1. 國土資源部地下水科學與工程重點實驗室
(一)實驗室簡介
國土資源部地下水科學與工程重點實驗室是國土資源部和中國地質科學院科技創新體系的重要組成部分,是組織我國地下水科學領域高水平基礎研究和應用研究、聚集和培養優秀科技人才、開展科技創新和學術交流的重要基地,是代表國家學術水平、實驗水平和管理水平的實驗研究基地和學術活動中心。重點實驗室依託中國地質科學院水文地質環境地質研究所尖端科研資源優勢,瞄準國家重大需求和國際地球科學發展前沿,深入研究地下水可持續利用方面的重大前沿基礎科學問題和關鍵科學技術問題,實現地下水可持續利用領域的原始性創新,獲取對地下水可持續利用具有戰略意義的自主創新成果。通過實驗室建設,推進國內、國際科技合作,營造有利於促進人才不斷成長並充分發揮創新人才作用的環境,成為「地下水科學與工程國家重點實驗室」和人才培養基地。
(二)2013年度重要科研成果
由實驗室承擔的國家重點基礎研究發展計劃(「973」)項目「華北平原地下水演變機制與調控」中的第三課題「深層含水層系統變異與地下水可更新能力演變機理」,經過近4年的綜合研究取得了一定的進展,主要成果如下。
1.深化了水-土復合作用及地面沉降發生機理認識
採用基於比奧固結理論的ADINA有限元分析軟體建立了三維地面沉降數值模型,提出了優化的地下水開采層位和控制地面沉降措施。分析了實施封井措施及反復抽水作用下的地面變形效應,提出了耦合效應因子的概念,揭示了抽水和荷載對地面沉降的共同作用規律。通過建立考慮滯後作用的地面沉降阿爾蒙分布滯後模型,對滄州地區地面沉降量進行了模擬預測。分析了在不同載入條件下含水砂層與黏性土層的變形規律,根據典型黏性土樣實驗結果,確定了壓縮量與釋水量之間的關系(圖40)。
2.編制了華北平原地面沉降防治分區圖
劃分了華北平原地下水調控類型分區,為提出各分區地下水調控目標與措施提供了基礎依據。
3.探索了地下淡水-鹹水界面移動與驅動機制
開展了鹹水下移的驅動機制研究,模擬了在大規模開采形成的水頭差、弱透水層和天窗的補給條件下鹹淡水下移的過程。建立了鹹淡水界面運移數值模型,模擬了弱透水層的吸附解析機制對鹹水下移的影響。採用地球物理探測方法對典型地區的地質剖面進行高密度電阻率成像,其反演結果驗證了基於T-PROGS建立的水文地質結構模型,為建立典型地區的淡鹹水界面運移模型提供了可靠依據。根據黏性土的化學滲透特性,利用PHREEQC軟體通過模擬淺層地下水化學組分的溶解、沉澱和運移,得到了淺層地下水中的降水入滲比例,初步揭示了淺層鹹水淡化的部分機理(圖41,圖42)。
圖40 封閉不同含水層開采井地面變形曲線
圖41 基於T-PROGS的地質結構模型
圖42 單目標與多目標優化後的鹽度分布對比
4.證明了越流過程中黏性土存在阻鹽效應
通過膜效應室內試驗分析了越流機理,通過水化學、同位素的證據表明膜效應的存在。原狀土樣對NaCl溶液中氯離子的截留作用存在一定的旋迴變化;水化學證據方面,分析NaCl溶液中氯離子的截留過程有三段變化,粘土膜實驗前後易溶鹽測試,表現出了「濾鹽」的性能;同位素證據方面,氯離子在膜效應作用下發生分餾,δ37Cl值減小。初步總結了膜效應在濃度、壓力、孔隙等因素下的發生規律。
5.認識了復合地下水漏斗演變及地下水可更新能力
對石家莊至滄州剖面深層承壓含水層同一地下水樣品進行14C及惰性氣體樣品分析,通過對比分析地下水14C年齡與4He年齡,獲取了可靠的河北平原中部深層承壓水的年齡信息,證實了4He測年在研究區應用的可靠性,由此初步評估了河北平原深層含水層的更新能力。利用MODFLOW結合井中垂向流測定進行了井內垂向流數值模擬,分析了滄州漏斗區深層地下水開采井中垂向流對開采資源組成的影響,初步證實了井中滲漏在開采資源中佔有重要比例。
2. 朱光亞的主要成就
朱光亞參與組織領導中國原子彈、氫彈的研製及歷次核試驗,為中國核武器事業的創建與發展做出重大貢獻。他還參與組織領導秦山核電站籌建、放射性同位素應用開發研究、國家高技術發展研究計劃的制定與實施、國防科技與武器裝備發展戰略研究等工作。 第一顆原子彈爆炸成功 1963年3月,朱光亞參與組織確定了第一顆原子彈理論設計方案,報二機部批准後,千軍萬馬即將奔赴青海草原核武器研製基地進行大會戰。朱光亞等科研、生產人員以及增調的技術骨幹迅速匯集到西北基地,全面開展理論、試驗、設計、生產等各方面工作,形成了研製第一顆原子彈的總攻局面。
1963年5月,朱光亞主持起草了《第一期試驗大綱草案》(即原子彈裝置核爆炸試驗大綱),指出核爆炸試驗的任務是由低到高逐步過技術關。建議先做地面爆炸試驗,再做空投爆炸試驗,並詳細提出了試驗測試的主要項目、技術保障、測試場地總布局、試驗規模等內容。8月,朱光亞等領導參加了青海研製基地冷試驗專題研討會,為綜合驗證理論設計和一系列單項試驗成果,決定盡快實施關鍵性的全球聚合爆轟試驗。在他和王淦昌、鄧稼先、周光召等的組織領導下,解決了大量理論、技術和生產問題,於11月20日成功進行了縮比尺寸全球聚合爆轟試驗。朱光亞親自撰寫試驗總結,認為這項試驗完成後,原子彈研製的關鍵技術只剩下等待足夠的核材料和臨界實驗了。1964年3月,朱光亞組織制訂研究院《1964年科研工作計劃綱要》,詳細布置了原子彈研製和試驗工作計劃。1964年6月6日,朱光亞在青海基地與其他同志一起組織進行了全尺寸全球聚合爆轟試驗,這是原子彈裝置核爆炸前的一次綜合預演。6月12日,朱光亞組織起草完成了《596裝置國家試驗大綱》,對核裝置運輸、總裝與質量檢驗、引控系統調試、測試項目等各個環節提出了要求,第一次核爆炸試驗開始全面轉入現場實施階段。10月8日,朱光亞等在現場親自指導技術人員嚴格按規程進行原子彈裝置裝配與檢驗。14日晚,經張愛萍、劉西堯、張震寰、張蘊鈺、李覺、朱光亞等簽字後,第一顆原子彈裝置被吊上鐵塔。
1964年10月16日,中國第一顆原子彈爆炸成功。試驗結果表明中國第一顆原子彈從理論、結構、設計、製造到引爆控制系統、測試技術等均達到相當高的水平。 第一次空投原子彈和「兩彈」結合試驗 朱光亞主持制定的核武器研究所1960年科學研究計劃中,安排了航彈氣動外形、彈體結構和引爆控制系統的研究和設計項目。1962年,朱光亞參與起草的「兩年規劃」和由他主持制定的「兩個綱領性文件」中,也對核航彈作出了安排。朱光亞與郭永懷等一起組織科技人員與航空部、電子部等部門協作,開展核航彈的研製工作。
到第一顆原子彈裝置爆炸成功時,航彈氣動外形、結構和總體布局以及引爆控制系統設計都已確定,運載航彈的飛機也已改裝完成。隨後,他們又在首次核試驗的基礎上,對核裝置的理論模型和結構做了設計改進,最終完成了首顆核航彈的研製。
1965年5月14日,在羅布泊成功進行了核航彈空投爆炸試驗,這標志著中國開始有了可用於實戰的核武器。原子彈與導彈結合而成的核導彈,是比核航彈更為先進的核武器。核彈頭與核航彈相比,在體積和重量上要大幅度地減小,所要經受的飛行環境條件則更加復雜和苛刻,研製工作難度更大。早在第一顆原子彈研製的攻關時期,朱光亞與核武器研究所其他領導部署了原子彈配導彈的前期探索研究工作。1963年開始進行核彈頭核裝置理論研究和引爆控制系統預研。1964年春,朱光亞等組織制定了核彈頭研製工作計劃,提出了導彈核彈頭協作任務的主要設計、試驗項目及工藝、定型等進度計劃。1964 年4月完成核裝置理論設計方案後,迅速轉入了工程設計階段,開展了起爆元件和大型爆轟試驗,並進行了核裝置結構設計和工藝試驗。同時,引爆控制系統的研製也很快取得了成果。1965年6月,朱光亞等人根據研製工作進展情況,組織討論修訂了研製工作計劃。經過一系列地面環境試驗後,為鑒定核彈頭在實際飛行環境下的性能,中央批准進行導彈核武器飛行核爆炸試驗(兩彈結合試驗)。
1966年10月27日9時,進行了中國第一次導彈核武器發射爆炸試驗。試驗取得圓滿成功,標志著中國有了可用於實戰的核導彈。 第一顆氫彈爆炸成功 1963年9月,完成首顆原子彈理論設計後,鄧稼先、周光召等領導的理論部就在朱光亞、彭桓武安排下開始組織力量進行氫彈理論的探索。
1965年元月,二機部決定將黃祖洽、於敏帶領的這部分力量從原子能所調到核武器研究院。2月,二機部上報由朱光亞起草的《關於加快核武器發展問題的報告》。在朱光亞和彭桓武的指導下,組織制定了加速突破氫彈技術的科研工作大綱,並把目標設定為先進的能配導彈的熱核彈頭。經過充分討論、研究、補充完善,最後綜合歸納出兩種攻關途徑。又經過幾個月夜以繼日的忘我工作,基本明確了攻關的技術路線。在此基礎上,1965年8月,朱光亞組織起草了《關於突破氫彈技術關鍵問題上的工作安排》,對必須重點解決的理論方案和熱核材料制備兩個關鍵問題,尤其是氫彈原理的突破,作了統籌安排部署。在他的支持下,彭桓武、鄧稼先領導理論部組織力量對氫彈原理進行「多路探索」。1965年底,於敏帶領的部分科技人員探索到一種新的製造氫彈的理論方案,朱光亞多次與彭桓武、鄧稼先等組織專家反復論證,逐步完善了這個方案。同年12月,他參與組織了核武器研究院兩年科研與生產規劃會議,提出突破氫彈原理按兩手准備,以新理論方案為主,組織全院理論、實驗、設計、生產等各方面力量集中攻關。在抓理論設計的同時,他還親自部署並指導了熱核材料的研製工作。經過各部門的大力協同和艱苦努力,1966年12月28日,氫彈原理試驗成功,這是中國掌握氫彈技術的重要標志。新原理簡便、先進、可行。朱光亞馬上組織有關人員分析這次試驗的數據,全面展開第一顆全當量氫彈試驗的准備工作。
