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多场耦合能质传递强化及调控理论与方法
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。
重庆大学 2021-04-11
非钳燃料电池催化剂的设计与制备
汽车行业发展迅猛,能源需求巨大,机动车尾气的排放造成的环境污染日趋 严重。氢-氧质子交换膜动力燃料电池(PEMFC)以其高效、洁净、兼容可再生能 源技术等特点,被认为是后石油时代解决移动高性能动力电池的理想方案。然而, 当前PEMFC所使用的催化剂为贵金属Pt基催化剂,其对Pt资源的需求巨大,成 本高昂,难以成功商业化推广。因此,开发出符合动力输出性能的非钳燃料电池 技术,契合我国对高效节能、环境友好的高性能动力电池汽车的迫切需求。 以该项目为依托制备的非贵金属燃料电池催化剂以可以使单电池的最大输出 功率达到0. 6 W. cm-2,已经完全达到贵金属Pt基燃料电池的输出性能,可以满 足动力输入应用要求。目前,该催化剂形成完全自主知识产权的技术,属于国际 一流国内领军的高科技技术。该催化剂的成功推广势必将从根本上解决机动汽车 尾气对我国环境的污染问题,降低对石化能源的需求。 市场及经济效益分析: 全球范围内,燃料电池行业发展迅猛,行业总体步入正轨。2010年,燃料 电池堆的全球出货量有23万台,而在2007年只有1. 1万台出货量,2011年至 2012年的全球燃料电池的出货量有85%的年增长速度。在2010年全球售出的燃 料电池中,便携式燃料电池占到这一总数的95%,其中超过97%采用质子交换 膜燃料电池技术。2007年至2010年间,燃料电池出货量翻了 20倍。从应用上 看便携式小幅增长,交通运输应用在近几年大幅增长,而在电站的应用则呈现平 稳增长态势。2012年,燃料电池行业的收入超过10亿美元的全世界市值,并且 亚太国家运送超过3/4的燃料电池系统到世界各地。2014年起,按每年22. 6% 的复合年增长率计算,全球燃料电池产能在2020年预计将达到664.5兆瓦。在 未来六年时间里,各国政府对加氢站及相关氢基础设施的投入将成为这一增长的 推动力量。随着燃料电池技术在全世界范围内的广泛应用,作为其关键材料的催 化剂必将具有广阔的市场应用前景和丰厚的利润。 另外,制备该催化剂的原产料价格便宜、方法和工艺非常简单, 且生产过程中不会对环境造成污染,很容易开展下一步工业生产。
重庆大学 2021-04-11
实验室高剪切均质乳化分散机
产品介绍:      S18 型实验室高剪切均质乳化分散机,刀头内切式设计,由高速旋转的转子与精密的定子工作腔配合,依靠高线速度,产生强劲的液力剪切,离心挤压、高速切割及碰撞,使物料充分分散、乳化、均质、粉碎、混合,得到稳定的高品质产品。 高速马达,长寿命设计,运转稳定●整机结构设计合理,选材精良,使用轻便,可手持操作,●无级调速,转速可达25000rpm,为您提供25m/s的剪切线速度●可选配10多种不同的分散头,满足您不同的工作环境(密闭、敞开、常压、真空)●可长时间连续工作运行可达2小时●过载保护、双重防护绝缘、给您安全保障●工作头采用不锈钢材质,可重复使用,符合GMP卫生标准●设备模块化设计,可灵活组合。快速拆装工作头,清洗灭菌方便,刀头可重复使用。 型号:JS18 功率:500W 电源:220V50HZ 电机:国产 转速范围:5000-25000rpm 线速度:25m/s 转速显示方式:刻度显示 调速方式:无级调速 刀头灭菌方式:任何方式 处理量:50-5000ml 标配工作刀头:18G(处理量:50-2000ml) 可选配工作刀头:6G,8G,10G,25G 适用粘度:<7000 cp 接触物料材质:SUS316L不锈钢 浸入物料部分轴套材质:PTFE 工作架、底座:标配 工作架、底座材质:Q235封塑(可选不锈钢材质) 包装:纸箱 工具:配套拆卸工具一套 备件:备件包 整机重量:10KG
扬州均瑞机械设备有限公司 2021-12-17
一种牛奶中人乳铁蛋白筛查试纸条及制备方法
研发阶段/n一种牛奶中人乳铁蛋白筛查试纸条及制备方法,该专利技术可在30分钟内检测牛奶中是否有转入的外源人乳铁蛋白。
华中农业大学 2021-01-12
我国超重力领域基础科研的“国之重器”取得重要进展
7月16日凌晨1时28分,全球容量最大超重力离心模拟与实验装置的实验大楼,在杭州城西科创大走廊正式结顶,这意味着我国超重力领域基础科研的“国之重器”取得重要进展。
科技日报 2023-07-16
或存在会“二重唱”的新型引力波天体
