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新型静电飞行器
微型飞行器小体积、轻质量、高机动，能够在狭小空间执行拍照、探测和运输等特种任务，在国民经济领域拥有广泛应用前景。然而，此类飞行器普遍存在飞行时间短的痛点问题，尤其当重量小于10克时，其飞行时间一般不超过10分钟。这是因为目前微型飞行器的发动机驱动部件一般采用传统的电磁电机，而电磁电机在微型化后转速高、发热大，能量转化效率急剧下降，甚至降到10%以下。微型电磁电机效率下降后，如果采用供电方便的自然太阳光作为能量来源，受限于太阳能电池的面积，很难满足飞行需求。
为了解决上述难题，北航科研团队从微型发动机的原理方面寻求突破，提出一种新的静电驱动方案，研制出了在微小尺寸下转速低、发热小、效率高的微型静电电机，并首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行，在微型飞行器的发展进程中具有里程碑意义。
该飞行器主要由静电发动机和超轻质高压电源组成，具备低功耗（0.568瓦）和高升力（30.7克每瓦）优势，首次实现了微型飞行器在纯自然光供能下的起飞和持续飞行。
静电发动机的核心是静电电机，它是一种依靠静子和转子间的库仑力来产生连续旋转运动的新型微型电机，具备结构简单和无需绕组的优势，其高电压（千伏级）、低电流（微安级）的工作特性也使其在工作过程中发热少且无明显红外特征。相比传统电磁电机，静电电机表现出了颠覆式的效率和功耗特性，在小质量（5克以内）情况下，其能量转化效率可达传统电磁电机的10倍以上，产生相同升力所需功耗仅为电磁电机的1/10以内，因此即便采用小尺寸太阳能电池，也可以为微型飞行器提供飞行所需功率。
电机虽然效率高、功耗低，但仍需要千伏级高压电流来驱动，然而传统高压电源由于体积和重量过大，无法搭载在微型飞行器上。因此团队还针对飞行应用场景，研制了千伏级超轻质高压电源，主要包括太阳能电池和升压电路两部分，其中升压电路可以在1.21克的重量下，将太阳能（或锂电池）输入的低压直流电，转换为4 - 9千伏的高压直流电，相比美国斯坦福大学研发的同类技术升压比提高了92%。
在微型静电电机和超轻质高压电源的助力下，本项目研发出的飞行器整机仅有巴掌大小（翼展20厘米），重量比一张A4纸还轻（4.21克），尺寸和重量分别是此前世界最小、最轻太阳能飞行器的1/10和1/600。更进一步，团队还提出一款翼展8毫米，质量9毫克的超微型静电飞行器，飞行功耗不到1毫瓦，展示了静电电机在飞行器进一步微型化中的巨大潜力。
北京航空航天大学
2024-07-19
新型径向流动反应装置
反应装置是化工厂的核心，而径向反应装置气体流通路径短、压降小、可使用小颗粒催化剂等优于传统固定床反应装置的技术特征，在苯乙烯、催化重整、芳烃异构和歧化等化工装置上被广泛应用，但技术十分复杂。
本项目在对径向反应装置进行长期分析和深刻的理解后，经过大型冷模试验研究、计算机模拟和工程放大，从理论上、结构上和关键技术上进行了突破，发明了大型化的新型径向流动反应装置。实践证明发明的大型径向流动反应装置运行平稳节能，各项技术指标达国际先进水平。
（?）发明了催化剂自封式结构，在催化床封造成轴向和径向的二维流动，消除滞流区，提高催化剂利用率，简化结构，国内外首次应用于负压脱氢装置；
（?）发明了新型离心式Π型径向流动技术，流体由始端控制，催化床层的流场优化，国际上首次应用于催化重整；
（?）发明了高均匀度的径向流体均布技术：导流锥设计技术、双流道优化组合技术、催化剂支承结构技术等，从而保证了乙苯脱氢和催化重整的薄催化床层内流体均布；
（?）发明了快速喷射流混合器技术，适应超短停留时间，满足苯乙烯反应装置对反应介质高度混合要求；
（?）发明了高温再热器技术，反应器体外逆流换热，减少负压空间，解决热膨胀，高温蒸汽入口温度下降，降低高温材料的使用温度、制造难度和设备费用；
（?）开发了反应装置的新放大方法。
华东理工大学
2021-04-13
新型飞轮储能装置