1967年初,氫彈正式試驗的理論方案完成後,氫彈裝置結構設計、製造等工作緊鑼密鼓地開展起來。1967年6月5日,氫彈裝置終於加工完畢,8日運抵試驗基地,17日,中國第一顆氫彈空投爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功,中國只用了2年零8個月,先於法國1年時間成為世界上第四個擁有氫彈的國家,發展速度是核大國中最快的。 地下核試驗 1967年10月底至11月中旬,朱光亞、王淦昌、程開甲、鄧稼先等討論了首次地下核試驗的目的、試驗項目、工程要求等,地下核試驗准備工作全面展開。核武器研究院與核試驗基地密切配合,經過近兩年的艱苦工作,攻克了大量技術難關。1969年9月23日,朱光亞、王淦昌、程開甲、彭桓武等在現場指揮試驗,取得了圓滿成功,這是中國首次進行地下平洞核試驗。1975年10月和1976年10月,朱光亞參與組織領導了中國第二次、第三次地下平洞核試驗,1978年10月,又成功組織首次地下豎井核試驗。 推動核電發展 1971年,剛剛擔任國防科委副主任的朱光亞受命參與組織領導中國第一座核電站的籌建工作。在朱光亞的支持下,項目組經過與許多專家共同商討、論證,逐漸達成了共識,提出了用壓水堆的意見,並很快完成了30萬千瓦壓水堆核電站設計方案。後來的實踐證明,壓水堆的選擇是完全正確的,符合中國實際和世界核電站發展的主流。朱光亞指導了核電站研究、設計任務的分解,以及研究試驗和技術攻關項目的開展,特別是對核燃料組件的設計、試驗、研製等給予了極大的關心和指導,使核燃料組件得以完全立足於中國國內研製成功。
朱光亞親自參與領導了核電站的踏勘選址,親赴浙江、江蘇、上海多個選點考察,最終於1982年選定了浙江省海鹽縣的秦山廠址。1984年2月,朱光亞主持了秦山核電站擴大初步設計的審批會議,審查批准了擴大初步設計,並對即將開展的工程建設中將要面臨的重大關鍵問題和工程進度等作出了決策。1985年3月,秦山核電站正式開工,設備研製同步進行。1991年12月15 日核電站首次並網發電成功,實現了中國核電技術的重大突破。 由於從事領域特殊的原因和為人低調,朱光亞生前公開發表的學術論文只有4篇。
論文:《符合測量方法:(Ⅱ)內變換》《研究性重水反應堆的物理參數的測定》等。 1955年5月,朱光亞調離了吉林大學,在這3年時間里,吉林大學物理系從無到有,師資隊伍發展到50多人,建成12個實驗室,當時的物理系在實驗室建設、人才培養方面在國內處於領先地位。朱光亞在吉林大學教過的學生有519人,他的學生中,後來成為中國科學院院士3人(陳佳洱、宋家樹、王世績),教育部副部長1人,著名大學校級領導人6人,國家科學獎項獲得者、著名專家、博士生導師數百人。
3. 山東交通學院汽車工程學院的實驗中心
山東交通學院汽車工程實驗中心,始建於1956年,現有建築面積15300平方米,儀器設備總值3700萬元。
汽車工程實驗中心設有3個綜合性實驗室:交通運輸部交通行業重點實驗室--運輸車輛檢測、診斷與維修技術實驗室;中央與地方共建基礎實驗室--汽車結構與測試實驗室;山東省「十一五」省級重點實驗室--汽車運用技術實驗室。實驗中心共有16個子實驗室,分別為汽車排放實驗室、汽車底盤測功實驗室、發動機性能實驗室汽車性能實驗室、汽車電子電控實驗室、汽車電器實驗室、汽車故障診斷實驗室、汽車結構實驗室、汽車車身與零部件測量實驗室、豐田T-TEP實驗室、豐田F-SEP實驗室、汽車可靠性與平順性實驗室、汽車CAD室、汽車修理實驗室、汽車燃潤料實驗室、汽車道路性能實驗室。
汽車工程實驗中心設有:山東省汽車行業協會培訓基地;中國重汽(香港)有限公司銷售部培訓基地;長安汽車山東培訓中心;中國平安財險實操培訓基地;國家級機動車檢測實驗中心;機動車技術司法鑒定所。
汽車工程實驗中心是國家教育部中等職業學校專業骨幹教師培訓基地。 學科: 交通運輸工程 機械工程 物流工程 安全工程
專業: 交通運輸專業 汽車服務工程專業 車輛工程專業 熱能與動力工程專業 機械設計製造及其自動化專業 交通工程專業 安全工程專業 物流工程專業 本實驗中心除承擔與汽車相關專業的實驗教學外,為相關學科提供了較好的科學研究實驗條件。實驗中心在教學、科研、學科建設、實驗技術研究、實驗室建設和管理等方面取得了豐碩的成果。近三年高職人員發表論文總數42篇,其中三大檢索27篇;獲省級以上優秀教學(教材)成果獎4項;獲發明專利數92項。近五年獲得了多項科研獎項,其中具有代表性的科研獲獎如下:
汽車安全環保性能研究獲中國公路學會科學技術一等獎;新型增力式車輪制動器的研製獲山東省科學技術發明三等獎;ITS智能車輛運動模式分析與控制器設計獲山東省科技進步獎三等獎;立式車輪動平衡機的研製獲山東高等學校優秀科研成果獎自然類三等獎。 汽車工程實驗中心在完成教學科研的同時,積極開展對外技術服務,充分提高儀器設備的利用率。
汽車工程實驗中心是山東省汽車行業協會培訓基地、中國重汽(香港)有限公司銷售部培訓基地、中國平安財險實操培訓基地、國家教育部中等職業學校專業骨幹教師培訓基地、長安汽車山東培訓中心,為汽車後市場人員技術業務提升和教師理論知識和實踐技能提高提供技術平台。本中心下設國家級機動車檢測實驗中心和機動車技術司法鑒定所,對外進行准確、公正的汽車和發動機產品質量檢驗、鑒定等工作。 汽車工程實驗中心教學科研人員先後承擔省級以上教學改革研究項目2項;3門課程評為省級精品課程,1門課程評為校級精品課程;被EI、ISTP收錄教改與科學研究論文37篇;主編大學教材15部;自編實驗教學輔助教材9部;製作多媒體課件12件;獲得實用新型專利19項,授權或公開發明專利11項;主持各類科學研究課題77項,獲經費資助1819.1萬元,獲得省級以上科技獎勵8項。
☆ 科技成果獎 序號 獲獎課題 負責人 獲獎時間 獲獎情況 1 汽車安全環保性能綜合研究 徐安 2006.12 中國公路學會科學技術一等獎 2 新型增力式車輪制動器的研製 馮晉祥 2007.04 山東省科學技術發明三等獎 3 立式車輪動平衡機的研製 李祥貴 2007.09 山東高等學校優秀科研成果三等獎 4 高速公路交通安全系統的研究 馮晉祥 2005.12 山東高等學校優秀科研成果二等獎 5 智能雙循環全自動立體停車庫 馮晉祥 2009.01 2008年山東高校優秀科研成果獎 6 新型能源轉換元件的節能機理、性能與應用研究 臧發業 2009.01 2008年山東高校優秀科研成果獎 7 道路危險貨物運輸企業安全工作規范 張永傑 2004.11 山東省科技進步三等獎 8 山東省ITS的模型與應用研究 姜華平 2005.01 山東高等學校優秀科研成果三等獎 ☆ 專利情況 序號 專利名稱 負責人 發布時間 專利類型 專利號 1 增力式車輪制動器 馮晉祥 2003.11 發明 0011121.8 2 汽車金屬帶式無級變速器傳動鋼帶軸向跑偏的電液控制裝置 臧發業 2004.12 發明 200410023421.2 3 滾柱增力式車輪制動器 馮晉祥 2005.02 發明 200410024268.5(已公開) 4 汽車上坡減速警示裝置 馮晉祥 2005.02 發明 200410024267.0(已公開) 5 雙作用葉片式二次元件 臧發業 2005.03 發明 200410035765(已公開) 6 單作用葉片式二次元件 臧發業 2005.03 發明 200410035764 7 復合式汽車變速器 馮晉祥 2008.06 發明 200710115088.1(已公開) 8 一種機動車信號燈電路監測裝置 於明進 2008.07 發明 200810013949(已公開) 9 一種電路監測裝置 於明進 2008.07 發明 200810013950(已公開) 10 盤式增力車輪制動器 馮晉祥 2008.10 發明 200410024266.6 11 一種非恆壓網路下二次調節傳動系統的蓄釋能控制方法 臧發業 2008.12 發明 200810017123(已公開) 12 新型單板式側滑儀 於明進 2005.01 實用 200420037866.1 13 新型雙板式側滑儀 於明進 2005.01 實用 200420037868 14 簡易式汽車液壓舉升器 臧發業 2005.05 實用 200420038944 15 汽車金屬帶式無級變速器傳動鋼帶軸向跑偏的電液控制裝置 臧發業 2005.09 實用 200420037867.6 16 公交汽車串聯式液壓混合動力傳動裝置 臧發業 2005.10 實用 200420040925 17 公交汽車並聯式液壓混合動力傳動裝置 馮晉祥 2005.11 實用 200420040920.8 18 汽車上坡減速警示裝置 馮晉祥 2005.12 實用 200420041260.5 19 立體停車庫液壓提升裝置 臧發業 2006.01 實用 200420040922 20 雙作用葉片式二次元件 臧發業 2006.01 實用 200420053868 21 單作用葉片式二次元件 臧發業 2006.01 實用 200420053867 22 盤式增力車輪制動器 馮晉祥 2006.03 實用 200420041259.2 23 滾柱增力式車輪制動器 馮晉祥 2006.05 實用 200420041261.X 24 一種發動機電渦流緩速器 於明進 2007.11 實用 200620162104.3 25 一種永磁式發動機電渦流緩速器 於明進 2008.01 實用 200620162105.8 26 一種單作用葉片式二次元件 臧發業 2008.03 實用 200720021283 27 電控雙作用葉片式二次元件 臧發業 2008.03 實用 200720021282 28 一種雙作用葉片式二次元件 臧發業 2008.03 實用 200720021281 29 一種機動車信號燈電路監測裝置 於明進 2008.11 實用 200820016881 30 一種電路監測裝置 於明進 2008.11 實用 200820016880 ☆ 出版專著、教材 序號 專著教材名稱 主編 出版社 出版時間 1 汽車構造(上、下) 馮晉祥 人民交通出版社 2007.08 2 汽車底盤 徐 安 機械工業出版社 2005.01 3 高速公路交通安全管理 姜華平 人民交通出版社 2005.01 4 現代工程機械電氣與電子控制 於明進(2) 人民交通出版社 2005.01 5 