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    “国家973计划”项目专家咨询会在中心举行
    日期:2015-06-22 13:59:54 来源:
     2007年12月14日-16日,国家973计划项目“高能耗行业典型换热设备节能的先进理论与方法”年度总结会暨专家咨询会在山东大学热科学与工程研究中心举行,国家973计划咨询组专家陶文铨院士、马重芳教授,中国科学院院士、清华大学过增元教授等应邀出席,会议由国家973计划首席科学家程林教授主持。
        程林教授首先简要地向咨询组专家汇报了“973计划”项目“高能耗行业典型换热设备节能的先进理论与方法”年度执行情况,总结了本项目2007年度所取得的阶段性成果和完成的可量化指标。2007年度,本项目在国内、外重要学术期刊发表学术论文45篇,国际、国内学术会议特邀报告30篇,国际、国内学术会议论文45篇,SCI或EI收录论文35篇,申请发明专利7项,授权专利2项,有两人受聘为教育部长江学者特聘教授,16人次在国际重要学术组织任职。随后,程林教授还介绍了本项目2008年度的研究计划和预期达到的目标。
        本项目的5个课题的负责人分别向项目咨询组专家汇报了各课题2007年度的研究进展和2008年度研究计划。
        清华大学李志信教授介绍了课题一“换热设备的场协同分析与应用”2007年度完成的研究成果。课题一提出传热过程所耗散的物理量—火积,确定了火积耗散函数,建立了适用于导热过程的最小作用量原理和描述导热过程恒定状态的最小火积耗散原理;建立了导热过程的热阻概念,证明了应用于导热优化的火积耗散极值原理可以归结为最小热阻原理;对换热器传热过程进行了火积耗散分析,定义了换热器的等效热阻和无量纲热导;导出了多孔介质内低阻力流动通道的压力梯度均匀性原则;基于火积耗散和湍流零方程模型,导出了湍流换热的场协同方程;提出了一种新型强化换热板片,实验与数值结果比目前常用的连续波纹板片同功耗强化换热25%左右。
        西安交通大学何雅玲教授介绍了课题二“低功耗强化传热元件的原理与技术”2007年度完成的研究成果。课题二对我国高能耗行业中热传递技术和各类壳管式换热设备进行了调研和分析;完成了管壳式换热器实验台的搭建和调试,实验台可以对各种形式的管壳式换热器进行传热和和阻力特性的研究;分析了高效低阻的螺旋折流板换热设备的螺旋折流板的结构形式、搭接方式、角度等对其流动和换热特性的影响,对波纹翅片,椭圆管,纵向涡几种高效低阻强化传热结构进行了优化设计;设计提出多种高效节能元件或设备;编写了换热器计算软件V1.2,该软件通过输入换热器的几何条件、物性条件及其初始边界条件,可以获得螺旋折流板换热器的换热特性和阻力特性,同时可以直观地得到换热和阻力特性曲线图,具有较好的实用价值。
        山东大学葛培琪教授、华中科技大学刘伟教授介绍了课题三“换热器内流体诱导振动”2007年度完成的研究成果。课题三检索了国内外关于流体诱导振动方面的最新文献资料,掌握了该领域的最新研究动态;建立了弹性管束的模态坐标模型和自由振动方程;建立了弹性管束和管内外流体组成的流固耦合系统有限元模型;利用场协同原理分析了振动圆管表面强化传热机理,得出了横向简谐振动圆面上对流换热场协同性能的分布规律;对振动圆管外的污垢生长过程进行了实验研究,发现振动能够大大降低圆管表面污垢热阻渐近值;设计了新型空间弹性管束传热元件,开发了新型网流型复合波纹板式换热元件,开发了新型花隔板管壳式换热器和带有增膜板的表面蒸发空冷器。
        东北电力大学徐志明教授介绍了课题四“传热表面污垢生成机理与对策”2007年度完成的研究成果。课题四研制了却水污垢热阻、腐蚀速率、流动压降等目标参数的动态模拟、实时在线监测及影响参数的同期离线检测相结合的实验平台,利用人工智能建立两者间的定量关联式;提出了天然水污垢厚度的在线检测方法;开发了基于电导率法评定阻垢剂性能的方法及装置和基于透光率法评定阻垢剂性能的方法;实验研究了多种换热面污垢特性,探索了换热器设计污垢数据的获取方法;基于电导滴定法的电导率—滴定时间曲线的变化特征,建立了析晶污垢诱导期的在线监实验方法及检测模型,给出了碳酸钙成垢诱导期的确切定义,研制了基于电导滴定法的静-动态联合模拟实验测量装置;提出了一种电站凝汽器的空气冷却系统的新技术。
        山东大学程林教授、许明田教授、邹勇教授、杜文静博士介绍了课题五“换热器设计理论与方法”2007年度完成的研究成果。课题五检索了国内外关于换热器设计理论和方法的文献资料,掌握了该领域的最新研究动态;提出了换热器分段设计的思路,初步建立了新的换热器设计方法——换热器分段直接设计法;在换热器分段设计的基础上,进一步研究了变物性工况条件下的换热器分段设计法;将场协同理论和分段设计方法相结合,提出了基于场协同原理的换热器优化设计方法;设计并搭建了传热综合实验平台,珠状凝结实验平台,弹性管束振动模态分析实验台,T型微通道气泡生成实验平台,热管性能测试实验平台;以流动阻力较小的流场与几何结构的热边界条件相配合,获得了使流场与温度场协同性最好的结构,研制了新型六边形球面肋板片及对应的板式换热器;针对换热元件表面的污垢生成特性,研发了防垢防蚀性能良好的涂层。
        项目、课题年度执行情况汇报结束之后,与会专家就项目在执行过程中的管理、课题之间的交流、以及项目研究的延续性等进行了深入的讨论,达成了一致意见。咨询组专家马重芳教授谈到,本项目提出了“火积”的概念及最小热阻原理,是传热研究领域进一步的理论发展;项目在流体诱导振动研究中的发展是非常振奋的;而项目在污垢方面的工作给了大家深刻的印象;新的概念、新的评估方法体现在新的换热器设计方法上,就能够得到一套有中国特色的换热器设计理论和方法。陶文铨教授谈到,本项目的理论主线是明确的,五个课题组的工作都很努力,已经完成了定量指标,与此同时,应当做好迎接2008年项目中期评估的准备。
        最后,程林教授感谢咨询专家对本项目的执行情况做出的各项评价和提出的建议,布置了下一阶段项目的研究计划,并对2008年的项目管理谈了他的思路和意见。