1. 国土资源部地下水科学与工程重点实验室
(一)实验室简介
国土资源部地下水科学与工程重点实验室是国土资源部和中国地质科学院科技创新体系的重要组成部分,是组织我国地下水科学领域高水平基础研究和应用研究、聚集和培养优秀科技人才、开展科技创新和学术交流的重要基地,是代表国家学术水平、实验水平和管理水平的实验研究基地和学术活动中心。重点实验室依托中国地质科学院水文地质环境地质研究所尖端科研资源优势,瞄准国家重大需求和国际地球科学发展前沿,深入研究地下水可持续利用方面的重大前沿基础科学问题和关键科学技术问题,实现地下水可持续利用领域的原始性创新,获取对地下水可持续利用具有战略意义的自主创新成果。通过实验室建设,推进国内、国际科技合作,营造有利于促进人才不断成长并充分发挥创新人才作用的环境,成为“地下水科学与工程国家重点实验室”和人才培养基地。
(二)2013年度重要科研成果
由实验室承担的国家重点基础研究发展计划(“973”)项目“华北平原地下水演变机制与调控”中的第三课题“深层含水层系统变异与地下水可更新能力演变机理”,经过近4年的综合研究取得了一定的进展,主要成果如下。
1.深化了水-土复合作用及地面沉降发生机理认识
采用基于比奥固结理论的ADINA有限元分析软件建立了三维地面沉降数值模型,提出了优化的地下水开采层位和控制地面沉降措施。分析了实施封井措施及反复抽水作用下的地面变形效应,提出了耦合效应因子的概念,揭示了抽水和荷载对地面沉降的共同作用规律。通过建立考虑滞后作用的地面沉降阿尔蒙分布滞后模型,对沧州地区地面沉降量进行了模拟预测。分析了在不同加载条件下含水砂层与黏性土层的变形规律,根据典型黏性土样实验结果,确定了压缩量与释水量之间的关系(图40)。
2.编制了华北平原地面沉降防治分区图
划分了华北平原地下水调控类型分区,为提出各分区地下水调控目标与措施提供了基础依据。
3.探索了地下淡水-咸水界面移动与驱动机制
开展了咸水下移的驱动机制研究,模拟了在大规模开采形成的水头差、弱透水层和天窗的补给条件下咸淡水下移的过程。建立了咸淡水界面运移数值模型,模拟了弱透水层的吸附解析机制对咸水下移的影响。采用地球物理探测方法对典型地区的地质剖面进行高密度电阻率成像,其反演结果验证了基于T-PROGS建立的水文地质结构模型,为建立典型地区的淡咸水界面运移模型提供了可靠依据。根据黏性土的化学渗透特性,利用PHREEQC软件通过模拟浅层地下水化学组分的溶解、沉淀和运移,得到了浅层地下水中的降水入渗比例,初步揭示了浅层咸水淡化的部分机理(图41,图42)。
图40 封闭不同含水层开采井地面变形曲线
图41 基于T-PROGS的地质结构模型
图42 单目标与多目标优化后的盐度分布对比
4.证明了越流过程中黏性土存在阻盐效应
通过膜效应室内试验分析了越流机理,通过水化学、同位素的证据表明膜效应的存在。原状土样对NaCl溶液中氯离子的截留作用存在一定的旋回变化;水化学证据方面,分析NaCl溶液中氯离子的截留过程有三段变化,粘土膜实验前后易溶盐测试,表现出了“滤盐”的性能;同位素证据方面,氯离子在膜效应作用下发生分馏,δ37Cl值减小。初步总结了膜效应在浓度、压力、孔隙等因素下的发生规律。
5.认识了复合地下水漏斗演变及地下水可更新能力
对石家庄至沧州剖面深层承压含水层同一地下水样品进行14C及惰性气体样品分析,通过对比分析地下水14C年龄与4He年龄,获取了可靠的河北平原中部深层承压水的年龄信息,证实了4He测年在研究区应用的可靠性,由此初步评估了河北平原深层含水层的更新能力。利用MODFLOW结合井中垂向流测定进行了井内垂向流数值模拟,分析了沧州漏斗区深层地下水开采井中垂向流对开采资源组成的影响,初步证实了井中渗漏在开采资源中占有重要比例。
2. 朱光亚的主要成就
朱光亚参与组织领导中国原子弹、氢弹的研制及历次核试验,为中国核武器事业的创建与发展做出重大贡献。他还参与组织领导秦山核电站筹建、放射性同位素应用开发研究、国家高技术发展研究计划的制定与实施、国防科技与武器装备发展战略研究等工作。 第一颗原子弹爆炸成功 1963年3月,朱光亚参与组织确定了第一颗原子弹理论设计方案,报二机部批准后,千军万马即将奔赴青海草原核武器研制基地进行大会战。朱光亚等科研、生产人员以及增调的技术骨干迅速汇集到西北基地,全面开展理论、试验、设计、生产等各方面工作,形成了研制第一颗原子弹的总攻局面。
1963年5月,朱光亚主持起草了《第一期试验大纲草案》(即原子弹装置核爆炸试验大纲),指出核爆炸试验的任务是由低到高逐步过技术关。建议先做地面爆炸试验,再做空投爆炸试验,并详细提出了试验测试的主要项目、技术保障、测试场地总布局、试验规模等内容。8月,朱光亚等领导参加了青海研制基地冷试验专题研讨会,为综合验证理论设计和一系列单项试验成果,决定尽快实施关键性的全球聚合爆轰试验。在他和王淦昌、邓稼先、周光召等的组织领导下,解决了大量理论、技术和生产问题,于11月20日成功进行了缩比尺寸全球聚合爆轰试验。朱光亚亲自撰写试验总结,认为这项试验完成后,原子弹研制的关键技术只剩下等待足够的核材料和临界实验了。1964年3月,朱光亚组织制订研究院《1964年科研工作计划纲要》,详细布置了原子弹研制和试验工作计划。1964年6月6日,朱光亚在青海基地与其他同志一起组织进行了全尺寸全球聚合爆轰试验,这是原子弹装置核爆炸前的一次综合预演。6月12日,朱光亚组织起草完成了《596装置国家试验大纲》,对核装置运输、总装与质量检验、引控系统调试、测试项目等各个环节提出了要求,第一次核爆炸试验开始全面转入现场实施阶段。10月8日,朱光亚等在现场亲自指导技术人员严格按规程进行原子弹装置装配与检验。14日晚,经张爱萍、刘西尧、张震寰、张蕴钰、李觉、朱光亚等签字后,第一颗原子弹装置被吊上铁塔。
1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功。试验结果表明中国第一颗原子弹从理论、结构、设计、制造到引爆控制系统、测试技术等均达到相当高的水平。 第一次空投原子弹和“两弹”结合试验 朱光亚主持制定的核武器研究所1960年科学研究计划中,安排了航弹气动外形、弹体结构和引爆控制系统的研究和设计项目。1962年,朱光亚参与起草的“两年规划”和由他主持制定的“两个纲领性文件”中,也对核航弹作出了安排。朱光亚与郭永怀等一起组织科技人员与航空部、电子部等部门协作,开展核航弹的研制工作。
到第一颗原子弹装置爆炸成功时,航弹气动外形、结构和总体布局以及引爆控制系统设计都已确定,运载航弹的飞机也已改装完成。随后,他们又在首次核试验的基础上,对核装置的理论模型和结构做了设计改进,最终完成了首颗核航弹的研制。
1965年5月14日,在罗布泊成功进行了核航弹空投爆炸试验,这标志着中国开始有了可用于实战的核武器。原子弹与导弹结合而成的核导弹,是比核航弹更为先进的核武器。核弹头与核航弹相比,在体积和重量上要大幅度地减小,所要经受的飞行环境条件则更加复杂和苛刻,研制工作难度更大。早在第一颗原子弹研制的攻关时期,朱光亚与核武器研究所其他领导部署了原子弹配导弹的前期探索研究工作。1963年开始进行核弹头核装置理论研究和引爆控制系统预研。1964年春,朱光亚等组织制定了核弹头研制工作计划,提出了导弹核弹头协作任务的主要设计、试验项目及工艺、定型等进度计划。1964 年4月完成核装置理论设计方案后,迅速转入了工程设计阶段,开展了起爆元件和大型爆轰试验,并进行了核装置结构设计和工艺试验。同时,引爆控制系统的研制也很快取得了成果。1965年6月,朱光亚等人根据研制工作进展情况,组织讨论修订了研制工作计划。经过一系列地面环境试验后,为鉴定核弹头在实际飞行环境下的性能,中央批准进行导弹核武器飞行核爆炸试验(两弹结合试验)。
