台湾大学机械系黄秉钧教授于2009年10月27日上午访问重点实验室,参观单螺杆膨胀机实验台,并希望采用我们的单螺杆膨胀机与其开发的太阳能集热器结合形成低温太阳能热发电系统,同时共同争取台湾国科会的资助。此前马重芳教授,吴玉庭博士在台湾成功大学参加第五届两岸永续能源与环境研讨会上见到了黄秉均教授,并初步表达了合作的意向。此次黄秉均教授专程来重点实验室参观,就是为进一步落实单螺杆太阳能方面的合作。
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部调查员远藤铃佳女士一行4人对我重点实验室进行了参观访问。马重芳教授介绍了实验室的科研进展情况并陪同客人参观考察了以下4个研究方向的试验装置和研究成果:
日本科学技术振兴机构官员与重点实验室老师合影
(1) 熔融盐传热蓄热与太阳能热发电相关研究
在国家自然科学基金、973项目、863项目和北京市自然科学基金重点项目等(总经费688万元,另有实验室自筹国家资助经费的300万元)的资助下,熔盐传热蓄热及太阳能热发电已成为我重点实验室有特色的重点研究方向之一,我实验室在国内率先建立了熔盐对流传热实验平台、熔盐配制及热物性测试实验平台,测量了不同混合熔盐在管内的过渡流、充分发展湍流对流换热条件下的实验数据,整理出了无量纲准则关系式,与经典传热公式和国外不同工质实验数据均有很好的一致性;先后配制了98种混合熔盐,实测了这些混合熔盐的热物性实验数据,得到了满足不同太阳能热发电技术的优化熔盐配方。在聚光集热方面,重点实验室自主研发出了高反射耐候铝膜与蜂窝铝复合结构的新型槽式聚光器,初步实验结果表明自主研发的槽式聚光集热系统性能达到国际先进水平;另外重点实验室还开发出了能适应塔式、碟式和槽式的通用太阳能跟踪程序。
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熔盐对流传热实验台 自主开发的槽式太阳能聚光集热系统
(2) 低品位能源高效转换利用相关研究
在国家自然科学基金、863及973项目等(总经费857万元)的支持下,重点实验室突破了低品位能源高效热功转换缺少核心中小型膨胀动力机的技术瓶颈,掌握了单螺杆膨胀机核心部件的加工制造工艺,研制成功了世界首台单螺杆膨胀机,并在实验室成功投入运行。在此基础上开展了中低温余热发电、地热发电、内燃机余热热功转换节能汽车、压缩空气膨胀与熔盐蓄热相结合的新型混合动力汽车等低品位能源高效热功转换的理论和实验研究,相关研究已经得到了潍柴动力三百多万元的项目资助。
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单螺杆膨胀机 有机朗肯循环实验台
(3) 先进制冷压缩机及制冷技术相关研究
重点实验室攻克了单螺杆制冷压缩机关键部件的加工工艺,研制成功了四种型号的单螺杆制冷压缩机,上述四种型号压缩机制冷剂覆盖了R134A, R22,氨三种工质,电机功率从1.3kW到90kW,螺杆直径从42mm到200mm,尤其是世界上最小的单螺杆制冷压缩机——1.3kW的单螺杆制冷压缩机,能效比达到了2.2。此外,重点实验室还在微型制冷系统、微型制冷压缩机以及涡流管制冷方面做了大量的研究工作,得到了总装备部150万元的预研重点项目的资助。
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37kW电机功率的R22制冷压缩机 90kW电机功率的R22制冷压缩机
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1.3kW电机功率螺杆直径42mm的小型制冷压缩机
(4) 燃料电池相关研究
多年来,在国家自然科学基金的支持下,燃料电池热物理研究已经成为我重点实验室的重要研究方向之一,在燃料电池热物理过程、全被动微小型燃料电池、燃料电池内部传热及电池堆冷却、基于燃料电池的分布式冷热电联产、电化学制冷制热等方面形成了自己的研究特色,并在微重力燃料电池热流体问题研究等领域走在国际前沿。
参观考察完毕后,马重芳教授为日本科学技术振兴机构的4位客人举办了招待午宴,北京工业大学环境与能源工程学院院长刘中良教授,实验室王景甫教授、郭航教授、吴玉庭教授、陈永昌副教授参加了宴请。席间双方讨论了中日双方进行科研合作的议题,JST高松朋本部长高度评价了重点实验室的研究成果,并希望结合中日双方的科研优势与基础,在中国国家自然科学基金委员会与日本科学技术振兴机构建立的合作平台上,共同开展相关研究工作,并主动表示愿意推荐日方合作研究单位和人员。(王景甫报道)
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