成果与项目的背景及主要用途： 地热能是一种新型的清洁能源，其高效性、经济性和环境效益越来越受到各 个国家的重视。中国由于受到地质条件的限制，地热流体温度普遍处于 150℃以 下。尝试利用这部分中低温地热能用于发电，既有助于解决发电紧张的问题，又 能减少二氧化碳排放造成的环境污染。天津地区拥有 10 个地热田，覆盖面积达 到 8700 平方公里，地热资源的应用，给天津带来了巨大的经济效益和环境效益。 该套装置产生中低温发电的效率约为 6%。 技术原理与工艺流程简介： 可以进行总成设计，以及蒸发器、冷凝器、循环工质（工质配比）等。具有 不同的设计理念，通过设置系统参数、增加部件等方式，提高发电效率。 采用一种与 Kalina 循环耦合的中低温地热能发电装置。Kalina 地热发电循环 是在 ORC 基础上将“纯”循环介质变成氨水混合物，从而实现变温蒸发，混合物 的沸点与热源温度能够较好地匹配，减少熵的增加。在装置结构上：由高温回热 器、发生器、分离器、汽轮机低温回热器以及冷凝器依次串接、第一节流阀并联 接于高、低温回热器之间，构成 Kalina 地热发电系统；由第二冷凝器、溶剂泵、 蒸发器、节流阀以及吸收器依次串接构成吸收增温系统；通过节流阀接于分离器、 吸收器于高温回热器，使吸收增温系统与吸收式地热发电系统组合成为本发明。 本装置可产生 100℃左右的吸收温度，同时将地热废水的排放温度降至 60℃左右， 达到用低品位的地热能提高机组发电效率的目的。工质种类及状态参数也均与 Kalina 系统相吻合。技术水平及专利与获奖情况： “中低焓地热工程建设技术”，获 2003 年度国家科技进步二等奖。 专利：带有吸收增温系统的中低温地热发电机组（CN201010261139） 应用前景分析及效益预测： 我国地热资源储量约为 4.4×1027kJ，蕴含发电能力可达 6740MW。我国 2/3 的面积年日照时间在 2300 小时以上，每平方米太阳能年辐射总量 3340-8400MJ， 蕴含发电能力约 1400 万亿 kwh/a。地热资源丰富，应用前景十分广阔。目前， 地热井发电投资费用为 10000 元/千瓦。 应用领域：地热水、地表水的余热发电 合作方式及条件：技术支持 19、有机朗肯循环低温余热发电系统 成果的背景及主要用途： 我国能源形势严峻的根本原因在于用能效率低下，我国每吨标准煤的产出效 率仅相当于日本的 10.3%、美国的 28.6%。我国工业用能中近 60-65%的能源转化 为余热资源，其中温度低于 350℃以下的低温余热约占余热总量的 60%，提高用 能效率的有效方式之一，便是对这部分余热资源进行有效的回收利用。本项技术 是采用有机工质朗肯循环推动膨胀动力机的低温余热发电的技术系统，适用于冶 金、建材、化工等有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系 统，推广到可再生能源产业领域。 技术原理与工艺流程简介： 本系统的创新点在于将低沸点有机工质用于热力循环中的热交换过程，有效 实现低温余热换热；还在于利用膨胀动力机将有机工质产生的高压蒸汽转化为发 电机驱动力，从而实现低温余热资源发电，膨胀动力机还可以拖动风机，水泵等 设备。本系统突破了现有低温循环发电系统对于余热温度的最低要求，可用温度 最低降至 80℃（低于 80℃系统经济性会降低），实现了低温余热资源的最大化 利用。本系统主要包括蒸发器、冷凝器、工质泵、有机工质余热锅炉、膨胀动力 机和发电机等设备。在核心设备的选用方面，膨胀动力机可选择螺杆膨胀机、涡 轮机等设备。其中，螺杆膨胀机投资少、运行费用低、寿命长、安全可靠、易于 维修，并且具有操作简单、不暖机、不盘车、不发生喘振、对介质品质要求不高、 可无人值守全自动工作的特点，尤其适宜结合低沸点有机工质应用于低于 350 ℃ 的低温、低压余热回收利用；而采用涡轮机占地小，效率高，造价低，特别适用 于余热量较大的场合，常被国外同类系统所选用。低温有机工质可选择 R123、 R245fa、R152a、氯乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷等工作介质，对于不同类型、 不同温度的热源应当选取不同的工质，并且工质的优选也会影响到系统的运行效 率。 技术水平及专利与获奖情况：该成果总体上达到国际先进水平。 应用前景分析及效益预测： 目前余热利用技术受到各方面重视，我国余热资源多，用户需求量大，应用 前景广阔。采用低沸点有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，通过产生 高压蒸汽推动螺杆膨胀机、汽轮机或其他膨胀动力机带动发电机发电，把大量废 弃的余热转变为电力，节约了企业的电能消耗，提高了能源利用率，收到可观经 济效益与环境效益。 应用领域： 本项技术特别适用于冶金、建材、化工等具有大量低温余热的产业领域，还可以作为可再生能源的发电系统，应用于再生能源产业领域。 合作方式及条件：面议