本成果涉及的飞轮储能装置基于永磁偏置磁悬浮轴承与双凸极电机集成化技术，永磁偏置磁悬浮轴承能够实现对转子位移的主动控制，且具有较小的能量损耗，适合应用于转子质量重、转速高的飞轮储能系统中。双凸极永磁电机采用永磁体来提供励磁磁场，具有较高的效率和较大的转矩，且转子结构简单，适合高速运行。鉴于两者都是采用永磁体来提供静态磁场这一共同特点，本项目提出了利用同一永磁体同时为磁悬浮轴承提供偏置磁场，为电机提供励磁磁场的思路。此外，鉴于混合励磁双凸极电机能发挥永磁高效与电励磁方便调节磁场的优势，使电机在电动运行情况下保持较高效率的同时，扩大调速范围；发电运行时，又能够实现宽转速范围内的稳压输出。
南京工业大学
2021-01-12
一种皮纳卫星模拟分离装置
本发明公开了一种皮纳卫星模拟分离装置，包括支撑架，水平安装在所述支撑架上的滑轨，与滑轨配合的滑座，一端与滑座固定连接的挂绳以及位于滑轨下方且与卫星的分离底板固定连接的固定工装，所述挂绳的另一端与卫星固定连接并通过滑座的滑动带动卫星与安装在所述固定工装上的分离底板沿水平方向分离；本发明通过纯机械结构来固定和分离移动卫星，结构简单，拆装方便，运行可靠，能适应高低温环境，可以有效模拟卫星的分离，研制成本低。
浙江大学
2021-04-11
关于分离得到的高活性中和抗体的研究
B淋巴细胞是体内产生和分泌抗体的专职细胞，在抗击感染、肿瘤和自身免疫疾病过程中发挥着关键的作用。从数量上看，抗体可以构成血浆总蛋白量的20%左右，并随着血液的流动在全身持续不断地巡视外来入侵的病原体，并对其实施强大的抑制和清除作用。在人体接种疫苗后所诱导产生的保护性免疫反应中，B细胞所产生的针对病原体的抗体，特别是具有中和能力的抗体起着关键性的作用。从8例SARS-CoV-2感染者的单个B淋巴细胞中分离并鉴定出了206个特异性靶向RBD的单克隆抗体，发现这206个单克隆抗体的中和活性与其竞争ACE2结合RBD的能力密切相关，并就一系列高活性中和抗体（P2C-1F11，P2B-2F6、P2C-1A3等）的假病毒和活病毒中和能力进行了深入研究。王新泉团队解析了RBD与抗体P2B-2F6的复合物晶体结构，显示抗体结合产生的空间位阻可以抑制病毒RBD与ACE2的结合，从而阻断病毒的进入。这些发现表明，靶向RBD的中和抗体是针对新冠病毒特异性的抑制剂，具有广阔的临床应用前景。
清华大学
2021-04-11
轻、重颗粒(飘浮、悬浮颗粒)同时分离技术
废水、污水及海水处理中经常存在同时分离重质颗粒和轻质颗粒的问题。液固分离的主要方法是离心和过滤，一般情况下，能靠离心分离解决，不采用过滤分离方式。这是因为采 用过滤方式的系统复杂、运行阻力大，特别是处理细小颗粒时，返清洗频率高，降低生产率。传统的离心分离技术一般情况下仅是靠颗粒和水的密度不同、产生的离心力不同，而将 密度大于水的重质颗粒从水中分离出来。密度与水接近或密度小于水的轻质颗粒，只能依靠 过滤方式分离。基于本项目研发成功的轻重颗粒同时分离技术所制造的广谱密度颗粒分离器， 充分利用了离心力场的特点，能将密度大于水和密度小于水的颗粒同时分离出来。不仅如此， 同时还利用了旋风分离器减阻技术，使该颗粒分离器的压力损失明显小于水力漩流器等同类 产品。另外，采取空间交错布置形式，使该广谱密度颗粒分离器结构紧凑，占地面积小。
清华大学
2021-04-11
四乳区分离移动式挤奶机
本实用新型公开了一种四乳区分离移动式挤奶机，在车架的前端和后端装有车轮，在车架上设有集奶桶、支架和真空泵，在集奶桶上通过多根牛奶管道分部连接一个奶杯，各奶杯均挂在支架的顶部；真空泵通过传动带与电机的输出轴传动连接，真空泵的入口与真空罐的一个端口连接，真空罐的另一端口与脉动器的一端连接，脉动器的另一端通过多根真空管道分别连接一个所述的奶杯；真空罐的其他端口分别通过真空管道与集奶桶一一对应连接。本实用新型在原有移动式挤奶设备的基础上改进了集奶区，能将奶牛四个乳区的牛奶直接分开不予混合，直接分进四个奶桶里，不仅便于检测奶牛乳区患病情况并加以治疗，还可避免一个乳区患病污染整个奶牛的牛奶而造成的浪费。
青岛农业大学
2021-04-11
关于超高通量分离膜的研究成果