1966年10月27日9时,进行了中国第一次导弹核武器发射爆炸试验。试验取得圆满成功,标志着中国有了可用于实战的核导弹。 第一颗氢弹爆炸成功 1963年9月,完成首颗原子弹理论设计后,邓稼先、周光召等领导的理论部就在朱光亚、彭桓武安排下开始组织力量进行氢弹理论的探索。
1965年元月,二机部决定将黄祖洽、于敏带领的这部分力量从原子能所调到核武器研究院。2月,二机部上报由朱光亚起草的《关于加快核武器发展问题的报告》。在朱光亚和彭桓武的指导下,组织制定了加速突破氢弹技术的科研工作大纲,并把目标设定为先进的能配导弹的热核弹头。经过充分讨论、研究、补充完善,最后综合归纳出两种攻关途径。又经过几个月夜以继日的忘我工作,基本明确了攻关的技术路线。在此基础上,1965年8月,朱光亚组织起草了《关于突破氢弹技术关键问题上的工作安排》,对必须重点解决的理论方案和热核材料制备两个关键问题,尤其是氢弹原理的突破,作了统筹安排部署。在他的支持下,彭桓武、邓稼先领导理论部组织力量对氢弹原理进行“多路探索”。1965年底,于敏带领的部分科技人员探索到一种新的制造氢弹的理论方案,朱光亚多次与彭桓武、邓稼先等组织专家反复论证,逐步完善了这个方案。同年12月,他参与组织了核武器研究院两年科研与生产规划会议,提出突破氢弹原理按两手准备,以新理论方案为主,组织全院理论、实验、设计、生产等各方面力量集中攻关。在抓理论设计的同时,他还亲自部署并指导了热核材料的研制工作。经过各部门的大力协同和艰苦努力,1966年12月28日,氢弹原理试验成功,这是中国掌握氢弹技术的重要标志。新原理简便、先进、可行。朱光亚马上组织有关人员分析这次试验的数据,全面展开第一颗全当量氢弹试验的准备工作。
1967年初,氢弹正式试验的理论方案完成后,氢弹装置结构设计、制造等工作紧锣密鼓地开展起来。1967年6月5日,氢弹装置终于加工完毕,8日运抵试验基地,17日,中国第一颗氢弹空投爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功,中国只用了2年零8个月,先于法国1年时间成为世界上第四个拥有氢弹的国家,发展速度是核大国中最快的。 地下核试验 1967年10月底至11月中旬,朱光亚、王淦昌、程开甲、邓稼先等讨论了首次地下核试验的目的、试验项目、工程要求等,地下核试验准备工作全面展开。核武器研究院与核试验基地密切配合,经过近两年的艰苦工作,攻克了大量技术难关。1969年9月23日,朱光亚、王淦昌、程开甲、彭桓武等在现场指挥试验,取得了圆满成功,这是中国首次进行地下平洞核试验。1975年10月和1976年10月,朱光亚参与组织领导了中国第二次、第三次地下平洞核试验,1978年10月,又成功组织首次地下竖井核试验。 推动核电发展 1971年,刚刚担任国防科委副主任的朱光亚受命参与组织领导中国第一座核电站的筹建工作。在朱光亚的支持下,项目组经过与许多专家共同商讨、论证,逐渐达成了共识,提出了用压水堆的意见,并很快完成了30万千瓦压水堆核电站设计方案。后来的实践证明,压水堆的选择是完全正确的,符合中国实际和世界核电站发展的主流。朱光亚指导了核电站研究、设计任务的分解,以及研究试验和技术攻关项目的开展,特别是对核燃料组件的设计、试验、研制等给予了极大的关心和指导,使核燃料组件得以完全立足于中国国内研制成功。
朱光亚亲自参与领导了核电站的踏勘选址,亲赴浙江、江苏、上海多个选点考察,最终于1982年选定了浙江省海盐县的秦山厂址。1984年2月,朱光亚主持了秦山核电站扩大初步设计的审批会议,审查批准了扩大初步设计,并对即将开展的工程建设中将要面临的重大关键问题和工程进度等作出了决策。1985年3月,秦山核电站正式开工,设备研制同步进行。1991年12月15 日核电站首次并网发电成功,实现了中国核电技术的重大突破。 由于从事领域特殊的原因和为人低调,朱光亚生前公开发表的学术论文只有4篇。
论文:《符合测量方法:(Ⅱ)内变换》《研究性重水反应堆的物理参数的测定》等。 1955年5月,朱光亚调离了吉林大学,在这3年时间里,吉林大学物理系从无到有,师资队伍发展到50多人,建成12个实验室,当时的物理系在实验室建设、人才培养方面在国内处于领先地位。朱光亚在吉林大学教过的学生有519人,他的学生中,后来成为中国科学院院士3人(陈佳洱、宋家树、王世绩),教育部副部长1人,著名大学校级领导人6人,国家科学奖项获得者、著名专家、博士生导师数百人。
3. 山东交通学院汽车工程学院的实验中心
山东交通学院汽车工程实验中心,始建于1956年,现有建筑面积15300平方米,仪器设备总值3700万元。
汽车工程实验中心设有3个综合性实验室:交通运输部交通行业重点实验室--运输车辆检测、诊断与维修技术实验室;中央与地方共建基础实验室--汽车结构与测试实验室;山东省“十一五”省级重点实验室--汽车运用技术实验室。实验中心共有16个子实验室,分别为汽车排放实验室、汽车底盘测功实验室、发动机性能实验室汽车性能实验室、汽车电子电控实验室、汽车电器实验室、汽车故障诊断实验室、汽车结构实验室、汽车车身与零部件测量实验室、丰田T-TEP实验室、丰田F-SEP实验室、汽车可靠性与平顺性实验室、汽车CAD室、汽车修理实验室、汽车燃润料实验室、汽车道路性能实验室。
汽车工程实验中心设有:山东省汽车行业协会培训基地;中国重汽(香港)有限公司销售部培训基地;长安汽车山东培训中心;中国平安财险实操培训基地;国家级机动车检测实验中心;机动车技术司法鉴定所。
汽车工程实验中心是国家教育部中等职业学校专业骨干教师培训基地。 学科: 交通运输工程 机械工程 物流工程 安全工程
专业: 交通运输专业 汽车服务工程专业 车辆工程专业 热能与动力工程专业 机械设计制造及其自动化专业 交通工程专业 安全工程专业 物流工程专业 本实验中心除承担与汽车相关专业的实验教学外,为相关学科提供了较好的科学研究实验条件。实验中心在教学、科研、学科建设、实验技术研究、实验室建设和管理等方面取得了丰硕的成果。近三年高职人员发表论文总数42篇,其中三大检索27篇;获省级以上优秀教学(教材)成果奖4项;获发明专利数92项。近五年获得了多项科研奖项,其中具有代表性的科研获奖如下:
汽车安全环保性能研究获中国公路学会科学技术一等奖;新型增力式车轮制动器的研制获山东省科学技术发明三等奖;ITS智能车辆运动模式分析与控制器设计获山东省科技进步奖三等奖;立式车轮动平衡机的研制获山东高等学校优秀科研成果奖自然类三等奖。 汽车工程实验中心在完成教学科研的同时,积极开展对外技术服务,充分提高仪器设备的利用率。