水泵叶轮是决定水泵性能的关键部件，采用全三元黏性正问题计算与反问题设计迭代进行水泵叶轮设计，是目前国际通行的高性能叶轮的设计方法。 全三元黏性正问题计算是应用全三元CFD理论和技术直接求解叶轮内流场参数，其主要特点是（1）采用了全三维粘性流体力学模型；（2）求解控制方程组的离散方法采用了适合工程应用的有限体积法；（3）采用成熟的网格划分技术和前后数据处理技术，求解出泵内三维粘性流场的速度分布、压力分布及其它流动特征参数，为反问题设计提供依据。 反问题则是根据实际运行需要流量、扬程、功率和效率等工况参数，以及流动控制边界条件等要素，设计水泵叶轮和蜗壳等过流部件的几何尺寸和形状，从而实现对叶轮内流动特征的控制。 根据上述水泵叶轮研究设计思路，分析研究水泵实际运行工况，对低效率叶轮的叶片形状、叶片进出口几何形状、叶轮前后盖板几何形状做设计改进，达到减小损失、提高效率的效果。 购买了PHOENICS、FLUENT、NUMECA等商用CFD软件，购置了联想1800集群式计算机系统，采用“两类流面”理论编制了叶轮设计软件，提高了设计水平，缩短了产品开发周期，部分成果已经为企业采用。

换热器网络作为热回收系统是石油化工和其他过程工程中不可或缺的部分，通过对换热器网络的系统最优化设计，可以最有效地利用物料本身带有的热量和冷量，从而达到节能和降低设备费用的效果。我校和汉堡工业大学联合研发的换热器网络最优化设计软件以混合遗传算法作为MINLP问题的基本求解器，并结合了多种进化策略，特别是提出了大规模换热网络的单性遗传算法的进化策略，使得设计软件能够有效地运用于流股数超过100股的大型换热器网络最优化设计问题，这是目前使用商用软件无法进行有效计算的。使用这一软件对文献中的许多经典算例进行了计算比较，大多获得了比文献报道的结果更优的换热网络设计，远远好于使用商业软件HEXTRAN得到的结果；对于大规模换热器网络，其年度总费用（投资费用与运行费用之和）的降低更为显著。 主要性能指标1．换热器网络的最优化设计所涉及的换热器包括加热器和冷却器的可选类型可以由用户自行增减； 2．可以使用多个冷热公用工程，软件自动选择最优的公用工程匹配；3．可以在用户子程序中根据实际设计要求自行设定最优化目标函数，加入禁止匹配、禁止分流、面积限制、换热器种类限制等多种约束条件；4.可以选择多种进化策略及不同的相关参数以检验计算结果收敛于全局最优解的可信度； 5.可用于流股数超过100股的大型换热器网络最优化设计； 可在个人计算机的windows环境下运行（带用户界面），也可在大型并行计算机的UNIX系统中运行（不带用户界面）。

工业设计和印刷包装专业有一个明确的目标：紧扣创新主题，服务于出版、印刷、机械，创建完备的艺术创新设计平台。近年来，工业设计系积极面向国民经济主战场，通过产学研模式，与国内外著名企业建立了良好的合作关系，为30多家企业进行过产品创新、信息产品设计，涉及到机械、电子、IT、家电、玩具、文具、动漫、仪器仪表、展览展示等行业，为企业创造专利50多项，获得了社会、企业的广泛好评。    工业设计专业有现代设计制造及快速模型实验室，拥有三坐标测量仪、高精度数控加工中心、FDM三维快速成型机、真空浇铸机等多种先进仪器和设备，为研究和教学创造了良好的条件。 印刷与包装工程专业主要的研究内容和方向涉及：各种纸类与非纸类数字化印刷系统的设计与开发、高保真印刷色彩复制与再现、印刷质量在线控制系统研究与开发、印刷性能与过程控制检测技术与设备的研究与开发、印刷过程智能化控制系统研究与开发、数字化工作流程的研究与开发、印刷管理系统的开发、油墨研究与开发、印刷机设计与改造、印刷工艺的设计与优化、色彩管理系统的开发、物流包装系统设计与优化、功能性包装系统的研究与开发、防伪包装的设计与开发、印刷包装性能检测与评价、包装结构设计与开发以及对外提供各种培训。