專用汽車設計 馮晉祥 人民交通出版社 2007.01 6 汽車保險與理賠 李景芝 國防工業出版社 2007.06 7 汽車電氣設備構造與維修 於明進 高等教育出版社 2007.06 8 汽車服務工程專業英語 於明進 人民交通出版社 2008.03 9 汽車運行材料 戴汝泉 機械工業出版社 2005.08 10 自動變速器結構原理圖冊 馮晉祥 機械工業出版社 2004.04 11 自動變速器圖冊 陳德陽 人民交通出版社 2007.08 12 汽車貿易 趙培全 人民交通出版社 2007.09 13 汽車空調維修圖冊 張桂榮 人民交通出版社 2007.07 14 汽車維修企業設計與管理 冉廣仁 人民交通出版社 2006.03 15 汽車防滑控制/安全氣囊圖冊 陳德陽 人民交通出版社 2006.01 ☆ 精品課程 序號 課程名稱 精品課程級別 負責人 時間 1 《汽車構造》 省級精品課程 馮晉祥 2004 2 《發動機原理》 省級精品課程 李祥貴 2004 3 《汽車保險與理賠》 省級精品課程 李景芝 2006 4 《汽車電氣設備》 校級精品課程 王慧君 2005 序號 論文 作者 檢索情 況 發表期刊 1 車用電渦流緩速器三維有限元分析 衣豐艷 EI 交通運輸工程學報,2004.02 2 用活塞位移確定上止點相位方法的探討 於明進 EI 內燃機學報,2004.04 3 車速表台架檢測數據統計分析與建模 徐安 EI 農業機械學報,2004.06 4 Analysis ofFreewayTraffic Accident in China(中國高速公路交通事故分析) 秦利燕 EI、ISTP ICTTS(交通運輸研究國際學術會),2004.08 5 Method Based on Noise-Add(基於附加雜訊的智能車輛魯棒控制器設計方法研究) 阮久宏 EI 2004IEEE(IEEE智能交通系統國際會議)2004.10 6 Errors(車速表故障研究) 徐安 EI、 ISTP ISSST(安全科學與技術國際會議)2004.10 7 非公路車輛懸掛系統橡膠彈簧建模與非線性特性分析 周長峰 EI 中國機械工程,2005.02 8 IntelligentVehicleLateral Algorithm and T-S Fuzzy-Neural Network(基於遺傳演算法和T-S模糊神經網路的智能車輛側向控制器) 阮久宏 EI Journal of System Engineering and Electric Technology系統工程與電子技術(英文版),2005.02 9 試驗確定發動機轉動慣量的新方法 於明進 EI 農業機械學報,2005.06 10 基於二次調節技術的立體車庫提升系統性能模擬 臧發業 EI 農業機械學報,2005.06 11 Vehicle Brake Performance (基於行駛安全性車輛制動器性能參數分析與建模) 徐安 EI、ISTP ISTM(第六屆國際測試會議)2005,2005.06 12 Study on Throttle Control Motion(智能車輛直線運動節氣門控制研究) 阮久宏 EI 2005 IEEE InternationalConference on VehicularElectronics and Safety Proceedings(汽車電子與安全國際會議),2005.10 13 Research on Speed Control (停車庫二次調節提升系統速度控制研究) 臧發業 EI ICMIT』2005(第三屆機電一體化與信息技術國際會議),2005.12 14 雙作用葉片式二次元件在車輛傳動系統中的應用研究 臧發業 EI 農業機械學報,2006.03 15 基於二次調節技術的公交汽車傳動系統性能研究 臧發業 EI 武漢理工大學學報,2006.03 16 基於更新理論的復雜設備故障率表達 徐安 EI 吉林大學學報,2006.03 17 車輛運行故障率變化規律研究 徐安 EI 農業機械學報,2006.06 18 StudyonIntelligentVehicle Simulation(智能車輛車道變化路徑控制規劃與模擬研究) 馮晉祥 EI、ISTP IEEE/ICIA(國際信息獲取會議)2006.08 19 非線性橡膠懸架系統平順性模擬與試驗 周長峰 EI 東南大學學報:自然科學版,2007.01 20 Study on ADRC Controller Design and Simulation of Rock Drill Robot Joint Hydraulic Drive System(自抗擾控制器控制設計模擬鑿岩機器人節點液壓傳動系統的研究) 阮久宏 EI CCC2007(26屆中國控制會議)2007.06 21 The Study of Road Traffic Safety Controlling System Based on ITS(基於ITS的道路交通安全控制系統研究) 姜華平 EI ICTE(交通運輸工程國際會議)2007 2007.08 22 Maintenance Period(更新理論與更新功能在車輛最優化維修期的應用研究) 徐安 EI 2007ICTE(交通運輸工程國際學術會議), 2007.07 23 Automated Traffic pattern Identification Algorithms for Freeways Based on 3GS Technologies(基於3GS技術的高速公路交通流量模型自動辯識演算法) 蔡志理 EI ICTE(交通運輸工程國際學術會議)2007.08 24 車輛座椅懸架參數識別與優化設計 周長峰 EI 農業機械學報,2007.10 25 有效性目標下的車輛最優維護周期 徐安 EI 交通運輸工程學報 2008.02 26 高速移動平台橫向運動自抗擾控制 阮久宏 EI 山東大學學報(工學版), 2008.02 27 Control(基於自抗擾控制的智能車輛側移控制) 阮久宏 EI WCICA 2008(第七屆全球智能控制與自動化大會),2008.06 28 基於LuGre動態模型的車輪獨立驅動控制研究 阮久宏 EI、ISTP CCC2008 (第27屆中國控制會議), 2008.07 29 Based onMulti-SVM Classifier(基於多SVM分類器交通事故自動探測演算法研究) 蔡志理 EI 2008CCDC(中國控制與決策會議), 2008.07 30 AutomatedIncidentDetection Algorithms for Freeways Based on SVM and Data Fusion Technologies (基於SVM和數據融合技術的高速公路交通事故自動探測演算法) 蔡志理 EI ICCLTP2008(中國物流與運輸國際會議), China, 2008.10 31 更新理論在車輛最優維護周期建模中的應用 徐安 EI 吉林大學學報 2008.05 32 ResearchonThe Performance Technique(公交車二次調節傳動系統性能模擬研究) 臧發業 ISTP ICFP'2005(第六屆流體傳動及控制國際學術會議),2005.04 33 Study on Impact System of Hydraulic Ramming-drawing DeviceControlledbyPressure Feedback(壓力反饋控制的液壓夯拔沖擊系統的研究) 臧發業 ISTP CFP'2005(第六屆流體傳動及控制國際學術會議),2005.04 34 Control(智能車輛非線性制動控制研究) 馮晉祥 ISTP ISTM/2005(第六屆國際測試會議),2005.06 35 Based on Renewal Theory and Safety Concept(基於安全性和更新理論的運輸車輛維修周期的優化研究) 徐安 ISTP APSS(亞太地區安全大會)2005 36 Constant Torque Energy-saving Braking Simulation ofBusSecondary Regulating Hydrostatic Transmission System(恆扭矩控制下公交車傳動系統模擬) 臧發業 ISTP ICMT(國際機械傳動學術會議)06 2006.10 37 StatisticalRegularity and ModelingofPassengerCars』UnburnedHydrocarbonEmission(汽車未燃碳氫化合物模型和規則性統計) 徐安 ISTP 2007ISEST(2007環境科學與技術國際會議),2007.11
4. 河南城建學院的熱能與動力工程專業的主要學習方向是什麼
熱能與動力工程專業的主要學習方向是 工程熱力學
工程熱力學是充滿生機的經典學科,上世紀70年代興起的以分析能源系統評價理論、太陽能技術的熱力學問題、八、九十年代起步的生物熱力學等內容使工程熱力學不斷取得進展.因此,工程熱力學,是能源工程、機械工程、航空航天工程、材料工程、化學工程、生物工程等領域專業的重要技術基礎課,是培養在涉及能源特別是與熱能相關的各領域中具有創新能力人才的基礎,也是培養21世紀工科學生科學素質的公共基礎課。
5. 河南理工大學土木工程學院怎麼樣
很不錯,國家級特色專業,一本招生。河南理工大學土木工程學院成立於1994年1月。
學院現有專職教師104人。其中,雙聘院士1人,博士生導師5人,碩士生導師54人;教授13人,教授級高工2人,副教授24人,博士46人,在讀博士18人;教師中有「全國師德先進個人」1人,享受國務院政府特殊津貼專家1人,教育部「新世紀優秀人才支持計劃」1人,河南省傑出青年獲得者2人,河南省中青年骨幹教師4人,河南省教育廳學術技術帶頭人3人,河南省特聘教授1人,校級特聘教授2人。學院現有8個教學系(室):地下工程系、岩土工程系、建築工程系、道路與橋梁工程系、力學系、工程管理系、建築技術科學系、實驗中心(含結構實驗室、土工實驗室、建築材料實驗室、爆破實驗室、道橋實驗室、數值計算實驗室、建築環境監測實驗室、工程管理信息化實驗室10個實驗室,現有儀器設備總值1660萬元)。