汽车工程实验中心是山东省汽车行业协会培训基地、中国重汽(香港)有限公司销售部培训基地、中国平安财险实操培训基地、国家教育部中等职业学校专业骨干教师培训基地、长安汽车山东培训中心,为汽车后市场人员技术业务提升和教师理论知识和实践技能提高提供技术平台。本中心下设国家级机动车检测实验中心和机动车技术司法鉴定所,对外进行准确、公正的汽车和发动机产品质量检验、鉴定等工作。 汽车工程实验中心教学科研人员先后承担省级以上教学改革研究项目2项;3门课程评为省级精品课程,1门课程评为校级精品课程;被EI、ISTP收录教改与科学研究论文37篇;主编大学教材15部;自编实验教学辅助教材9部;制作多媒体课件12件;获得实用新型专利19项,授权或公开发明专利11项;主持各类科学研究课题77项,获经费资助1819.1万元,获得省级以上科技奖励8项。
☆ 科技成果奖 序号 获奖课题 负责人 获奖时间 获奖情况 1 汽车安全环保性能综合研究 徐安 2006.12 中国公路学会科学技术一等奖 2 新型增力式车轮制动器的研制 冯晋祥 2007.04 山东省科学技术发明三等奖 3 立式车轮动平衡机的研制 李祥贵 2007.09 山东高等学校优秀科研成果三等奖 4 高速公路交通安全系统的研究 冯晋祥 2005.12 山东高等学校优秀科研成果二等奖 5 智能双循环全自动立体停车库 冯晋祥 2009.01 2008年山东高校优秀科研成果奖 6 新型能源转换元件的节能机理、性能与应用研究 臧发业 2009.01 2008年山东高校优秀科研成果奖 7 道路危险货物运输企业安全工作规范 张永杰 2004.11 山东省科技进步三等奖 8 山东省ITS的模型与应用研究 姜华平 2005.01 山东高等学校优秀科研成果三等奖 ☆ 专利情况 序号 专利名称 负责人 发布时间 专利类型 专利号 1 增力式车轮制动器 冯晋祥 2003.11 发明 0011121.8 2 汽车金属带式无级变速器传动钢带轴向跑偏的电液控制装置 臧发业 2004.12 发明 200410023421.2 3 滚柱增力式车轮制动器 冯晋祥 2005.02 发明 200410024268.5(已公开) 4 汽车上坡减速警示装置 冯晋祥 2005.02 发明 200410024267.0(已公开) 5 双作用叶片式二次元件 臧发业 2005.03 发明 200410035765(已公开) 6 单作用叶片式二次元件 臧发业 2005.03 发明 200410035764 7 复合式汽车变速器 冯晋祥 2008.06 发明 200710115088.1(已公开) 8 一种机动车信号灯电路监测装置 于明进 2008.07 发明 200810013949(已公开) 9 一种电路监测装置 于明进 2008.07 发明 200810013950(已公开) 10 盘式增力车轮制动器 冯晋祥 2008.10 发明 200410024266.6 11 一种非恒压网络下二次调节传动系统的蓄释能控制方法 臧发业 2008.12 发明 200810017123(已公开) 12 新型单板式侧滑仪 于明进 2005.01 实用 200420037866.1 13 新型双板式侧滑仪 于明进 2005.01 实用 200420037868 14 简易式汽车液压举升器 臧发业 2005.05 实用 200420038944 15 汽车金属带式无级变速器传动钢带轴向跑偏的电液控制装置 臧发业 2005.09 实用 200420037867.6 16 公交汽车串联式液压混合动力传动装置 臧发业 2005.10 实用 200420040925 17 公交汽车并联式液压混合动力传动装置 冯晋祥 2005.11 实用 200420040920.8 18 汽车上坡减速警示装置 冯晋祥 2005.12 实用 200420041260.5 19 立体停车库液压提升装置 臧发业 2006.01 实用 200420040922 20 双作用叶片式二次元件 臧发业 2006.01 实用 200420053868 21 单作用叶片式二次元件 臧发业 2006.01 实用 200420053867 22 盘式增力车轮制动器 冯晋祥 2006.03 实用 200420041259.2 23 滚柱增力式车轮制动器 冯晋祥 2006.05 实用 200420041261.X 24 一种发动机电涡流缓速器 于明进 2007.11 实用 200620162104.3 25 一种永磁式发动机电涡流缓速器 于明进 2008.01 实用 200620162105.8 26 一种单作用叶片式二次元件 臧发业 2008.03 实用 200720021283 27 电控双作用叶片式二次元件 臧发业 2008.03 实用 200720021282 28 一种双作用叶片式二次元件 臧发业 2008.03 实用 200720021281 29 一种机动车信号灯电路监测装置 于明进 2008.11 实用 200820016881 30 一种电路监测装置 于明进 2008.11 实用 200820016880 ☆ 出版专著、教材 序号 专著教材名称 主编 出版社 出版时间 1 汽车构造(上、下) 冯晋祥 人民交通出版社 2007.08 2 汽车底盘 徐 安 机械工业出版社 2005.01 3 高速公路交通安全管理 姜华平 人民交通出版社 2005.01 4 现代工程机械电气与电子控制 于明进(2) 人民交通出版社 2005.01 5 专用汽车设计 冯晋祥 人民交通出版社 2007.01 6 汽车保险与理赔 李景芝 国防工业出版社 2007.06 7 汽车电气设备构造与维修 于明进 高等教育出版社 2007.06 8 汽车服务工程专业英语 于明进 人民交通出版社 2008.03 9 汽车运行材料 戴汝泉 机械工业出版社 2005.08 10 自动变速器结构原理图册 冯晋祥 机械工业出版社 2004.04 11 自动变速器图册 陈德阳 人民交通出版社 2007.08 12 汽车贸易 赵培全 人民交通出版社 2007.09 13 汽车空调维修图册 张桂荣 人民交通出版社 2007.07 14 汽车维修企业设计与管理 冉广仁 人民交通出版社 2006.03 15 汽车防滑控制/安全气囊图册 陈德阳 人民交通出版社 2006.01 ☆ 精品课程 序号 课程名称 精品课程级别 负责人 时间 1 《汽车构造》 省级精品课程 冯晋祥 2004 2 《发动机原理》 省级精品课程 李祥贵 2004 3 《汽车保险与理赔》 省级精品课程 李景芝 2006 4 《汽车电气设备》 校级精品课程 王慧君 2005 序号 论文 作者 检索情 况 发表期刊 1 车用电涡流缓速器三维有限元分析 衣丰艳 EI 交通运输工程学报,2004.02 2 用活塞位移确定上止点相位方法的探讨 于明进 EI 内燃机学报,2004.04 3 车速表台架检测数据统计分析与建模 徐安 EI 农业机械学报,2004.06 4 Analysis ofFreewayTraffic Accident in China(中国高速公路交通事故分析) 秦利燕 EI、ISTP ICTTS(交通运输研究国际学术会),2004.08 5 Method Based on Noise-Add(基于附加噪声的智能车辆鲁棒控制器设计方法研究) 阮久宏 EI 2004IEEE(IEEE智能交通系统国际会议)2004.10 6 Errors(车速表故障研究) 徐安 EI、 ISTP ISSST(安全科学与技术国际会议)2004.10 7 非公路车辆悬挂系统橡胶弹簧建模与非线性特性分析 周长峰 EI 中国机械工程,2005.02 8 