广泛应用于汽车等行业中的高速重载螺旋锥齿轮，由于其设计、制造与检测技术特别复杂，国内外对其动态性能的研究还不够充分。由于螺旋锥齿轮齿形复杂，经热处理与研磨后，齿面误差很大（达几十微米），是影响振动噪音的一个重要因素。本研究项目重点考虑到齿面形状与制造误差、以及齿面弹性变形等的影响，把齿面加载接触分析与周向振动模型结合起来，研究由轮齿的时变啮合刚度、轴系类刚度、齿面制造误差、安装误差而引起的齿轮内部激振机制，进而归纳为能预报齿轮振动大小的振动激振力的指标值。在设计阶段，可以应用本研究成果，为设计出低振动噪音的最佳齿面（最佳机床设定参数）提供理论基础。在制造过程中，能够对其振动激振力进行及时智能预报，并利用齿面测量仪对齿面精度进行控制，可以制造出低振动噪音的螺旋锥齿轮。 该成果功能： 可以进行理论齿面与有误差齿面的TCA与LTCA、齿面闪温分布、齿面接触线载荷分布、齿面接触应力分布、任一接触瞬时的齿根弯曲应力分布、振动激振力大小指标值。 适合于成形法、螺旋成形法与展成法加工的锥齿轮,也适合于渐开线齿轮。   该成果已经应用于日本与国内多家螺旋锥齿轮公司、渐开线齿轮公司与齿面测量仪公司。

在基础设计中，经常会碰到下列情况：1）如果采用天然地基浅基础方案，地基承载力可满足要求，但是建筑物沉降量过大无法满足规范要求。2）采用天然地基浅基础方案，地基承载力和沉降均不满足要求，但是地基承载力距设计要求差距不大。上述情况通常的做法是弃地基土承载力不用而改用常规桩基来承担上部结构的全部荷载，从而造成很大的浪费。南京工业大学宰金珉教授通过长期研究，提出了复合桩基的设计理论与方法，成功地实现了在软土地区的桩土共同作用。多项工程实践表明，采用复合桩基的建筑物基础造价节省30％～60％，具有显著的经济效益和社会效益。工艺路线：突破单桩承载力特征值的限制，人为令单桩荷载达到或接近其极限承载力，使单桩工作状态由弹性支承进入完全塑性支承，形成“塑性支承桩”。 在基础下设置数量较少的塑性支承桩不仅可以充分发挥地基土的承载力，只使用少量的桩来承担部分上部结构荷载和控制建筑物沉降，而且还可以利用塑性支承桩的自适应性来改变基础的支承刚度，以达到使建筑物的差异沉降最小的目的。

该软件是西安交大与东方锅炉股份有限公司于1997年开始合作开发的。2001年12月经鉴定认为：“该软件能满足现行钢结构设计规范的所有要求，并吸取了结构设计人员长期工程实践中积累的经验，优化结果符合工程实际。经工程实例测试表明，该软件优化方法有创新，优化效果明显，速度快，优化效率较高，完全可以满足大型锅炉构架优化设计要求，有广泛的应用前景和良好的社会、经济效

成果介绍建筑机电抗震设计软件BMSD 各项功能的研发严格遵循《建筑机电工程抗震设计规范》（GB50981-2014）中的规定，可推动建筑机电抗震设计全流程规范化、科学化、智能化发展。遵循规范条例，为设计院提供抗震支吊架图纸快速校审。技术创新点及参数地震作用计算：平面布置：节点验算：智能拆分：快速设计：一键校审。

导航系统辅助增强设计合作方：哈尔滨工业大学合作方式：技术开发

计算机辅助工艺过程设计（CAPP）是连接产品设计与制造的桥梁，主要完成产品零件制造工艺过程的计算机辅助设计与文档编制，其过程从零件信息的获取到工艺规划完成，并为CAM、PPS、PDM、ERP提供信息输出结束。BITCAPP实现以下功能:(1) 零件信息获取: 读取CAD信息，并对加工特征信息进行补充(2) 工艺设计      完成工艺规划，输出工艺文件信息(3) 表格定制:    根据企业的不同表格绘制表格，并关联数据库(4) 工艺资源管理: 管理当前企业的资源设备和工艺知识(5) 报表生成      统计资源、设备的应用系统集成      与其他系统进行信息交互