學院擁有礦山建築工程、礦山建築工程2個二級學科博士學位授權點,擁有力學、土木工程、管理科學與工程3個一級學科碩士學位授權點,擁有建築與土木工程和項目管理2個工程碩士授權領域;設有土木工程(含岩土工程、地下工程、建築工程、道路與橋梁工程4個方向)、工程管理、工程力學、建築環境與能源應用工程、城市地下空間工程5個本科專業和建築工程技術專科專業。學院目前在校博士生、碩士生163人,本科生2263人,專科生126人。
6. 河南理工大學電子信息五電氣工程專業大一到大四的課表
汪旭東 副所長:上官璇峰河南理工大學直線電機與現代驅動研究所主要從事特種電機及其驅動系統的理論、應用和控制方面的研究,省部級科技進步一等獎2項、三等獎8項,獲國家專利30餘項。在國內外期刊和國際會議上發表論文300餘篇,其中SCI、EI收錄70餘篇、省部項目,依託這些項目、焦作礦務局合作開展礦井10KV供電技術,獲《中小型礦井10KV直接下井供電》國家「七五」攻關重大項目資助,團隊創始人袁世鷹課題組與煤科總院上海分院。出版專著(譯著)14部。 2004年。包括直驅電機技術,高效節能電機開發:
河南理工大學直線電機與現代驅動研究所現有研究人員23人:0223025300)」等多項國家。 2010年:60474043)」。 2005年,獲河南省高等學校創新人才培養工程重大項目、載荷3000kg第三代直線電機高速電梯產品化樣機。 2010年,獲國家自然科學基金項目「永磁直線電機多轎廂無繩提升系統動態性能分析及其控制(61074095)」 資助,開始多轎廂垂直運輸系統的理論與試驗研究。 2010年,獲教育部博士學科點專項科研基金「多自由度直線弧形電機基礎理論研究」資助,開始多自由度直線弧形電機理論與試驗研究。 研究隊伍,建成了PMLSM驅動的水平運輸實驗系統和三層樓高、載荷1300kg。 1989年獲煤炭部煤炭科學基金「提高礦用直線感應電機效率和功率因數研究(9010809)」資助。在國家。培養博士6名,碩士生80餘名。研究組在長期的項目研究過程中自然形成了研究團隊,2008年被評為河南省創新型科技團隊,面臨重大理論和技術問題的挑戰,成為直線電機研究領域的前沿課題。如果理論上和技術上的許多問題得到解決,以該項目為題,袁世鷹、焦留成合作培養了全國較早、碩導
王海星 博士、副教授、碩導
司紀凱 博士、10KV防爆電機、電器研究(該項目1990年完成,1992年和1993年分別獲能源部科技進步一等獎和國家科技進步二等獎) 、載荷50kg「永磁直線同步電動機(PMLSM)礦井提升試驗系統裝置」。實現了「五無」新型提升模式,「在永磁直線電機提升系統方面做了開創性的研究工作」(引自1998年全國直線電機年會紀要),獲得國家自然科學基金資助「永磁直線電機整體建模與性能控制研究(編號、省部基金、攻關項目的資助和支持下,完成「直線電機提升系統理論與控制」等國家、焦留成教授與陝西直線電機設備公司和銅川礦務局合作率先在國內開展礦用直線感應電動機研究,開發了礦用推車器等煤礦產品,被列為煤炭部「100推項目」之一、控制策略、優化設計、講師
張宏偉 碩士、講師
朱軍 博士,是國內最早開展直線電機專題研究的單位之一。從九十年代開始永磁直線電機垂直運輸系統方面的研究、高效節能電機等方面做了創新性工作。
榮譽所長,其中教授8人,副教授7人,博導2人、碩導
許寶玉 博士
王福忠 博士、教授、碩導
付子義 教授、碩導
康潤生 教授、礦山、建築等領域。
研究所成立於八十年代中期、最佳性能等方面的研究,其成果可廣泛應用於交通運輸、油田、碩導
艾永樂 博士、教授。袁世鷹教授以該項研究掛靠西安交通大學培養了第二名博士—汪旭東(2002年獲博士學位)。 2003年,獲河南省傑出青年科學基金項目 「直線電機非正弦工程電磁場的整體預測研究(編號。國外主要研究的重點放在高層建築的電梯方面。 1992年,研究所正式將直線電機驅動的礦井提升系統立項研究。 1993年獲得煤炭部攻關項目「礦井直線電動機提升系統的理論與試驗研究(編號:9410817)」。 1995年獲國家自然科學基金「直線同步電動機提升系統的理論與控制研究(編號:69674021)和河南省攻關項目等多項資助,焦作礦業學院(現河南理工大學前身)成立了礦用電機及應用研究所,開始礦用電機和直線感應電動機理論和應用研究。 1987年袁世鷹。袁世鷹教授以該項研究掛靠中國礦業大學培養了第一名博士—焦留成(1998年獲博士學位)。 2002年和2003年,獲國家自然科學基金「分段式永磁直線電機交流伺服系統建模研究(編號、博導
袁世鷹 教授、博導
上官璇峰 博士、教授。 1998年建成了3m高。 1988年:412002200)」資助、直線驅動系統設計與分析、教材11部。 2006年與ASM國際一流晶元裝備自動化公司開展合作研究,設計開發了多種直線(旋轉)侍服電機。 2008年,獲得「直線電機與現代驅動」河南省創新型科技團隊稱號。 2008年,獲教育部留學回國人員科研基金「新型電磁泵電機的理論及應用研究」資助,開始高效節能電機的研究開發。 2009年,獲河南省重點攻關項目「數控機床直線電機伺服系統的關鍵技術及應用研究(92102210359)」,開始數控機床直線電機伺服系統的研究開發。 2009年,獲河南省傑出人才支持計劃重大項目「無繩提升系統的關鍵技術及應用研究,開始開發PMLSM驅動的第三代直驅電梯產品化樣機:「高效直線電磁抽油機技術及應用研究」資助,開始高效直線電磁抽油機技術與應用研究、副教授,國外提出了「直線同步電機驅動垂直運輸系統」的構想。但是、省部級項目30項。獲國家科技進步二等獎1項:袁世鷹 所 長、碩導
荊雙喜 教授、碩導
吳堯輝 高工、講師
王少華 副教授
李 輝 副教授
王素玲 博士、副教授
王國東 博士、副教授
高彩霞 碩士、講師
張 展 碩士、講師 過程式控制制研究室建設與發展
電氣工程與自動化學院過程式控制制研究室成立於1993年。主要針對復雜工業過程對象,利用計算機技術,將人工智慧、模糊控制、神經網路等理論和方法應用於工業過程式控制制系統中。優化工藝過程,研發過程式控制制系統與裝置。過程式控制制研究室,是河南省「控制工程」重點學科開放實驗室的重要組成部分;是河南省控制理論與控制工程重點學科的主要研究方向;研究室歷史悠久,特色鮮明,研究成果突出。
經過十幾年的努力,在工業鍋爐集散控制、玻璃配料生產線、黃磷配料生產線、水泥配料生產線、智能執行裝置、電力系統監測監控等復雜系統的建模與控制方面做出了不懈的努力,解決了多項控制難題和關鍵技術,為工業過程自動化、礦山生產自動化與信息化作出了較大貢獻。形成了和凝聚了一支具有碩士、博士學位的博士生導師、教授、副教授、講師組成的老中青相結合的創新研究團隊。每年在工業過程式控制制研究方向招收博士、碩士研究生115人。
主要研究方向
工業過程式控制制系統建模;智能控制與優化;被控對象特性分析;復雜系統控制理論與控制策略;智能控制系統與裝置等。
科研環境及試驗平台
擁有過程式控制制實驗室、集散控制系統、先進控制技術試驗系統等一批先進的科研設備,可滿足日常科學研究及研究生培養工作。
主要研究成果
自成立以來,研究室成員主持和參與完成了國家自然科學基金、河南省自然科學基金、河南省重點攻關等項目15項,企業委託項目50項,教改項目20多項。完成項目成果鑒定30項,部分成果達到國內領先水平。
學術論文與專著
研究室成員在《中國系統模擬學報》、《煤炭學報》、《電工技術學報》等省級以上刊物發表論文200餘篇,其中SCI、EI、ISTP收錄論文50餘篇。主編出版了《單片機原理與應用技術》、《自動控制系統》、《煤礦電工手冊》、《實用電工材料手冊》、《建築電氣工程師手冊》等國家規劃教材和專著8部。 河南省高等學校控制工程重點學科開放實驗室是在原有省級重點學科實驗室基礎上進行建設,2007年由河南省教育廳批准成立。本實驗室涵蓋控制理論與控制工程、電機與電器、檢測技術與自動化裝置三個省級重點學科。實驗室瞄準控制科學和技術的發展前沿,開展控制工程領域的基礎理論和技術前沿的探索性、創新性研究,努力推廣控制理論和技術在社會各領域的應用,獲取控制工程領域的原始創新成果和自主知識產權,將本實驗室建設成為控制工程領域的學術研究、交流以及高科技人才培養的重要基地,為河南省和煤炭行業控制科學與技術的快速與可持續發展提供理論及技術支撐。
實驗室始終堅持以「瞄準基礎研究前沿方向,突出原創性研究;面向工程,實現技術和集成創新」的指導思想。經過多年建設,在理論研究和工程應用方面取得了一大批成果,已形成控制理論、工業過程式控制制、直線驅動系統及控制技術、檢測技術與自動化儀表、圖像處理與模式識別等五個穩定的研究方向,在省內外具有一定特色和較大的影響力。
目實驗室總面積2000㎡,設備總價值1200餘萬元。擁有DCS集散控制系統、直線電機無繩提升系統、自主移動機器人、先進運動控制系統、工業機器人、平面三級倒立擺控制系統、PXI虛擬儀器、記錄示波器、DL7480/TDS7254B高精度數字存儲示波器等一批先進的儀器設備。
實驗室現有研究人員27名,其中教授12名,博士後3名,博士13名,在讀博士4名,碩士11名,形成了結構合理的研究團隊。先後承擔了國家自然科學基金、河南省重大攻關項目、河南省傑出青年科學基金、河南省創新人才基金、河南省自然科學基金等不同層次的縱向研究課題26項,企業工程項目25項,科研經費累計2000多萬元,獲省部級以上科研獎勵13項,發表核心刊物以上論文500餘篇,其中SCI、EI、ISTP檢索論文200餘篇。