IntelligentVehicleLateral Algorithm and T-S Fuzzy-Neural Network(基于遗传算法和T-S模糊神经网络的智能车辆侧向控制器) 阮久宏 EI Journal of System Engineering and Electric Technology系统工程与电子技术(英文版),2005.02 9 试验确定发动机转动惯量的新方法 于明进 EI 农业机械学报,2005.06 10 基于二次调节技术的立体车库提升系统性能仿真 臧发业 EI 农业机械学报,2005.06 11 Vehicle Brake Performance (基于行驶安全性车辆制动器性能参数分析与建模) 徐安 EI、ISTP ISTM(第六届国际测试会议)2005,2005.06 12 Study on Throttle Control Motion(智能车辆直线运动节气门控制研究) 阮久宏 EI 2005 IEEE InternationalConference on VehicularElectronics and Safety Proceedings(汽车电子与安全国际会议),2005.10 13 Research on Speed Control (停车库二次调节提升系统速度控制研究) 臧发业 EI ICMIT’2005(第三届机电一体化与信息技术国际会议),2005.12 14 双作用叶片式二次元件在车辆传动系统中的应用研究 臧发业 EI 农业机械学报,2006.03 15 基于二次调节技术的公交汽车传动系统性能研究 臧发业 EI 武汉理工大学学报,2006.03 16 基于更新理论的复杂设备故障率表达 徐安 EI 吉林大学学报,2006.03 17 车辆运行故障率变化规律研究 徐安 EI 农业机械学报,2006.06 18 StudyonIntelligentVehicle Simulation(智能车辆车道变化路径控制规划与仿真研究) 冯晋祥 EI、ISTP IEEE/ICIA(国际信息获取会议)2006.08 19 非线性橡胶悬架系统平顺性仿真与试验 周长峰 EI 东南大学学报:自然科学版,2007.01 20 Study on ADRC Controller Design and Simulation of Rock Drill Robot Joint Hydraulic Drive System(自抗扰控制器控制设计仿真凿岩机器人节点液压传动系统的研究) 阮久宏 EI CCC2007(26届中国控制会议)2007.06 21 The Study of Road Traffic Safety Controlling System Based on ITS(基于ITS的道路交通安全控制系统研究) 姜华平 EI ICTE(交通运输工程国际会议)2007 2007.08 22 Maintenance Period(更新理论与更新功能在车辆最优化维修期的应用研究) 徐安 EI 2007ICTE(交通运输工程国际学术会议), 2007.07 23 Automated Traffic pattern Identification Algorithms for Freeways Based on 3GS Technologies(基于3GS技术的高速公路交通流量模型自动辩识算法) 蔡志理 EI ICTE(交通运输工程国际学术会议)2007.08 24 车辆座椅悬架参数识别与优化设计 周长峰 EI 农业机械学报,2007.10 25 有效性目标下的车辆最优维护周期 徐安 EI 交通运输工程学报 2008.02 26 高速移动平台横向运动自抗扰控制 阮久宏 EI 山东大学学报(工学版), 2008.02 27 Control(基于自抗扰控制的智能车辆侧移控制) 阮久宏 EI WCICA 2008(第七届全球智能控制与自动化大会),2008.06 28 基于LuGre动态模型的车轮独立驱动控制研究 阮久宏 EI、ISTP CCC2008 (第27届中国控制会议), 2008.07 29 Based onMulti-SVM Classifier(基于多SVM分类器交通事故自动探测算法研究) 蔡志理 EI 2008CCDC(中国控制与决策会议), 2008.07 30 AutomatedIncidentDetection Algorithms for Freeways Based on SVM and Data Fusion Technologies (基于SVM和数据融合技术的高速公路交通事故自动探测算法) 蔡志理 EI ICCLTP2008(中国物流与运输国际会议), China, 2008.10 31 更新理论在车辆最优维护周期建模中的应用 徐安 EI 吉林大学学报 2008.05 32 ResearchonThe Performance Technique(公交车二次调节传动系统性能仿真研究) 臧发业 ISTP ICFP'2005(第六届流体传动及控制国际学术会议),2005.04 33 Study on Impact System of Hydraulic Ramming-drawing DeviceControlledbyPressure Feedback(压力反馈控制的液压夯拔冲击系统的研究) 臧发业 ISTP CFP'2005(第六届流体传动及控制国际学术会议),2005.04 34 Control(智能车辆非线性制动控制研究) 冯晋祥 ISTP ISTM/2005(第六届国际测试会议),2005.06 35 Based on Renewal Theory and Safety Concept(基于安全性和更新理论的运输车辆维修周期的优化研究) 徐安 ISTP APSS(亚太地区安全大会)2005 36 Constant Torque Energy-saving Braking Simulation ofBusSecondary Regulating Hydrostatic Transmission System(恒扭矩控制下公交车传动系统仿真) 臧发业 ISTP ICMT(国际机械传动学术会议)06 2006.10 37 StatisticalRegularity and ModelingofPassengerCars’UnburnedHydrocarbonEmission(汽车未燃碳氢化合物模型和规则性统计) 徐安 ISTP 2007ISEST(2007环境科学与技术国际会议),2007.11
4. 河南城建学院的热能与动力工程专业的主要学习方向是什么
热能与动力工程专业的主要学习方向是 工程热力学
工程热力学是充满生机的经典学科,上世纪70年代兴起的以分析能源系统评价理论、太阳能技术的热力学问题、八、九十年代起步的生物热力学等内容使工程热力学不断取得进展.因此,工程热力学,是能源工程、机械工程、航空航天工程、材料工程、化学工程、生物工程等领域专业的重要技术基础课,是培养在涉及能源特别是与热能相关的各领域中具有创新能力人才的基础,也是培养21世纪工科学生科学素质的公共基础课。
5. 河南理工大学土木工程学院怎么样
很不错,国家级特色专业,一本招生。河南理工大学土木工程学院成立于1994年1月。
