二、实验室的研究方向,主要研究内容,预期研究目标

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1、二、实验室的研究方向，主要研究内容，预期研究目标2.1实验室的研究方向过程强化与新能源装备技术重点实验室传热强化与高效节能装备能量转换过程强化与新能源装备混合、分离、输运强化与高效过程装备体运程强与能流输过的化节效离术装高分技与刍合化备术混强装技电换程化风发系叶设制技札风转过强与力电统片计造才物气过强与型阳生质联供系充生质化程化新太能物能合能纟热换程化中温阳热用备术光转过强与高太能利装技合化热术高换装研与用复强传技与效热蹇发应相与尺传的究多流多废热研图1实验室研究万向2.2主要研究内容2.2.1传热强化与高效节能装备本方向主要围绕强化传热与高效节能中的关键科学问题，同时针

2、对强化传热过程流动阻力(或功耗)增加等问题，以流场和温度场相互配合的思路提出传热强化新技术，获得一系列具有自主知识产权的强化传热新结构。(1)换热器强化传热技术与CFD研究本方向主要研究换热器内部强化传热机理；包括新结构新工艺的发明与工业应用。应用对流换热强化的场协同理论，针对换热结构内单相层流与湍流流动换热强化的问题，将改善边界层的流动状态、增加管壁的粗糙度、插入特殊的结构等方法相结合，设计新型传热结构，在提同传热效率的同时使得阻力增加不明显。研究变截面流道内流动、扩张■收缩流动与流体脉动的强化传热机理，分析流动中速度场与温度场的耦合情况，构建强化传热效应的评价准则，开

3、发一系列的强化传热表面，进一步拓展强化传热技术的工业应用。采用CFD技术对各类传热强化结构进行数值分析，建立其流动与传热的计算流动动力学模型，与实验相结合，通过分析整体与局部传热特性为开发新型高效换热结构提供理论依据。(1)多相流与多尺度传热的研究多相流动重点研究换热结构中沸腾冷凝的传热强化问题，以传热学、流体力学的基础理论为先导，通过开发新的传热结构提高沸腾冷凝传热系数，研究内部流动过程机理，考察结构尺寸、流动状态、操作条件、物性等对强化传热的影响规律，采用先进的测试手段获取内部速度场、温度场等关键参数，为开发新型高效结构换热器奠定理论基础。采用宏微观分区、界面耦合的方

4、法对几何尺度跨越几个数量级的传热现象进行研究，研究多尺度下传热与流动的特点与规律，结合分层模拟、逐次深化的思想对多尺度流动传热进行数值模拟，建立其分析预测模型。(2)复合强化传热研究与高效换热装置研发运用强化传热的理论与方法，将各种强化传热技术综合应用，发展复合强化传热技术；研究流体在换热器内的流动、传热、传质、沸腾传热，多相流的特点与规律，并结合各种优化分析方法进行各种新型高效换热器的研发设计与优化；运用计算流体动力学方法，建立换热器的数值模拟方法，预测其流场温度场分布规律，为改进设计，提高效率提供依据；重点面向能源、动力、石油化工等领域，重点开展热管换热器、薄膜蒸发技

5、术的研究，在此基础上开发高效传热传质设备以及工业节能装备，进一步拓展节能与强化传热技术的工业应用领域。2.2.2能量转换过程强化与新能源装备(1)光热转换过程强化与中高温太阳能热利用装备技术本方向围绕中高温太阳能热利用的关键部件集热器及其支架设计与制造问题，以强化光热转换效率为目标，开展如下研究工作：针对集热器的玻璃/金属焊接问题，通过宏微观试验和数值模拟，研究玻璃/金属焊接技术，强化焊接接头质量，建立焊接接头微观组织与焊接接头宏观力学性能之间的关系，提出玻璃/金属焊接接头疲劳寿命的预测方法；针对抛物槽式聚光集热系统能流密度均匀性和聚光精度问题，设计新型集热器支架结构形式

6、，研究流/固/光/热四场耦合作用下的集热器力学行为和光学特征，采用现代优化设计理论和方法，开展多场耦合条件下的集热器的拓扑优化和性能优化研究，强化太阳能热利用效率。(2)生物质气化过程强化与新型太阳能生物质能联合供能系统本方向围绕太阳能热利用过程品位低、不连续等问题，以及生物质能利用过程的高度分散和低能量密度问题，以太阳能中高温热利用技术和固定床生物质热化学转化技术为基础，构建太阳能、生物质能耦合供能系统平台，提供热、电和冷，实现能量来源的低成本、规模化、无污染和可再生化，促进新能源技术和装备的研究、示范和推广应用。低成本聚光型太阳能中高温集热系统研究。开发新型槽式高温直

7、通式太阳能集热器(DSG,DirectSteamGeneration),创新并拥有自主知识产权的新型太阳能高温集热器，进一步降低太阳能高温集热管的造价，提高工作可靠性，并降低聚光系统的跟踪精度要求。研究热板型集热器金属表面选择性吸收涂层的吸热特性及稳定性；采用波形膨胀节及口伐真空钎焊技术，通过膨胀节刚度和强度的优化设计，解决直通式双层玻璃管封装过程的热胀冷缩，以及工作时因内外管温差引起的失效、开裂问题；研究该新型槽式高温直通式太阳能集热器的集热特性和集热效率，获得集热器优化设计的参数。研究简洁、可靠、低成本的集热单元大型槽式聚