實驗室實行相對獨立的運行機制,設立負責學術指導的學術委員會,清華大學吳澄院士擔任學術委員會主任,學術委員會每年召開1~2次會議,確定實驗室年度開放資助項目,研究開放實驗室的長遠發展規劃、年度研究與開發計劃等重大事項。實驗室實行開放流動機制,設立開放基金。廣泛開展校企合作,聯合攻關解決企業生產中的重大技術問題。同時加強與國內外有關高校、研究院所和實驗室的合作研究和交流,開展控制領域深層次的合作研究。
河南省高等學校控制工程重點學科開放實驗室獲獎情況:
近三年代表成果
項 目 名 稱 鑒定及獲獎 主持人 時間 WJPL微機配料控制系統 河南省科技進步二等獎 余發山 2008年 礦區綜合節能技術研究與應用 河南省科技進步三等獎 王福忠 2006年 煤礦供電網路安全保障系統研究 中國煤炭協會科技進步二等獎 余發山 2009年 「三電」基礎課程實踐教學體系改革研究與實踐 河南省教學成果特等獎 余發山 2009年 PMLSM無繩電梯的工業應用試驗 河南省教育廳科技進步一等獎 汪旭東 2009年 基於小波理論的農網TBL_0TBL_0KV線路故障診斷系統研究 河南省教育廳科技進步二等獎 王福忠 2008年 匯流排型智能電動執行器的研究 河南省教育廳科技進步二等獎 余發山 2009年 永磁直線電機整體建模與性能控制研究 國家自然科學基金項目(結題) 袁世鷹 2008年 分段式永磁直線電機交流伺服系統建模研究 國家自然科學基金項目(結題) 王福忠 2006年 電機非正弦工程電磁場的整體預測研究 省科技廳鑒定,獲國際先進評價 汪旭東 2007年 近三年專利成果 專 利 名 稱 專利類型 設計人 專利號或申請號 交流電壓表測量單相負載功率因數的方法 發 明 董愛華 2007TBL_00054TBL_007.4 一種磁阻式磁力懸浮裝置 發 明 汪旭東 2009TBL_00064742.X 一種帶有磁力平衡機構的無繩電梯 發 明 汪旭東 2009TBL_00064740.0 一種無繩循環多轎廂電梯及其循環系統 發 明 汪旭東 2009TBL_00064738.3 帶增力機構的鉗式制動器 發 明 汪旭東 2009TBL_00203TBL_077.0 一種磁懸浮車 發 明 汪旭東 2009TBL_0006474TBL_0.5 一種直驅式刮板輸送裝置 發 明 汪旭東 2009TBL_00064739.8 大氣壓下介質阻擋類輝光放電反應器 發 明 孫岩洲 2008TBL_00TBL_04TBL_0588.7 煤礦安全生產監控模擬教學系統 實用新型 雷乃清 有軌電動伸縮門用弧形直線電機驅動機構 實用新型 汪旭東 200920088TBL_090.TBL_0 一種煤礦井下供電系統連鎖保護智能控制裝置 實用新型 王福忠 直驅式多罐車斜井運輸裝置 實用新型 汪旭東 遙控調度指揮裝置 實用新型 雷乃清 同軸線管結構介質阻擋電暈放電反應器 實用新型 孫岩洲 200720089995. 一種道路減速帶發電儲能裝置 實用新型 許孝卓 200920090082.8
7. 河南科技大學車輛與動力工程學院的學院規模
河南科技大學車輛與交通實驗室隸屬於車輛與動力工程學院車輛與交通系,車輛與交通實驗室所在的車輛工程學科為河南省重點學科,實驗室也是洛陽市車輛現代技術重點實驗室。隨著學校的發展、學科專業的發展,車輛與交通實驗室也得到很大的發展。
1956年建立洛陽拖拉機製造學校時,建立了拖拉機與農業機械實驗室;1958年成立洛陽工學院時,根據專業建設需要,設立了拖拉機實驗室;隨後,學校分別於1960年更名為洛陽農機學院、1982年恢復為洛陽工學院,設立了汽車與拖拉機實驗室;2002年組建了河南科技大學,根據專業建設的需要,設立了車輛與交通實驗室。
隨著學校的發展,隨著專業學科的發展,在50多年的實驗室建設過程中,實驗室本著為教學科研服務中心思想,加大投入,著力改善教學科研條件,目前,實驗室資產總值已經達到近700萬元,儀器設備台套達到400餘台套。車輛與交通實驗室已經成為學校車輛工程專業、交通運輸專業重要的實踐教學基地,並成為車輛工程學科的科研基地。
現有實驗教師10人,其中專人實驗教師2人、兼職實驗教師8人。高級職稱6人,中級職稱3人,初級職稱1人。50歲以上2人,35-49歲5人,35歲以下2人。
實驗室教師大多長期從事實驗教學和理論教學,同時參與了大量的科研開發工作,具有豐富的教學科研經驗、較高的專業理論水平和較強的科研開發能力。
車輛與交通實驗室承擔了學校車輛工程專業、交通運輸專業的全部專業課實驗教學任務,同時也承擔了農業機械及其自動化、製冷專業的部分實驗教學任務。實驗室面向學生全面開放。
實驗項目涉及12門課程,共計44項,其中有10個實驗項目為綜合性設計性實驗,佔有實驗教學環節課程的83%。06-07學年完成實驗教學人時數累計5000餘學時。 我校車輛工程專業前身為洛陽工學院拖拉機設計與製造專業,創建於1952年,1960年開始招收拖拉機製造專業本科生。1984年開始招收汽車拖拉機專業本科生。1999年開始招收車輛工程專業本科生,2000年開始在河南省為一本招生。1983年開始招收碩士研究生,1986年獲得碩士學位授予權。1985年開始,學科先後與吉林工業大學、天津大學、武漢理工大學、西安理工大學等學校聯合培養博士研究生。1996年被確定為省級重點學科。2006年成立了洛陽市車輛現代技術重點實驗室。2008年被評為國家級特色專業建設點。2009年獲批汽車節能與新能源省級重點實驗室,車輛工程與裝備省重點學科開放實驗室,省高校拖拉機與農機裝備工程技術研究中心。2009年被評為國家級教學團隊建設點。車輛工程專業目前是中國汽車工程學會、中國農業機械學會和中國農業工程學會的理事單位,全國車輛工程專業教學指導委員會委員,全國車輛工程專業教材編委會委員,河南省汽車工業學會副理事長單位。
經過50多年的建設和發展,逐步形成了以本科教學為主的較為完善的學士、碩士和博士三級學位培養的教學體系。主要培養具有寬廣的機械工程、車輛工程基礎知識與應用能力的,致力於車輛設計、製造、研究、檢測和經營服務等方面工作的,適應國家現代化建設需要的,德、智、體、美全面發展的應用型高級工程技術人才。主要專業課程有:車輛構造、車輛理論與設計、車輛電器與電子技術、車輛實驗與檢測、車輛造型、車身設計與製造等。學生可系統接受實驗、實習、課程設計、畢業設計等實踐性綜合訓練,畢業去向主要是與車輛工程相關的企業、科研院所、高等院校以及車輛運行服務行業等單位。
本專業現有教師32人,其中博導2人,教授6人,副教授12人,講師8人,獲得博士學位者10人,在讀博士2人,獲得碩士學位者14人。車輛實驗室使用面積約3000平方米,各種實驗與檢測設備約值人民幣1800餘萬元,可完成我校本科生以及研究生實驗及相關研究工作。新建的汽車駕駛培訓基地佔地約2萬平方米,為我專業乃至我校學生及教職工提供良好的駕駛培訓機遇。擁有160台微機的計算機實驗室是美國通力公司在中國CAD/CAM/CAE三大工程技術支持中心之一,現有CATIA、UG、PRO/E、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等大型三維參數化設計軟體及I-DEAS、ANSYS、ADAMS等有限元計算和動力學分析軟體,可使學生在計算機內完成車輛整車及零部件的二維與三維設計和裝配、運動及力學分析模擬等過程,可滿足我專業學生和校內外工程技術人員的教學和科研需要。本專業楊峰等同學利用此系統設計的多足步行車在中南六省區大學生創新設計中獲一等獎。
藉助洛陽重工業基地的有利條件,面向全國,形成了以農用車輛及現代特種車輛為基礎、與相關行業產、學、研、用相結合的鮮明特色。始終堅持服務地方經濟和國民經濟,在車輛及其各級系統的性能測試與控制技術、車輛及其零部件的現代設計方法與製造技術、車輛的計算機輔助設計技術與模擬技術、車輛傳動系統的最佳匹配和控制等方面進行了開創性的研究工作,取得了豐碩的成果。目前已與一拖集團、宇通汽車有限公司、鄭州日產汽車有限公司、東風汽車公司等國內大中型企業建立了廣泛和深入的合作關系,與密歇根州立大學、堪薩斯州立大學、亞洲理工大學、築波大學等眾多國際知名高校有密切合作關系。
雄厚的師資力量、優越的實驗實習條件、合理的人才培養模式已培養出3500餘名本科畢業生、200餘名工學碩士和12名工學博士,活躍在祖國的汽車、拖拉機、工程機械等行業,他們基礎扎實、踏實肯干、動手能力強,受到了用人單位的好評。歷年來車輛工程專業的畢業生供不應求,許多畢業生已成為這些行業的知名專家、技術中堅和企業領導,如國際知名經濟學家胡祖六、武漢理工大學校長張清傑、河南科技大學副校長周志立、英國空中客車技術主管李書欣、一拖集團副總經理郭志強、奇瑞汽車有限公司副總經理馮武堂均是本專業畢業生的傑出代表。 交通運輸系是河南科技大學車輛與動力工程學院下屬的一個基層教學科研單位,其前身為洛陽工學院汽車運用工程專業,1993年開始招收本科生,1994年更名為載運工具運用工程專業,1998年本科專業目錄調整後,於1999年開始招收交通運輸專業本科生,2010年1月在原車輛與交通系的基礎上成立了交通運輸系。
本系現有教師10人。其中碩士研究生導師3人,副教授3人(國家科技特派員一人),具有博士學位者3人,在讀博士2人。
本系現主要承擔本學科專業技術基礎課、專業課的教學和相關學術方面的科學研究工作。與車輛工程系共設有車輛與交通運輸實驗室,實驗室在2006年被確定為洛陽市重點實驗室,現有實驗教師2人,建築面積2000餘平方米,固定資產1500餘萬元。
本系所屬學科為交通運輸工程學科,在2006年獲得載運工具運用工程碩士學位授予權,2007年開始招收碩士研究生,2010年又獲得物流工程專業碩士學位授予權。現為全國交通運輸和汽車服務工程專業指導委員會委員、全國農用運輸車標准化技術委員會委員、河南省物流與采購聯合會學術委員會副理事單位。