学院现有专职教师104人。其中,双聘院士1人,博士生导师5人,硕士生导师54人;教授13人,教授级高工2人,副教授24人,博士46人,在读博士18人;教师中有“全国师德先进个人”1人,享受国务院政府特殊津贴专家1人,教育部“新世纪优秀人才支持计划”1人,河南省杰出青年获得者2人,河南省中青年骨干教师4人,河南省教育厅学术技术带头人3人,河南省特聘教授1人,校级特聘教授2人。学院现有8个教学系(室):地下工程系、岩土工程系、建筑工程系、道路与桥梁工程系、力学系、工程管理系、建筑技术科学系、实验中心(含结构实验室、土工实验室、建筑材料实验室、爆破实验室、道桥实验室、数值计算实验室、建筑环境监测实验室、工程管理信息化实验室10个实验室,现有仪器设备总值1660万元)。
学院拥有矿山建筑工程、矿山建筑工程2个二级学科博士学位授权点,拥有力学、土木工程、管理科学与工程3个一级学科硕士学位授权点,拥有建筑与土木工程和项目管理2个工程硕士授权领域;设有土木工程(含岩土工程、地下工程、建筑工程、道路与桥梁工程4个方向)、工程管理、工程力学、建筑环境与能源应用工程、城市地下空间工程5个本科专业和建筑工程技术专科专业。学院目前在校博士生、硕士生163人,本科生2263人,专科生126人。
6. 河南理工大学电子信息五电气工程专业大一到大四的课表
汪旭东 副所长:上官璇峰河南理工大学直线电机与现代驱动研究所主要从事特种电机及其驱动系统的理论、应用和控制方面的研究,省部级科技进步一等奖2项、三等奖8项,获国家专利30余项。在国内外期刊和国际会议上发表论文300余篇,其中SCI、EI收录70余篇、省部项目,依托这些项目、焦作矿务局合作开展矿井10KV供电技术,获《中小型矿井10KV直接下井供电》国家“七五”攻关重大项目资助,团队创始人袁世鹰课题组与煤科总院上海分院。出版专著(译著)14部。 2004年。包括直驱电机技术,高效节能电机开发:
河南理工大学直线电机与现代驱动研究所现有研究人员23人:0223025300)”等多项国家。 2010年:60474043)”。 2005年,获河南省高等学校创新人才培养工程重大项目、载荷3000kg第三代直线电机高速电梯产品化样机。 2010年,获国家自然科学基金项目“永磁直线电机多轿厢无绳提升系统动态性能分析及其控制(61074095)” 资助,开始多轿厢垂直运输系统的理论与试验研究。 2010年,获教育部博士学科点专项科研基金“多自由度直线弧形电机基础理论研究”资助,开始多自由度直线弧形电机理论与试验研究。 研究队伍,建成了PMLSM驱动的水平运输实验系统和三层楼高、载荷1300kg。 1989年获煤炭部煤炭科学基金“提高矿用直线感应电机效率和功率因数研究(9010809)”资助。在国家。培养博士6名,硕士生80余名。研究组在长期的项目研究过程中自然形成了研究团队,2008年被评为河南省创新型科技团队,面临重大理论和技术问题的挑战,成为直线电机研究领域的前沿课题。如果理论上和技术上的许多问题得到解决,以该项目为题,袁世鹰、焦留成合作培养了全国较早、硕导
王海星 博士、副教授、硕导
司纪凯 博士、10KV防爆电机、电器研究(该项目1990年完成,1992年和1993年分别获能源部科技进步一等奖和国家科技进步二等奖) 、载荷50kg“永磁直线同步电动机(PMLSM)矿井提升试验系统装置”。实现了“五无”新型提升模式,“在永磁直线电机提升系统方面做了开创性的研究工作”(引自1998年全国直线电机年会纪要),获得国家自然科学基金资助“永磁直线电机整体建模与性能控制研究(编号、省部基金、攻关项目的资助和支持下,完成“直线电机提升系统理论与控制”等国家、焦留成教授与陕西直线电机设备公司和铜川矿务局合作率先在国内开展矿用直线感应电动机研究,开发了矿用推车器等煤矿产品,被列为煤炭部“100推项目”之一、控制策略、优化设计、讲师
张宏伟 硕士、讲师
朱军 博士,是国内最早开展直线电机专题研究的单位之一。从九十年代开始永磁直线电机垂直运输系统方面的研究、高效节能电机等方面做了创新性工作。
荣誉所长,其中教授8人,副教授7人,博导2人、硕导
许宝玉 博士
王福忠 博士、教授、硕导
付子义 教授、硕导
康润生 教授、矿山、建筑等领域。
研究所成立于八十年代中期、最佳性能等方面的研究,其成果可广泛应用于交通运输、油田、硕导
艾永乐 博士、教授。袁世鹰教授以该项研究挂靠西安交通大学培养了第二名博士—汪旭东(2002年获博士学位)。 2003年,获河南省杰出青年科学基金项目 “直线电机非正弦工程电磁场的整体预测研究(编号。国外主要研究的重点放在高层建筑的电梯方面。 1992年,研究所正式将直线电机驱动的矿井提升系统立项研究。 1993年获得煤炭部攻关项目“矿井直线电动机提升系统的理论与试验研究(编号:9410817)”。 1995年获国家自然科学基金“直线同步电动机提升系统的理论与控制研究(编号:69674021)和河南省攻关项目等多项资助,焦作矿业学院(现河南理工大学前身)成立了矿用电机及应用研究所,开始矿用电机和直线感应电动机理论和应用研究。 1987年袁世鹰。袁世鹰教授以该项研究挂靠中国矿业大学培养了第一名博士—焦留成(1998年获博士学位)。 2002年和2003年,获国家自然科学基金“分段式永磁直线电机交流伺服系统建模研究(编号、博导
袁世鹰 教授、博导
上官璇峰 博士、教授。 1998年建成了3m高。 1988年:412002200)”资助、直线驱动系统设计与分析、教材11部。 2006年与ASM国际一流芯片装备自动化公司开展合作研究,设计开发了多种直线(旋转)侍服电机。 2008年,获得“直线电机与现代驱动”河南省创新型科技团队称号。 2008年,获教育部留学回国人员科研基金“新型电磁泵电机的理论及应用研究”资助,开始高效节能电机的研究开发。 2009年,获河南省重点攻关项目“数控机床直线电机伺服系统的关键技术及应用研究(92102210359)”,开始数控机床直线电机伺服系统的研究开发。 2009年,获河南省杰出人才支持计划重大项目“无绳提升系统的关键技术及应用研究,开始开发PMLSM驱动的第三代直驱电梯产品化样机:“高效直线电磁抽油机技术及应用研究”资助,开始高效直线电磁抽油机技术与应用研究、副教授,国外提出了“直线同步电机驱动垂直运输系统”的构想。但是、省部级项目30项。获国家科技进步二等奖1项:袁世鹰 所 长、硕导
荆双喜 教授、硕导
吴尧辉 高工、讲师
王少华 副教授
李 辉 副教授
王素玲 博士、副教授
王国东 博士、副教授
高彩霞 硕士、讲师
张 展 硕士、讲师 过程控制研究室建设与发展
电气工程与自动化学院过程控制研究室成立于1993年。主要针对复杂工业过程对象,利用计算机技术,将人工智能、模糊控制、神经网络等理论和方法应用于工业过程控制系统中。优化工艺过程,研发过程控制系统与装置。过程控制研究室,是河南省“控制工程”重点学科开放实验室的重要组成部分;是河南省控制理论与控制工程重点学科的主要研究方向;研究室历史悠久,特色鲜明,研究成果突出。
经过十几年的努力,在工业锅炉集散控制、玻璃配料生产线、黄磷配料生产线、水泥配料生产线、智能执行装置、电力系统监测监控等复杂系统的建模与控制方面做出了不懈的努力,解决了多项控制难题和关键技术,为工业过程自动化、矿山生产自动化与信息化作出了较大贡献。形成了和凝聚了一支具有硕士、博士学位的博士生导师、教授、副教授、讲师组成的老中青相结合的创新研究团队。每年在工业过程控制研究方向招收博士、硕士研究生115人。