从天体物理动力学理论出发,阐释一类新的引力波天体的形成和演化过程。和此前已知的其他引力波源不同,这类新的天体同时辐射毫赫兹和百赫兹两种频率的引力波,因此可能被空间和地面引力波探测器同时观测到。 爱因斯坦的广义相对论预言引力能够在时空中激起涟漪,并且这种“引力波”以光的速度传播。自2015年9月14日美国的激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,简称LIGO)首次探测到两个黑洞合并所激发的引力波后,引力波天文学立刻升级成为一门新兴的实测科学。目前LIGO和欧洲的另一台地面探测器Virgo协同观测,已经探测到了五起双黑洞并合事件和一起双中子星绕进事件。 传统的天体物理动力学理论预言:一个数百万倍太阳质量的超大质量黑洞和一个数十倍太阳质量的恒星级黑洞会形成“极端质量比旋进系统”,即extreme-mass-ratio inspiral,简称“EMRI”。这种系统会辐射0.001赫兹左右的低频引力波。这种引力波是未来的空间引力波探测器,比如欧美的激光干涉空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,简称“LISA”)和中国提出的“太极”、“天琴”等计划,最重要的探测目标之一。图一:双星极端质量比旋进系统想象图。图二:b-EMRI系统的形成(i)、圆化(ii)、和终结(iii)示意图。 陈弦和韩文标的研究发现,EMRI系统中的“小家伙”其实可能是由两个恒星级黑洞组成的双星(binary)。他们把这种恒星级双黑洞和超大质量黑洞组成的三体系统称作“双星极端质量比旋进系统”,即binary extreme-mass-ratio inspiral,简称“b-EMRI”(如图一所示)。 在文章中,陈弦和韩文标系统阐述了恒星级双黑洞如何被超大质量黑洞潮汐捕获(图二中i过程),又是如何旋进(inspiral)到超大质量黑洞几十倍视界半径处,从而可能被空间低频引力波探测器观测到(见图二中ii过程)。 这项工作的独到之处在于作者引入了先进的相对论三体数值模拟技术,用于追踪恒星级双黑洞在超大质量黑洞附近的动力学演化。因此他们发现两个恒星级黑洞有较高的概率并合,从而辐射地面天文台也能够探测到的高频引力波(见图二中iii过程)。 因为b-EMRI同时辐射低、高频两种引力波,就像高、低两声部同时进行演唱,所以作者形象的称之为“二重唱”引力波天体。未来联合地、空探测器寻找到这类天体,将有助于人们进一步理解引力波的产生、传播、以及强引力场所造成的多种非线性动力学过程。
北京大学 2021-04-11
一种养殖场重污无害化处理装置
本实用新型公开了一种养殖场重污无害化处理装置,包括液体处理箱,所述液体处理箱的上端固定有第一进料斗,所述液体处理箱的一侧固定有第二进料斗,所述液体处理箱内设有空腔,所述空腔内的相对侧壁上共同固定有第一过滤板,所述空腔内的底部设有混合装置,所述空腔内的一端侧壁上设有传输装置,所述传输装置上设有固体处理箱,所述固体处理箱内设有挤压腔。本实用新型能将粪便和污水分离后分别处理,方便将粪便内的水分排干并挤压成型,便于存储、燃烧和添加入肥料,同时通过混凝剂和过滤网除去污水内的颗粒状杂质,通过钙离子试剂除去污水内的磷酸盐,便于将污水进行处理并排放,提高了处理效率。
青岛农业大学 2021-04-13
一种提高外包加密数据共享功能的代理重加密方法
本发明公开了一种提高外包加密数据共享功能的代理重加密方 法,其应用在包括多个用户、云端以及 KGC 的存云存储系统中,该方 法包括:根据预先确定的安全级别构建对应的双丝性映射,并根据该 双线性映射和系统中的用户数量计算主公共密钥 PK 和主秘密参数 MK,根据生成的主秘密参数 MK 和每个用户所具有的身份 ID,为每 个用户生成私钥 SK,并将该私钥发送给对应的用户,接收由接收方集 合向数据拥有者发送的数据请求,并根
华中科技大学 2021-04-14
一种基于双角度排序优化的行人重识别方法
本发明公开了一种基于双角度排序优化的行人重识别方法,属于监控视频检索技术领域。本发明首 先通过基于全局特征和局部特征的方法得到初始的排序结果;然后通过取两者排序结果的前 k 个结果的 交集作为初始查询更可靠的最近邻;再然后对里的每一个目标作为新的查询进行交叉的反向查询,通过 加权融合反向查询的排序列表得到整个优化的排序列表;最后再对里的每个去构建一个双层图,计算图 的近邻相似性去对进行进一步的重排,进而得到更好的重识别效果。
武汉大学 2021-04-14
具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very ImportantPaper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子 (b) (R-CTA)2CuCl4 (c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图 图为变温固体紫外-可见吸收光谱 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
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