本學科注重現代載運工具運用和交通運輸新理論的研究,注重將智能化、數字化控制技術應用到載運工具的運用過程中,現有低速車輛性能分析與運用技術、智能交通管理與控制、物流系統規劃與設計、道路運輸管理與交通安全4個主要的學科方向。近幾年承擔國家、省部級科研項目10餘項,在物流系統規劃設計、汽車安全性研究和汽車服務工程等方面取得了多項成果,獲省部級科技進步二等獎3項,三等獎2項,在各類學術期刊上發表論文100餘篇,出版著作8部,獲得國家發明專利2項。 熱能與動力工程實驗室是河南科技大學車輛與動力工程學院下屬專業實驗室。實驗室所屬動力機械及工程專業為河南省高等學校重點學科點。該室還是河南省內燃機學會掛靠單位。實驗室主要研究方向包括:內燃機燃油噴射液力過程與控制技術;柴油機機泵匹配理論與技術;內燃機燃燒、節能與排放;現代設計理論與方法在內燃機中的應用等研究方向。
熱能與動力工程實驗室前身為洛陽農機學院農業機械工程系內燃機教研室所屬的試驗間,與教研室同時始建於1961年5月。1981年重新擴大建設規模並投入使用。1990年更名為洛陽工學院機械設計(汽車)工程系內燃機實驗室。2002年河南科技大學正式組建後,成立車輛與動力工程學院熱能與動力機械研究所下屬的熱能與動力工程實驗室。
為了適應學校飛速發展的需要,學校曾於2003年和2005先後兩次對實驗室進行了大面積的整修,使實驗室面貌有了很大的改觀。
目前,該實驗室已經擁有具有豐富教學和實踐經驗的科技人員多人,具有基本完善的學生實驗和專業研究設施,以及一大批先進的實驗儀器設備。可以承擔熱能與動力工程專業實驗,同時也可為環境工程,機械設計等專業開設公共專業基礎實驗。在完成實驗教學任務的同時,還承擔本專業課程設計、畢業設計、學生課外科技活動以及教師科研任務。
實驗室現有實驗室主任1 人和3名專職實驗教學人員。實驗室現有總面積1200多平方米。擁有計算機圖形工作站、高速攝影機、發動機台架自動實驗系統、有害排放測試儀器、發動機氣道試驗台、數字化頻譜分析儀、數據採集及處理裝置等大、中型儀器設備和一大批基礎設備。總設備值達360餘萬元;設備總數達370餘台套。
熱能與動力實驗室是我省大專院校中歷史最久,設備最完善的小型高速內燃機試驗室,在全國內燃機檢測行業中也佔有比較重要的位置。改革開放以來,依靠其獨特而堅實的學科優勢為我國科學技術的發展做出了很大的貢獻。特別是在發動機結構的計算機模擬設計,燃油噴射性能的研究和控制,製冷壓縮機性能檢測等方面,多次承擔並出色完成國家和省部大型科研項目,與企業橫向聯合共同開發和研究新的工業產品和檢測技術,取得了多項科研成果。目前該實驗室是洛陽市重點實驗室、河南科技大學重點實驗室,目前正在爭取中央與地方共建高校特色優勢學科實驗室。
實驗室現在共有各種專業儀器設備370台(件),儀器設備價值360餘萬元。其中,精密儀器大型設備6套:高速動態分析儀(投入35萬)、製冷壓縮機性能試驗台(投入21萬元)、內燃機循環測試系統(投入19萬元)、發動機氣道穩流試驗台(投入約11萬元)、SUN工作站及軟體(投入33萬元)等,並購置了大量通用實驗設備和測試儀器。這一切,都為本科生和研究生的培養與科研提供了堅實的物質基礎。 熱能與動力工程系下轄熱能與動力機械教研室、製冷與空調教研室和一個專業實驗室,從事熱能與動力機械方向、製冷與空調方向的本科生培養及科學研究工作。熱能與動力機械方向原為內燃機專業,創建於1971年,1972年開始招收本科生;製冷與空調方向於1995年開始招生。
本系所屬學科為動力機械及工程學科,1987年開始招收動力機械及工程碩士研究生,1990年取得碩士學位授予權,2005年又取得工程熱物理碩士學位授予權,自1997年以來連續被評為河南省高等學校省級重點學科,現為河南省內燃機學會理事長單位。
本系現有理論與實踐教學教師共計26人,其中教授5人(1名博導)、副教授6人、高級實驗師2人、講師4人,擁有博士學位7人、碩士學位14人。近十年來完成了國家「九五」重點科技攻關項目1項、國家自然科學基金項目1項、河南省重大科技攻關項目1項、河南省傑出青年基金項目2項、河南省高等學校創新人才工程1項、教育部留學回國人員科研啟動基金1項等國家和省部級科研項目30餘項,獲河南省科學技術進步貳等獎2項,發表論文一百餘篇,取得國家發明專利3項。 農業工程實驗室隸屬於農業工程系,其前身是農機實驗室。它始建於1957年,是我們學校建立最早的實驗室之一。由於學科的發展和國家高校專業目錄調整,我們實驗室的名稱、隸屬關系及其所承擔的任務也不斷地調整與變化。1985年之前,農機實驗室一直隸屬於農機教研室,只承擔農機專業的實驗教學任務和與本專業研究方向相關的科研任務。從1985年開始,農機實驗室就逐步過渡到機設系的系管實驗室,面向機設系的農業機械和食品機械兩個專業方向的本科生實驗教學任務,還要承擔與這兩個專業研究方向相關的科研任務以及碩士研究生的試驗任務。2000年之後,農機專業更名為「農業機械化及其自動化」專業,實驗室更名為「農業裝備實驗室」,由農業裝備研究所管理,承擔農業機械化及其自動化專業的實驗教學任務和與本專業研究方向相關的科研任務以及碩士研究生的試驗任務。2006年,隨著院系調整,農業裝備研究所升格為農業工程系,實驗室更名為「農業工程實驗室」,由農業工程系管理,既要承擔農業工程一級學科下設的本科專業學生的實驗教學任務,還要承擔與農業工程學科研究方向相關的科研任務以及碩士研究生的試驗任務。
實驗室現有專職人員2名,龐靖、陳東生。實驗室主任由倪長安副教授兼任,倪長安在本實驗室從事實驗教學和實驗室管理工作多年,具有較為豐富的實驗教學和管理經驗,負責實驗室規劃,行政管理等工作。龐靖和陳東生負責實驗教學和日常管理工作。
實驗室現在共承擔7門專業課程37項實驗,總實驗學時72學時。2006-2007學年共完成的實驗人時數為7152個。自編實驗指導書兩本:《農業機械化及其自動化專業實驗指導書》、《計算機介面技術實驗指導書》。
實驗室現有房屋13間,1590平方米;實驗設備353台(套),總價值220餘萬元,其中大型精密儀器設備1套(無線數據採集分析系統),價值56.7萬余元。
經過多年的積累和沉澱,實驗室擁有包括耕整、種植、管理、收獲等較為齊全的田間作業設備、場上作業設備和農產品加工設備及多種性能檢測設備,各種機具的部件陳列、傳動機構動態演示用教具等,基本能夠滿足教學要求。同時,長期來,農機學科的教師和實驗室人員密切配合、團結合作,為全面提高學生的綜合素質,不斷充實實驗教學內容,更新實驗手段,克服實驗教學資金投入不足的的困難,自行研製、開發多種實驗教學用儀器、設備,其中犁體曲面測繪儀、犁體六分力測試架、犁體六分力標定架、切割器性能實驗台、篩子性能實驗台、風扇性能實驗台、飄浮速度測定實驗台、移動式實驗用動力小車等都在學生培養、科學研究中發揮著重要作用。另外,實驗室人員在工作中堅持「保證教學、服務科研」的原則,在完成實驗教學任務的前提下,積極參加科研活動,不斷提高自身素質和科研能力,對本學科的建設做出貢獻。本學科的科研,也為實驗室增添了不少實驗設備,如與15—20馬力拖拉機配套的背負式小麥聯合收割機、向明—2000自走式穀物聯合收割機、與手扶拖拉機配套的微型小麥聯合收割機、與3玉米聯合收獲機、破茬播種聯合作業機、玉米秸稈還田機等。這些留在實驗室的科研設備,為本科學生的教學不斷增加新的內容,特別是課程設計、畢業設計中開發學生創造性思維、培養學生的創新精神起到了其它設備不可替代的作用。
實驗室現有一套大精設備,「無線數據採集分析系統」,主要包括力、扭矩、加速度、振動感測器;信號調理模塊;數據無線傳送模塊;數據無線接收模塊;數據分析處理軟體等,可以將感測器測得的信號調理放大,經天線傳送給計算機進行分析顯示,大大簡化了野外實驗的設備連線,減少儀器數量,降低實驗成本。該設備已在多項研究生課題試驗和科研項目中使用,為教學、科研、新產品開發做出巨大貢獻。 農業工程系是河南科技大學車輛與動力工程學院下屬的一個基層教學科研單位,現有專、兼職教師20人,其中教授4人,博士5人,副教授4人,講師7人,助教4人。該系設有農機和農電兩個教研室。農機教研室主要承擔農業機械化及其自動化專業的部分技術基礎課和專業課的教學任務,農電教研室主要承擔農業電氣化與自動化專業的部分技術基礎課和專業課的教學任務。該系同時承擔農業工程學科各個學術方向的科學研究工作。該系設有農業工程實驗室,實驗教師2人,其中碩士1人。農業工程實驗室面積1500平方米,固定資產230餘萬元。
該系具有較強的辦學實力和雄厚的科研基礎。近幾年來承擔了國家、省部級科研項目20餘項,獲得省部級科技進步二等獎3項,三等獎2項,洛陽市科技進步三等獎1項。在各類學術期刊上發表論文150餘篇,出版著作9部,獲得國家專利8項。
本學科十分注重現代農業機械新理論的研究,注重將智能化、數字化控制技術應用到農業機械的設計中,注重科研成果向生產力的轉化工作。近年來,在小麥、玉米等收獲機械方面的研究成果已轉化為多項新產品,並被多家企業採用,為企業創造了上億元的經濟效益。 機械原理與機械設計實驗室面積約800平方米,設有機械零件陳列室,機械原理陳列室,機構陳列室,電測室,齒輪及機械效率實驗室,帶傳動及滑動軸承實驗室,動平衡實驗室,機構測繪室,減速器拆裝室,齒輪模擬加工及齒輪測量實驗室、機構創新設計室等。
本實驗室擔負著全院機械設計基礎課的實驗教學工作。實驗室豐富詳實、種類齊全的機械零件及大型機構陳列室全國聞名;在過去實驗室投資較少的情況下,自製了很多較高水平的實驗設備,完成了多項實驗開發基金項目,較早地實現了實驗測試過程的微機化,多次受到國家教委、河南省教委及學校的表彰。
為了適應21世紀教育改革的需要,學校利用銀行貸款對實驗室加大投資力度,對實驗室進行改造、充實、調整,加強實驗的綜合性、設計性和創新性,使實驗設備具有較高的機電一體化和微機化水平,將原來單一的、定性、驗證性實驗改變成定量的、具有設計性和創新性的綜合性實驗,使綜合性和創新性實驗數量達到90%。