主要研究方向
工业过程控制系统建模;智能控制与优化;被控对象特性分析;复杂系统控制理论与控制策略;智能控制系统与装置等。
科研环境及试验平台
拥有过程控制实验室、集散控制系统、先进控制技术试验系统等一批先进的科研设备,可满足日常科学研究及研究生培养工作。
主要研究成果
自成立以来,研究室成员主持和参与完成了国家自然科学基金、河南省自然科学基金、河南省重点攻关等项目15项,企业委托项目50项,教改项目20多项。完成项目成果鉴定30项,部分成果达到国内领先水平。
学术论文与专著
研究室成员在《中国系统仿真学报》、《煤炭学报》、《电工技术学报》等省级以上刊物发表论文200余篇,其中SCI、EI、ISTP收录论文50余篇。主编出版了《单片机原理与应用技术》、《自动控制系统》、《煤矿电工手册》、《实用电工材料手册》、《建筑电气工程师手册》等国家规划教材和专著8部。 河南省高等学校控制工程重点学科开放实验室是在原有省级重点学科实验室基础上进行建设,2007年由河南省教育厅批准成立。本实验室涵盖控制理论与控制工程、电机与电器、检测技术与自动化装置三个省级重点学科。实验室瞄准控制科学和技术的发展前沿,开展控制工程领域的基础理论和技术前沿的探索性、创新性研究,努力推广控制理论和技术在社会各领域的应用,获取控制工程领域的原始创新成果和自主知识产权,将本实验室建设成为控制工程领域的学术研究、交流以及高科技人才培养的重要基地,为河南省和煤炭行业控制科学与技术的快速与可持续发展提供理论及技术支撑。
实验室始终坚持以“瞄准基础研究前沿方向,突出原创性研究;面向工程,实现技术和集成创新”的指导思想。经过多年建设,在理论研究和工程应用方面取得了一大批成果,已形成控制理论、工业过程控制、直线驱动系统及控制技术、检测技术与自动化仪表、图像处理与模式识别等五个稳定的研究方向,在省内外具有一定特色和较大的影响力。
目实验室总面积2000㎡,设备总价值1200余万元。拥有DCS集散控制系统、直线电机无绳提升系统、自主移动机器人、先进运动控制系统、工业机器人、平面三级倒立摆控制系统、PXI虚拟仪器、记录示波器、DL7480/TDS7254B高精度数字存储示波器等一批先进的仪器设备。
实验室现有研究人员27名,其中教授12名,博士后3名,博士13名,在读博士4名,硕士11名,形成了结构合理的研究团队。先后承担了国家自然科学基金、河南省重大攻关项目、河南省杰出青年科学基金、河南省创新人才基金、河南省自然科学基金等不同层次的纵向研究课题26项,企业工程项目25项,科研经费累计2000多万元,获省部级以上科研奖励13项,发表核心刊物以上论文500余篇,其中SCI、EI、ISTP检索论文200余篇。
实验室实行相对独立的运行机制,设立负责学术指导的学术委员会,清华大学吴澄院士担任学术委员会主任,学术委员会每年召开1~2次会议,确定实验室年度开放资助项目,研究开放实验室的长远发展规划、年度研究与开发计划等重大事项。实验室实行开放流动机制,设立开放基金。广泛开展校企合作,联合攻关解决企业生产中的重大技术问题。同时加强与国内外有关高校、研究院所和实验室的合作研究和交流,开展控制领域深层次的合作研究。
河南省高等学校控制工程重点学科开放实验室获奖情况:
近三年代表成果
项 目 名 称 鉴定及获奖 主持人 时间 WJPL微机配料控制系统 河南省科技进步二等奖 余发山 2008年 矿区综合节能技术研究与应用 河南省科技进步三等奖 王福忠 2006年 煤矿供电网络安全保障系统研究 中国煤炭协会科技进步二等奖 余发山 2009年 “三电”基础课程实践教学体系改革研究与实践 河南省教学成果特等奖 余发山 2009年 PMLSM无绳电梯的工业应用试验 河南省教育厅科技进步一等奖 汪旭东 2009年 基于小波理论的农网TBL_0TBL_0KV线路故障诊断系统研究 河南省教育厅科技进步二等奖 王福忠 2008年 总线型智能电动执行器的研究 河南省教育厅科技进步二等奖 余发山 2009年 永磁直线电机整体建模与性能控制研究 国家自然科学基金项目(结题) 袁世鹰 2008年 分段式永磁直线电机交流伺服系统建模研究 国家自然科学基金项目(结题) 王福忠 2006年 电机非正弦工程电磁场的整体预测研究 省科技厅鉴定,获国际先进评价 汪旭东 2007年 近三年专利成果 专 利 名 称 专利类型 设计人 专利号或申请号 交流电压表测量单相负载功率因数的方法 发 明 董爱华 2007TBL_00054TBL_007.4 一种磁阻式磁力悬浮装置 发 明 汪旭东 2009TBL_00064742.X 一种带有磁力平衡机构的无绳电梯 发 明 汪旭东 2009TBL_00064740.0 一种无绳循环多轿厢电梯及其循环系统 发 明 汪旭东 2009TBL_00064738.3 带增力机构的钳式制动器 发 明 汪旭东 2009TBL_00203TBL_077.0 一种磁悬浮车 发 明 汪旭东 2009TBL_0006474TBL_0.5 一种直驱式刮板输送装置 发 明 汪旭东 2009TBL_00064739.8 大气压下介质阻挡类辉光放电反应器 发 明 孙岩洲 2008TBL_00TBL_04TBL_0588.7 煤矿安全生产监控仿真教学系统 实用新型 雷乃清 有轨电动伸缩门用弧形直线电机驱动机构 实用新型 汪旭东 200920088TBL_090.TBL_0 一种煤矿井下供电系统连锁保护智能控制装置 实用新型 王福忠 直驱式多罐车斜井运输装置 实用新型 汪旭东 遥控调度指挥装置 实用新型 雷乃清 同轴线管结构介质阻挡电晕放电反应器 实用新型 孙岩洲 200720089995. 一种道路减速带发电储能装置 实用新型 许孝卓 200920090082.8
7. 河南科技大学车辆与动力工程学院的学院规模
河南科技大学车辆与交通实验室隶属于车辆与动力工程学院车辆与交通系,车辆与交通实验室所在的车辆工程学科为河南省重点学科,实验室也是洛阳市车辆现代技术重点实验室。随着学校的发展、学科专业的发展,车辆与交通实验室也得到很大的发展。
1956年建立洛阳拖拉机制造学校时,建立了拖拉机与农业机械实验室;1958年成立洛阳工学院时,根据专业建设需要,设立了拖拉机实验室;随后,学校分别于1960年更名为洛阳农机学院、1982年恢复为洛阳工学院,设立了汽车与拖拉机实验室;2002年组建了河南科技大学,根据专业建设的需要,设立了车辆与交通实验室。
随着学校的发展,随着专业学科的发展,在50多年的实验室建设过程中,实验室本着为教学科研服务中心思想,加大投入,着力改善教学科研条件,目前,实验室资产总值已经达到近700万元,仪器设备台套达到400余台套。车辆与交通实验室已经成为学校车辆工程专业、交通运输专业重要的实践教学基地,并成为车辆工程学科的科研基地。
现有实验教师10人,其中专人实验教师2人、兼职实验教师8人。高级职称6人,中级职称3人,初级职称1人。50岁以上2人,35-49岁5人,35岁以下2人。
实验室教师大多长期从事实验教学和理论教学,同时参与了大量的科研开发工作,具有丰富的教学科研经验、较高的专业理论水平和较强的科研开发能力。
车辆与交通实验室承担了学校车辆工程专业、交通运输专业的全部专业课实验教学任务,同时也承担了农业机械及其自动化、制冷专业的部分实验教学任务。实验室面向学生全面开放。
