高的技术含量和生产技术难度，同时也具有较高的生产利润率。国内已有几个厂家已介入了CNG成套机组的生产，国外产品也正涌入中国市场。目前该产品生产的毛利率仍然较高，市场需求量也正大幅度提升，产品生产组织的条件和投资不大，因而是一个良好的进入楔机，具有广阔的市场前景。 本项目始于1995年，获2007年度国家863计划立项，所研发的产品和技术的主要创新性和领先性在于：①我们持有相关技术的多项自主知识产权专利，在国内最早开始从事相关技术研究和产业推广工作，具有丰富的研究成果和产业化推广经验；②我们具有丰富的实践经验，曾为国内多家企业开发过各种规格的母站、常规站、子站CNG压缩机产品，目前国内市场在售的许多国产CNG压缩机产品都是我们主持开发或协助开发的，部分产品已经出口国外数十台套；③我们具有敦实的基础性研究成果，著有国内唯一的《CNG压缩机及其设备》科研专著；④我们的研究水平居于国际前列，基于国家863计划研发的“大型CNG母子站成套压缩机组研发及产业化”项目产品已经被产业化实施，并服务于中石油、中石化等大型天然气发展机构。 目前国内天然气汽车的普遍应用仍只局限于西安、成都、乌市等西部地区和城市，随着西气东输工程的进行，以及东海油气田的探明，我国东部大部分地区将迅速开始天然气汽车技术的发展。加气站建设是燃气汽车发展的基础性设施，所以未来5～10年将会是一个加气站设备产品需求的高峰期，预计2010年前的国内市场需求至少在1000套。十年前的天然气汽车及加气站装备主要靠国外引进，近五年来相关技术和全部装置已经完全实现了国产化，技术研发、产品生产、零部件配套、相应工程设计和安装调试等国内均可解决，市场介入时机成熟。CNG压缩机组属于大型成套设备，订单式单件生产，属典型的机械制造业，目前产品生产的毛利率约在40％，效益比较可观。