實驗室實行開放管理,使得實驗設備得到充分利用,配合教學,為學生提供一個高質量高水平的、方便並具有吸引力的輔助教學實驗場所,激發學生的學習興趣,開闊學生視野,增強學生學習的積極性和主動性。 機械原理及機械設計教研室設立於建校初期。經過五十多年的建設與發展,目前擁有一支治學態度嚴謹、教學經驗豐富、樂於奉獻的高素質教學隊伍。現有教師14人,其中教授2人,副教授6人,碩士生導師3人,講師3人。博士2人,碩士7人,學士及本科畢業5人。2007年被命名為機械設計校級教學團隊。 教研室承擔全校機械類、近機械類各專業的機械原理、機械設計、機械設計基礎三門專業基礎主幹課程及其相應課程的實踐性教學環節,還開設有機械優化設計、可靠性設計等選修課,並擔負著指導機械設計及理論的碩士研究生及大學生機械創新設計競賽活動。
機械原理、機械設計曾獲得省級優秀課程稱號,在近年來的教育教學質量工程建設中兩課程又被命名為省級精品課程,機械設計基礎為校級精品課程。
教研室以教學工作為中心,長期堅持不懈地進行課程建設和教學改革,在教學內容、教學方法、教學手段各方面都取得了一定的改革成果。「建立全方位的機械設計課程質量保證系統」獲得國家教學成果二等獎,「面向21世紀機械類專業主幹技術基礎課程教學內容和體系的改革與實踐」獲河南科技大學教學成果特等獎,「機械原理CAI課件」獲河南省現代教育技術成果二等獎,「機械設計CAI課件」 獲河南省現代教育技術成果三等獎,「機械設計基礎CAI課件」獲河南科技大學課件比賽一等獎。完成了河南省新世紀網路課程建設工程項目——機械設計網路課程建設和機械原理網路課程建設。近10年來共完成各級教學研究課題10餘項,發表教研論文20餘篇。主編《機械原理》教材、《機械原理作業集》、《現代設計方法》各一部,副主編國家「十一五」規劃教材《機械設計》一部,參編教材10部。
教研室組織和鼓勵全體教師積極參與各種學科研究工作,以提高自身業務水平。在機器人理論、優化設計、可靠性設計、摩擦學、齒輪強度、軸承等方向進行了探索性研究,初步形成了相對固定的學術方向。近10年來共主持和參加科研課題30餘項。獲省政府頒發的科技進步二等獎1項,三等獎1項,獲市政府頒發的科技進步二等獎1項;發表論文60餘篇。 指導學生機械創新設計活動,在各類競賽中獲獎近20項。
8. 材料化學工程國家重點實驗室(南京工業大學)的科研領域
實驗室面向國家重大需求和國際學術前沿,以建設材料化學工程領域高水平的科學研究、人才培養和學術交流基地為目標,圍繞「用化學工程的理論與方法指導材料制備與加工過程」、「發展以新材料為基礎的化工單元技術與理論」的學術思路,開展創新性應用基礎研究,致力於解決制約我國過程工業可持續發展的能源、資源和環境等瓶頸問題,構建化學工程與材料學科交叉研究的平台。
研究方向一:材料結構與傳遞現象
研究思路是通過分子模擬手段和必要的實驗研究,在多尺度范圍內揭示材料結構、性能與制備的關系,並對過程設計、生產加工的流程進行模擬,構建材料化學工程的理論基礎。在研究方向的選擇上,研究材料的分子設計,通過模擬和實驗研究揭示材料的結構-性能關系,從而實現根據最終產品的性能要求裁剪、構築材料的分子結構的目的;通過研究材料微結構傳遞和反應物質與材料的相互作用規律以及這種作用規律與宏觀環境的變化關系,描述微結構中的傳遞現象,建立材料的功能與微結構的定量關系;通過對材料微觀/介觀尺度下存在的基本規律進行研究,獲得材料制備和應用過程中微觀/介觀層次的相結構及演變過程和機理,從而提供材料技術應用的理論依據,為新材料的制備與應用提供理論基礎;對材料制備及應用中所涉及的與流體流動相關的各種宏觀現象進行計算流體力學模擬,為材料制備和應用的工藝流程提供改造設計與創新設計。擬開展如下研究工作:
1)材料的分子設計研究
運用分子模擬、分子組裝等技術開展新材料分子及表面結構設計與構築研究,包括對微/納米材料、無機/有機聚合物基雜化材料等的分子及表面結構進行設計與構築,揭示材料結構-性能的關系,為材料的制備與應用提供理論基礎。主要包括研究微/納米材料可控制備新技術及相關科學基礎理論,從量子、化學熱力學及結晶動力學的角度,研究納米材料的形成機理及微結構控制規律,建立材料制備加工過程-材料形態結構-材料應用性能之間的關系;研究微/納米材料的表面修飾與構築即微/納米粒子的表面改性、微/納米粒子表面與表面改性劑相互作用,改善微/納米粒子表面的可潤濕性,增強微/納米粒子在介質中的分散性和相容性,特別研究具有超親水、超疏水表面的微/納米材料及其具有功能化生長的功能化微/納米材料;針對有機-無機雜化材料制備與加工,研究無機材料表面改性機理及表面結構控制,以及與有機單體原位聚合、雜化過程機理,通過無機材料的表面設計和表面處理控制無機/聚合物復合材料的界面結構和行為,得到多種性能優良的多元多尺度復合材料,提高納米雜化復合高分子材料的加工性能,探索其特異的光電等特異性能。
2)材料界面分子傳遞現象研究
通過分子模擬技術、密度泛函理論、逾滲理論等手段,研究材料微結構傳遞和反應的物質與材料的相互作用規律、以及這種作用規律與宏觀環境的變化關系,描述微結構中的傳遞行為,建立材料功能與微結構的定量關系,實現面向應用需求來設計材料微結構的目標。主要包括通過分子模擬從分子層面來研究材料化學工程,如膜科學、介孔材料、燃料電池產氫等的共性科學問題,包括流體在非均一表面和受限條件下的結構與動態性質,探索微傳遞與微擴散機理並建立相應的熱力學模型;研究納米尺度多孔材料中的受限行為的研究,多孔材料包括:碳材料(活性炭),分子篩,多孔硅膠,納米管,以及low-k和High-k多孔微電子介電材料等,研究流體物質與固體表面的相互作用,以及基於分子模擬研究流體混合物在多孔膜中的擴散和滲透,為建立表觀理論模型和設計新型功能性材料提供機理上的指導;將材料學的理論與方法引入經典的傳質理論中,構建膜過程傳質結構模型,建立多孔陶瓷膜的分離性能與其微結構之間的關系模型,建立膜面濾餅形成的動力學模型,描述膜分離機理,實現面向應用過程的膜材料微結構設計的目的。
3)材料的多尺度模擬及耦合研究
由於材料微結構及其演化在空間和時間分布范圍很大,需要採用不同尺度下的模擬以獲得材料性能的完整表徵和正確預測。通過採用量化計算、分子模擬以及介觀模擬等方法,對材料微觀/介觀尺度下存在的基本規律進行研究,揭示材料制備和應用過程中微觀/介觀層次的相結構及演變過程和機理,獲得材料在宏觀上體現的性能,從而提供材料技術應用的理論依據,為新材料的制備與應用提供理論基礎。同時,針對材料制備及應用過程中所涉及的化學工程「三傳一反」各種宏觀現象進行CFD(計算流體力學)模擬,為材料制備和應用的工藝流程的改造或創新設計奠定基礎。主要包括基於分子模擬研究大尺度分子在不同溶劑中的相行為和自組裝,並在統計力學的基礎上建立描述聚合物和表面活性劑相行為的狀態方程,研究溶質的存在對表面活性劑相行為和的影響,以及溶質在膠束條件下的傳遞行為和動力學行為;以CFD技術的理論模型和各種工程應用為研究對象,理論模型的研究內容主要是指除CFD技術自帶一些通用模型之外的可以運用於特殊使用場合的物理、化學、數學模型,如各類反應模型、氣泡流模型、流化床模型、特殊的傳熱模型等。應用研究主要是針對無機非金屬材料行業的燃燒系統(如水泥回轉窯、碳酸鍶、碳酸鋇、鉻鹽煅、磁粉、玻璃、陶瓷窯爐能的優化設計、優化操作、節能降耗等;及石油化工加熱爐-油氣混燒、重整與催化劑再生等過程自動化控制和最最優調節與操作等。高分子聚合反應器中聚合速率、粘性特性及反應裝置的優化設計。
研究方向二:材料制備的化學工程方法
基本研究思路是利用化學工程學科的理論及方法指導材料的設計與制備,通過對材料生產過程進行系統的化學工程研究,同時發展若乾重要新材料的設計與制備方法,奠定新材料產業形成的理論與技術基礎。在研究方向的選擇上,依據國家重大需求和本實驗室的優勢研究方向,重點發展生物基高分子材料制備技術,以緩解大宗原材料和重要化學品生產對礦石資源的高度依賴;重點發展水泥生產的綠色制備技術,提供其循環經濟的理論基礎;建立面向應用過程的無機膜材料設計方法,通過對無機膜材料的功能-結構-制備關系的理論研究,揭示宏觀使用性能與材料微結構的定量關系以及材料的微結構形成機理與控制規律,從而建立面向應用過程的陶瓷膜材料設計與制備的理論框架。擬開展如下研究工作:
1)生物基材料研究
以國家石油替代戰略目標為導向,研究生物質為原料的大宗高分子基礎原材料的制備技術,緩解材料工業對礦石資源過分依賴的局面。用生物化學的理論揭示生物高分子及單體的合成機理、生物高分子性能和工藝參數控制的關系。用現代化學工程手段,解決生物材料制備過程中的若干關鍵問題,使我國的生物基材料制備技術達到國際先進水平。主要包括:生物催化劑篩選和改造,面向生物材料單體和高聚物制備所需,開展微生物或酶發現的理論和方法學研究,建立和完善生物催化劑的改造方法學,搭建離子束、激光、化學誘變劑常用誘變技術平台,能夠在更快時間內,開發出性能更好、更經濟的適用生物材料制備的微生物菌種。建立合理分子設計,定向進化改良微生物的方法,在離子束生物技術與分子生物學結合改造微生物方面形成特色,在變種庫構建和高通量篩選方法上實現突破。圍繞幾個大宗聚合物單體制備所需,開展微生物菌種篩選和改造研究,包括聚乳酸單體L-和D-乳酸;被譽為「21世紀大型纖維」PTT生產的關鍵單體1,3-丙二醇;聚氨基酸單體L-和D-氨基酸,如L-精氨酸,L-丙氨酸及丙酸生產菌種研究。篩選和改造適用於制備聚谷氨酸、聚賴氨酸等聚醯胺類生物高分子和威蘭膠多糖類高分子用的生物催化劑;生物高分子材料的生物催化過程:研究生物轉化生產單體和高聚物的代謝機理,以生物高分子聚谷氨酸合成代謝途徑為研究對象,應用近年來研究相當活躍的同位素示蹤分析和代謝工程理論和技術,分析生物代謝途徑和網路,闡明生物聚合的關鍵酶和限速步驟,在此基礎上採用分子生物學手段強化代謝中心流,敲除副產物代謝旁路,使微生物菌種朝著聚谷氨酸合成的方向進行代謝,達到超量合成聚谷氨酸的目的。研究單體和高聚物的生物轉化過程中調控和優化問題。擬重點研究丁二酸的高密度發酵,放大生產的影響因素,探索生物路線生產丙酸的技術。研究細胞的固定化技術以提高丙酸生產菌種的穩定性和催化活力,綜合考慮副產物維生素B12的聯產和回收問題,實現丙酸生產過程的利益最大化,並設計反應與分離耦合裝置,實現丙酸的連續生產;生物高分子材料的催化合成:生物基平台化合物脫水催化工程的應用技術研究,以生物乙烯及生物基丙烯酸為研究體系,探索以生物發酵得到的生物小分子為原料,通過化學法脫水製得大宗化學品,提高催化劑反應選擇性及使用壽命,並通過一系列表徵手段探索其改性及反應機理;建立完整的工業催化劑性能評價體系,並進行生物發酵過程與催化脫水工藝過程耦合一體化研究,建立中試規模工藝和裝備,進而完成對該工藝的技術經濟指標評價,為工業規模化生產提供工業化裝備的設計、製造和優化技術。