实验项目涉及12门课程,共计44项,其中有10个实验项目为综合性设计性实验,占有实验教学环节课程的83%。06-07学年完成实验教学人时数累计5000余学时。 我校车辆工程专业前身为洛阳工学院拖拉机设计与制造专业,创建于1952年,1960年开始招收拖拉机制造专业本科生。1984年开始招收汽车拖拉机专业本科生。1999年开始招收车辆工程专业本科生,2000年开始在河南省为一本招生。1983年开始招收硕士研究生,1986年获得硕士学位授予权。1985年开始,学科先后与吉林工业大学、天津大学、武汉理工大学、西安理工大学等学校联合培养博士研究生。1996年被确定为省级重点学科。2006年成立了洛阳市车辆现代技术重点实验室。2008年被评为国家级特色专业建设点。2009年获批汽车节能与新能源省级重点实验室,车辆工程与装备省重点学科开放实验室,省高校拖拉机与农机装备工程技术研究中心。2009年被评为国家级教学团队建设点。车辆工程专业目前是中国汽车工程学会、中国农业机械学会和中国农业工程学会的理事单位,全国车辆工程专业教学指导委员会委员,全国车辆工程专业教材编委会委员,河南省汽车工业学会副理事长单位。
经过50多年的建设和发展,逐步形成了以本科教学为主的较为完善的学士、硕士和博士三级学位培养的教学体系。主要培养具有宽广的机械工程、车辆工程基础知识与应用能力的,致力于车辆设计、制造、研究、检测和经营服务等方面工作的,适应国家现代化建设需要的,德、智、体、美全面发展的应用型高级工程技术人才。主要专业课程有:车辆构造、车辆理论与设计、车辆电器与电子技术、车辆实验与检测、车辆造型、车身设计与制造等。学生可系统接受实验、实习、课程设计、毕业设计等实践性综合训练,毕业去向主要是与车辆工程相关的企业、科研院所、高等院校以及车辆运行服务行业等单位。
本专业现有教师32人,其中博导2人,教授6人,副教授12人,讲师8人,获得博士学位者10人,在读博士2人,获得硕士学位者14人。车辆实验室使用面积约3000平方米,各种实验与检测设备约值人民币1800余万元,可完成我校本科生以及研究生实验及相关研究工作。新建的汽车驾驶培训基地占地约2万平方米,为我专业乃至我校学生及教职工提供良好的驾驶培训机遇。拥有160台微机的计算机实验室是美国通力公司在中国CAD/CAM/CAE三大工程技术支持中心之一,现有CATIA、UG、PRO/E、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等大型三维参数化设计软件及I-DEAS、ANSYS、ADAMS等有限元计算和动力学分析软件,可使学生在计算机内完成车辆整车及零部件的二维与三维设计和装配、运动及力学分析模拟等过程,可满足我专业学生和校内外工程技术人员的教学和科研需要。本专业杨峰等同学利用此系统设计的多足步行车在中南六省区大学生创新设计中获一等奖。
借助洛阳重工业基地的有利条件,面向全国,形成了以农用车辆及现代特种车辆为基础、与相关行业产、学、研、用相结合的鲜明特色。始终坚持服务地方经济和国民经济,在车辆及其各级系统的性能测试与控制技术、车辆及其零部件的现代设计方法与制造技术、车辆的计算机辅助设计技术与仿真技术、车辆传动系统的最佳匹配和控制等方面进行了开创性的研究工作,取得了丰硕的成果。目前已与一拖集团、宇通汽车有限公司、郑州日产汽车有限公司、东风汽车公司等国内大中型企业建立了广泛和深入的合作关系,与密歇根州立大学、堪萨斯州立大学、亚洲理工大学、筑波大学等众多国际知名高校有密切合作关系。
雄厚的师资力量、优越的实验实习条件、合理的人才培养模式已培养出3500余名本科毕业生、200余名工学硕士和12名工学博士,活跃在祖国的汽车、拖拉机、工程机械等行业,他们基础扎实、踏实肯干、动手能力强,受到了用人单位的好评。历年来车辆工程专业的毕业生供不应求,许多毕业生已成为这些行业的知名专家、技术中坚和企业领导,如国际知名经济学家胡祖六、武汉理工大学校长张清杰、河南科技大学副校长周志立、英国空中客车技术主管李书欣、一拖集团副总经理郭志强、奇瑞汽车有限公司副总经理冯武堂均是本专业毕业生的杰出代表。 交通运输系是河南科技大学车辆与动力工程学院下属的一个基层教学科研单位,其前身为洛阳工学院汽车运用工程专业,1993年开始招收本科生,1994年更名为载运工具运用工程专业,1998年本科专业目录调整后,于1999年开始招收交通运输专业本科生,2010年1月在原车辆与交通系的基础上成立了交通运输系。
本系现有教师10人。其中硕士研究生导师3人,副教授3人(国家科技特派员一人),具有博士学位者3人,在读博士2人。
本系现主要承担本学科专业技术基础课、专业课的教学和相关学术方面的科学研究工作。与车辆工程系共设有车辆与交通运输实验室,实验室在2006年被确定为洛阳市重点实验室,现有实验教师2人,建筑面积2000余平方米,固定资产1500余万元。
本系所属学科为交通运输工程学科,在2006年获得载运工具运用工程硕士学位授予权,2007年开始招收硕士研究生,2010年又获得物流工程专业硕士学位授予权。现为全国交通运输和汽车服务工程专业指导委员会委员、全国农用运输车标准化技术委员会委员、河南省物流与采购联合会学术委员会副理事单位。
本学科注重现代载运工具运用和交通运输新理论的研究,注重将智能化、数字化控制技术应用到载运工具的运用过程中,现有低速车辆性能分析与运用技术、智能交通管理与控制、物流系统规划与设计、道路运输管理与交通安全4个主要的学科方向。近几年承担国家、省部级科研项目10余项,在物流系统规划设计、汽车安全性研究和汽车服务工程等方面取得了多项成果,获省部级科技进步二等奖3项,三等奖2项,在各类学术期刊上发表论文100余篇,出版著作8部,获得国家发明专利2项。 热能与动力工程实验室是河南科技大学车辆与动力工程学院下属专业实验室。实验室所属动力机械及工程专业为河南省高等学校重点学科点。该室还是河南省内燃机学会挂靠单位。实验室主要研究方向包括:内燃机燃油喷射液力过程与控制技术;柴油机机泵匹配理论与技术;内燃机燃烧、节能与排放;现代设计理论与方法在内燃机中的应用等研究方向。
热能与动力工程实验室前身为洛阳农机学院农业机械工程系内燃机教研室所属的试验间,与教研室同时始建于1961年5月。1981年重新扩大建设规模并投入使用。1990年更名为洛阳工学院机械设计(汽车)工程系内燃机实验室。2002年河南科技大学正式组建后,成立车辆与动力工程学院热能与动力机械研究所下属的热能与动力工程实验室。
为了适应学校飞速发展的需要,学校曾于2003年和2005先后两次对实验室进行了大面积的整修,使实验室面貌有了很大的改观。
目前,该实验室已经拥有具有丰富教学和实践经验的科技人员多人,具有基本完善的学生实验和专业研究设施,以及一大批先进的实验仪器设备。可以承担热能与动力工程专业实验,同时也可为环境工程,机械设计等专业开设公共专业基础实验。在完成实验教学任务的同时,还承担本专业课程设计、毕业设计、学生课外科技活动以及教师科研任务。
实验室现有实验室主任1 人和3名专职实验教学人员。实验室现有总面积1200多平方米。拥有计算机图形工作站、高速摄影机、发动机台架自动实验系统、有害排放测试仪器、发动机气道试验台、数字化频谱分析仪、数据采集及处理装置等大、中型仪器设备和一大批基础设备。总设备值达360余万元;设备总数达370余台套。