纳米孔道的离子输运现象是材料科学和生物物理等领域研究的热点。当纳米孔道的尺度达到纳米即接近分子大小时，将会出现许多奇异的输运现象。研究这些输运现象对于了解细胞膜离子通道机制，制备新型高效分离设备淡化海水、处理污水，探索新型DNA测序方法等都有重要意义。基于核径迹高分子膜制备的纳米孔具有结构坚韧富有柔性并且可以高效大规模制备的优点，但是由于已沿用六十多年的传统化学蚀刻制备法不便可靠控制蚀刻速率，无法达到亚纳米尺度。刘峰和王宇钢课题组基于多年来核径迹纳米孔研究工作的基础（JACS，2008,2009；AFM, 2010,2011; EES, 2011等），首次通过高能重离子轰击高分子膜并进行充分紫外线照射，不进行蚀刻而成功制备亚纳米尺度的核孔膜 （Qi Wen, et al., Advanced Functional Materials，2016, Cover Highlights)。该膜具有超高离子选择性，比如阴阳离子选择性高达108，但导通量离实际应用尚有一定距离。事实上，选择性和通量对于所有离子分离膜都是一对难以调和的矛盾。2017年《Science》专门就此发表题为“Maximizing the right stuff: The trade-off between membrane permeability and selectivity”的长篇评述文章，指出分离膜研究的正确方向是要同时具有高选择性和高通量。通过优选高分子膜并利用新的制备工艺，刘峰、王宇钢课题组所获得的新型纳米尺度核孔膜，在保持碱金属离子与重金属离子高选择性的同时，将离子的输运率提高了3个数量级 （图A）。 这种纳米核孔膜的优异分离性能突破了传统的分离膜和氧化石墨烯等新型分离膜的局限 （图B）。与此同时，他们还建立了高分子纳米孔模型并通过分子动力学模拟揭示，一方面由于孔的半径在0.5纳米左右极大减少了脱水势垒的阻碍从而极大提高了输运量，同时由于部分脱水的离子和表面吸附的电荷之间的相互作用而保持了高选择性 （图C）。 这项研究揭示了纳米孔道的离子输运新机制，并且为突破高选择性和高输运率的矛盾提供了新的思路。通过该方法所制备的高分子膜在过滤重金属元素的水净化，制备新型电池等方面也有重要应用价值。
北京大学
2021-04-11
高效分离式热管采热供暖系统
1 成果简介近几年来，城市的采暖设施基本上向着集中式供暖发展，但对于城市中少部分以及农村大部分无法实现集中式供暖的家庭来说， 如何实现更方便高效的远距离供暖传输是急切需要解决的问题。节能减排已经成为全社会共同关注的问题，在工业生产中会产生巨大的低品味余热，大多数都被浪费了，如何能够方便高效利用这部分低品味热量，将热高效传输到远距离的地方进行使用，也是急切需要解决的问题。 本技术成果以内部有相变工质的热管为换热元件的热管换热循环控制系统，具有传输距离远，传热效率高、热管表面温度均匀（与热源温度相等）、自动循环控制方便等优点，可实现固体与固体或固体与流体间的传热、冷热流体不混合和控制露点腐蚀等，在国内的一些行业，如动力、化工、建材、冶金等工业中有应用价值。本技术成果申报发明专利和实用新型专利。 系统样机如下图：图 1 高效分离式热管采热供暖系统样机图 2 本技术与普通热水供暖循环换热量对比 图 2 是本技术与普通热水供暖循环换热量对比，普通热水循环供暖过程，热水系统与热源必须有换热温差，所以热水温度比热源温度低很多，流动到冷源释放过程中，因换热温差较小，所以最终换热量较低。本技术热管循环供暖系统的内部传热工质与热源没有温差，工质传递到冷源释放热过程中，其换热温差较大，系统换热量大。传输过程距离远，应用前景广阔。2 应用范围此系统可将低品位气体、液体等中低温热源（ 40~300℃），进行高效远距离传输热量，传输热量的品味不降低，换热量大。适用于动力、化工、建材、冶金、电厂等有余热同时需要加热，但余热和需要加热的地方分离较远的场合，也适用于农村独立进行采热供暖。3 效益分析此技术可充分利用低品位热源进行远距离传输热量，换热量比普通水循环换热量高20~50%，系统初投资低，预计此系统一年半即可收回成本。此技术可以更有效地利用余热，经济效益会根据具体情况更为节能。
清华大学
2021-04-13
流体输送和分离过程的实验和数值分析
1. 项目概述本研究室长期从事过程装备流动分析和测量技术研究，包括泵内流场分析和外特性测量、阀门内流动分析和性能测试、漩流分离流场分析和分离效率测试、泵效率测试和评价、锅炉燃烧室内流动分析、各种换热器内的流动和传热分析评价。拥有ANASY、FLUENT、CFX等商用分析软件，建有激光粒子图像测速系统和流动分析实验装置、离心泵试验装置、泵汽蚀性能试验装置、漩流分离试验装置、锅炉燃烧室冷态流动试验装置等。可为过程工业装置提供相关分析、测试和评价服务，为产品设备改造和新产品研发提供技术支持。2. 技术优势江苏省流量专业委员会委员、江苏省流体力学专业委员会委员单位
南京工业大学
2021-04-13