2)無機膜材料研究
我國過程工業中,資源利用率低、能源消耗高、環境污染嚴重等問題大都與分離過程中的高能耗和低效率有密切關系,而無機膜材料是解決分離過程中這些問題的有效途徑之一。對無機膜材料的設計、制備與應用進行系統的研究,在理論上建立面向應用過程的膜材料設計與制備的理論框架,在方法上建立我國膜材料的設計技術平台和指標評價體系,在技術上解決若干對國民經濟有重要影響的特種膜材料的微結構控制和膜形成的關鍵問題,使得我國無機膜材料制備技術達到國際先進技術水平,為我國無機膜領域的跨越式發展和在國家重大工程中的應用提供基礎。主要包括多孔陶瓷膜制備方法與微觀結構的關系研究,建立粒子堆積孔徑及孔隙率與原料粒子粒徑分布之間的關系方程,在理論上揭示膜形成過程中孔道的空間結構變化規律,對膜在多孔載體上熱處理過程中顆粒的一維受限變化行為與燒結制度間的關系進行研究,建立多孔載體上薄膜熱處理過程中「一維受限燒結機理」,對多孔陶瓷膜中物質傳遞機理和流體力學進行研究,研究設計結構更加合理的大型陶瓷膜元件,基於摻雜理論,從材料學角度對膜表面性質進行剖析,研究摻雜對膜材料微結構及表面性質的影響,關聯膜材料微結構及表面性質與摻雜控制條件的關系,從而獲得高性能的陶瓷膜材料;緻密金屬膜的設計制備與氫氣分離集成過程研究,在前期光催化沉積制備鈀膜的專利技術基礎上,研究開發新型超薄金屬合金膜制備方法,通過光催化沉積制備完整緻密的金屬透氫膜,研究超薄化金屬膜的耐久性;混合導體膜材料的設計、制備及應用,研製新的高氧通量、高穩定性的具有自主知識產權的透氧膜材料、繼續開展將CO2熱分解和CH4部分氧化制合成氣耦合在一個緻密透氧膜反應器中的膜反應過程,研究反應過程中膜材料結構的演變規律,研製高效、穩定的二氧化碳分解催化劑、制備支撐體和膜層不同種材料的片式/管式擔載型混合導體透氧膜,並建立擔載型緻密透氧膜透氧機理的數學模型、制備中空纖維混合導體緻密透氧膜,建立CH4部分氧化制合成氣的膜反應器樣機、研究膜反應器的設計和管式膜反應器的高溫密封材料和技術;有機/陶瓷復合膜的設計、制備及應用,重點開發高性能復合PDMS/陶瓷透醇膜材料及有機/陶瓷復合透水膜,突破復合膜放大制備技術及膜元件、組件以及成套裝置工程化放大過程中的若干關鍵問題,預期形成規模化制備改性PDMS/陶瓷透醇膜的制備技術、滲透汽化膜組件的工業設計技術,以及與膜組件相匹配的成套裝備,建立透水、透醇膜一體化測試平台;分子篩膜的制備及其在有機物混合體系中的分離研究,研究支撐體制備技術,分析多孔支撐體微觀結構對分子篩晶體成長的影響,從而實現對不同種類的膜進行相對應的支撐體設計與制備;研究分子篩晶體生長機理,建立分子篩膜晶體成長過程與制備控制參數之間的關系;重點研究NaA型分子篩膜的規模製備,並以乙醇/水體系為重點,進行NaA分子篩膜滲透汽化工業裝置的研製,達到工業應用的水平。
3)膠凝材料研究
針對我國水泥生產資源消耗量大但有效利用率低下問題,本方向吸納化學工程理論,通過對水泥制備中機理問題及熟料體系研究,突破傳統的硅酸鹽水泥熟料礦相體系,提高水泥熟料膠凝性,改善傳統水泥製造工藝。本方向的研究可以在我國建立強度與耐久性兼優的高性能水泥材料新體系,實現水泥和水泥基材料的高性能化和生態化。主要包括對高C3S熟料的C3S最佳含量、礦物相匹配和摻雜物質的作用進行研究,制備出高C3S熟料。研究摻雜C3S調制結構,建立與水化活性的關系;研究高C3S熟料、表面活化的天然輔助性膠凝材料和石膏的優化復合來制備高性能水泥,並得到轉化應用;基於水泥低水灰比的實際應用和高性能化來開展水泥漿體的組成和結構研究,建立水泥漿體結構模型;針對有害離子侵蝕環境和鹼集料反應典型工程應用開展高性能水泥基材料耐久機理研究,建立壽命預測模型,提出高耐久水泥基材料的設計原理。
研究方向三:材料的化學工程應用基本研究
思路是緊密圍繞國家中長期科學與技術發展規劃,面向緩解過程工業的資源、能源和環境瓶頸問題的重大需求,以開發的新型材料為基礎,研究新型分離技術、新反應技術以及過程集成技術,形成具有自主知識產權、對國民經濟有重大影響的標志性成果,實現理論研究對國民經濟和社會發展的直接貢獻。在方向選擇上,圍繞節能減排的具體目標,重點發展以膜材料、吸附等新材料為基礎的新型分離技術;以生物材料、膜材料、催化材料等新材料為基礎的新型反應技術;以新材料為基礎的過程集成技術及相關的基礎研究,主要集中在反應-膜分離耦合、膜催化反應器、微化工反應過程等集成技術的應用基礎研究。擬開展如下研究工作:
1)基於材料的分離過程研究
發展以新材料為基礎的新型分離技術,具有節約能源的特徵。本實驗室以新材料如膜材料、新型吸附材料等為基礎發展起來的新型分離技術,如膜分離、吸附分離等,在分離過程中一般不產生相的變化,因此具有節約能源的特徵,發展十分迅速,成為分離領域的主要發展方向。主要包括基於膜材料,開展膜法污水處理技術研究及工程應用研究,在鋼鐵等行業實現規模應用,重點研究污水中污染物成分對膜和膜污染過程的影響及機理、膜的有機和生物污染模型的建立、性能優越的新型分離膜材料(尤其是抗污染膜)的設計與開發、新型膜組件的開發、膜組件清洗技術開發等;提出採用透醇膜滲透汽化過程與乙醇發酵過程相耦合的膜生物反應器集成過程,並與透水膜滲透汽化流程相結合,形成連續制備無水乙醇的新工藝;膜分離技術與生物質衍生物水相重整制氫耦合研究,開發出小型生物質制氫裝置,推動氫能源的普及應用,並有針對性地對膜法氫分離金屬膜材料和制氫與膜分離集成過程展開研究,在膜組件裝配、高溫密封技術、制氫與膜分離集成方式以及操作工藝等對分離效率及膜的穩定性影響等方面開展工作,為透氫金屬膜的評價和使用提供測試分析平台,為氫能源的工業化應用提供技術和理論基礎;基於新型吸附材料,對吸附分離過程進行研究,進一步探明多孔吸附材料微結構和表面化學性質對吸附性能影響規律,針對常規吸附劑無法分離的體系,開發出具有自主知識產權、技術性能國內外領先的新型吸附劑和吸附過程並實現工業化,為氣體能源儲存、大氣污染治理等提供技術支撐;面向傳統產業提升氣體凈化技術水平,推廣應用新型吸附分離過程,推動吸附過程的工業應用。
2)基於材料的反應過程研究
以新材料為基礎的反應技術正在改變著化工與石油化工的面貌,發展以新材料為基礎的反應技術,具有綠色、高效等特徵。本實驗室以新材料如生物材料、膜材料、催化材料等為基礎發展起來的新型反應技術,對傳統的反應過程的技術進步具有重要的促進作用。主要包括基於生物材料的反應過程研究,開展丙交酯的開環聚合研究,設計並合成新型開環聚合引發劑/催化劑,研究引發劑的結構與功能關系,以期獲得高效引發劑,在較短時間完成丙交酯聚合並達到較高分子量,用一步聚合代替現有的兩步法聚合;以發酵得到的丁二酸為原料,開展生物可降解材料PBS及其共聚、共混材料的合成研究;基於環境友好催化材料的催化反應過程研究,通過分析催化過程對催化材料的結構和組成的要求,研究基於新催化劑的催化過程研究。重點研究ZSM-5、MCM-22等沸石分子篩催化材料以及以其為活性組分的催化劑,SBA-15等介孔分子篩為載體的催化劑,雜多酸為活性組分的催化劑等;並研究以甲苯擇形歧化為代表的擇形催化過程,以苯的羥基化為代表的芳烴定向氧化過程,以酯化和縮合反應為代表的精細化工過程等;研究可用於清潔燃油生產、化學品綠色合成的固體強酸催化材料催化應用研究、固體強酸催化烷烴臨氫異構化技術的中試研究;基於膜材料,研究固體氧化物燃料電池及新型動力電池,通過新材料的開發制備及基礎研究,實現以直接碳氫化合物為燃料的低溫固體氧化物燃料電池技術,千瓦級的管式燃料電池技術;前端聚合反應工程,研究內容包括前端聚合反應的化學反應動力學、化學反應熱力學、化工傳遞過程規律。特別研究反應熱量的產生和傳遞等因素及分歧參數對聚合物前端運動形式的影響,找出熱傳遞和對流傳導對前端不穩定性影響的關鍵因素以及影響前端聚合反應工藝的諸因素,建立其動力學方程。
3)基於材料的反應分離耦合過程研究
開展以新材料為基礎的過程集成技術及相關的基礎研究,可以提高生產效率,使單位產品能耗更低、資源利用率更高、「三廢」更少。本實驗室主要通過對反應-膜分離耦合、膜催化反應器、微化工反應過程等集成技術的研究,形成特色與優勢研究方向,服務於國民經濟建設。主要包括反應-膜分離耦合過程,以提高傳統反應過程的資源利用率為目標,開展反應-膜分離耦合過程的基礎與應用研究,主要研究內容是反應過程與膜分離過程的匹配關系、耦合過程的流體力學、反應動力學、耦合過程的模型化、耦合過程中膜結構演變規律以及膜污染與再生、耦合過程中膜組件的大型化、標准化設計以及在線清洗技術,預期形成自主知識產權的反應-膜分離耦合技術,建立萬噸級的反應-膜分離耦合示範裝置;微反應過程研究,利用新型的微反應器開發新的納米顆粒合成與反應過程新工藝,特別是針對強吸熱和防熱反應、兩相互不相溶體系、傳質控制的反應等開展研究工作,以期開發新的快速安全高效的微反應過程,以新型的節段流形式連續合成納米無機材料和沸石分子篩,達到連續快速尺寸可控的納米材料合成新技術。