热能与动力实验室是我省大专院校中历史最久,设备最完善的小型高速内燃机试验室,在全国内燃机检测行业中也占有比较重要的位置。改革开放以来,依靠其独特而坚实的学科优势为我国科学技术的发展做出了很大的贡献。特别是在发动机结构的计算机模拟设计,燃油喷射性能的研究和控制,制冷压缩机性能检测等方面,多次承担并出色完成国家和省部大型科研项目,与企业横向联合共同开发和研究新的工业产品和检测技术,取得了多项科研成果。目前该实验室是洛阳市重点实验室、河南科技大学重点实验室,目前正在争取中央与地方共建高校特色优势学科实验室。
实验室现在共有各种专业仪器设备370台(件),仪器设备价值360余万元。其中,精密仪器大型设备6套:高速动态分析仪(投入35万)、制冷压缩机性能试验台(投入21万元)、内燃机循环测试系统(投入19万元)、发动机气道稳流试验台(投入约11万元)、SUN工作站及软件(投入33万元)等,并购置了大量通用实验设备和测试仪器。这一切,都为本科生和研究生的培养与科研提供了坚实的物质基础。 热能与动力工程系下辖热能与动力机械教研室、制冷与空调教研室和一个专业实验室,从事热能与动力机械方向、制冷与空调方向的本科生培养及科学研究工作。热能与动力机械方向原为内燃机专业,创建于1971年,1972年开始招收本科生;制冷与空调方向于1995年开始招生。
本系所属学科为动力机械及工程学科,1987年开始招收动力机械及工程硕士研究生,1990年取得硕士学位授予权,2005年又取得工程热物理硕士学位授予权,自1997年以来连续被评为河南省高等学校省级重点学科,现为河南省内燃机学会理事长单位。
本系现有理论与实践教学教师共计26人,其中教授5人(1名博导)、副教授6人、高级实验师2人、讲师4人,拥有博士学位7人、硕士学位14人。近十年来完成了国家“九五”重点科技攻关项目1项、国家自然科学基金项目1项、河南省重大科技攻关项目1项、河南省杰出青年基金项目2项、河南省高等学校创新人才工程1项、教育部留学回国人员科研启动基金1项等国家和省部级科研项目30余项,获河南省科学技术进步贰等奖2项,发表论文一百余篇,取得国家发明专利3项。 农业工程实验室隶属于农业工程系,其前身是农机实验室。它始建于1957年,是我们学校建立最早的实验室之一。由于学科的发展和国家高校专业目录调整,我们实验室的名称、隶属关系及其所承担的任务也不断地调整与变化。1985年之前,农机实验室一直隶属于农机教研室,只承担农机专业的实验教学任务和与本专业研究方向相关的科研任务。从1985年开始,农机实验室就逐步过渡到机设系的系管实验室,面向机设系的农业机械和食品机械两个专业方向的本科生实验教学任务,还要承担与这两个专业研究方向相关的科研任务以及硕士研究生的试验任务。2000年之后,农机专业更名为“农业机械化及其自动化”专业,实验室更名为“农业装备实验室”,由农业装备研究所管理,承担农业机械化及其自动化专业的实验教学任务和与本专业研究方向相关的科研任务以及硕士研究生的试验任务。2006年,随着院系调整,农业装备研究所升格为农业工程系,实验室更名为“农业工程实验室”,由农业工程系管理,既要承担农业工程一级学科下设的本科专业学生的实验教学任务,还要承担与农业工程学科研究方向相关的科研任务以及硕士研究生的试验任务。
实验室现有专职人员2名,庞靖、陈东生。实验室主任由倪长安副教授兼任,倪长安在本实验室从事实验教学和实验室管理工作多年,具有较为丰富的实验教学和管理经验,负责实验室规划,行政管理等工作。庞靖和陈东生负责实验教学和日常管理工作。
实验室现在共承担7门专业课程37项实验,总实验学时72学时。2006-2007学年共完成的实验人时数为7152个。自编实验指导书两本:《农业机械化及其自动化专业实验指导书》、《计算机接口技术实验指导书》。
实验室现有房屋13间,1590平方米;实验设备353台(套),总价值220余万元,其中大型精密仪器设备1套(无线数据采集分析系统),价值56.7万余元。
经过多年的积累和沉淀,实验室拥有包括耕整、种植、管理、收获等较为齐全的田间作业设备、场上作业设备和农产品加工设备及多种性能检测设备,各种机具的部件陈列、传动机构动态演示用教具等,基本能够满足教学要求。同时,长期来,农机学科的教师和实验室人员密切配合、团结合作,为全面提高学生的综合素质,不断充实实验教学内容,更新实验手段,克服实验教学资金投入不足的的困难,自行研制、开发多种实验教学用仪器、设备,其中犁体曲面测绘仪、犁体六分力测试架、犁体六分力标定架、切割器性能实验台、筛子性能实验台、风扇性能实验台、飘浮速度测定实验台、移动式实验用动力小车等都在学生培养、科学研究中发挥着重要作用。另外,实验室人员在工作中坚持“保证教学、服务科研”的原则,在完成实验教学任务的前提下,积极参加科研活动,不断提高自身素质和科研能力,对本学科的建设做出贡献。本学科的科研,也为实验室增添了不少实验设备,如与15—20马力拖拉机配套的背负式小麦联合收割机、向明—2000自走式谷物联合收割机、与手扶拖拉机配套的微型小麦联合收割机、与3玉米联合收获机、破茬播种联合作业机、玉米秸秆还田机等。这些留在实验室的科研设备,为本科学生的教学不断增加新的内容,特别是课程设计、毕业设计中开发学生创造性思维、培养学生的创新精神起到了其它设备不可替代的作用。
实验室现有一套大精设备,“无线数据采集分析系统”,主要包括力、扭矩、加速度、振动传感器;信号调理模块;数据无线传送模块;数据无线接收模块;数据分析处理软件等,可以将传感器测得的信号调理放大,经天线传送给计算机进行分析显示,大大简化了野外实验的设备连线,减少仪器数量,降低实验成本。该设备已在多项研究生课题试验和科研项目中使用,为教学、科研、新产品开发做出巨大贡献。 农业工程系是河南科技大学车辆与动力工程学院下属的一个基层教学科研单位,现有专、兼职教师20人,其中教授4人,博士5人,副教授4人,讲师7人,助教4人。该系设有农机和农电两个教研室。农机教研室主要承担农业机械化及其自动化专业的部分技术基础课和专业课的教学任务,农电教研室主要承担农业电气化与自动化专业的部分技术基础课和专业课的教学任务。该系同时承担农业工程学科各个学术方向的科学研究工作。该系设有农业工程实验室,实验教师2人,其中硕士1人。农业工程实验室面积1500平方米,固定资产230余万元。
该系具有较强的办学实力和雄厚的科研基础。近几年来承担了国家、省部级科研项目20余项,获得省部级科技进步二等奖3项,三等奖2项,洛阳市科技进步三等奖1项。在各类学术期刊上发表论文150余篇,出版著作9部,获得国家专利8项。
本学科十分注重现代农业机械新理论的研究,注重将智能化、数字化控制技术应用到农业机械的设计中,注重科研成果向生产力的转化工作。近年来,在小麦、玉米等收获机械方面的研究成果已转化为多项新产品,并被多家企业采用,为企业创造了上亿元的经济效益。 机械原理与机械设计实验室面积约800平方米,设有机械零件陈列室,机械原理陈列室,机构陈列室,电测室,齿轮及机械效率实验室,带传动及滑动轴承实验室,动平衡实验室,机构测绘室,减速器拆装室,齿轮模拟加工及齿轮测量实验室、机构创新设计室等。
本实验室担负着全院机械设计基础课的实验教学工作。实验室丰富详实、种类齐全的机械零件及大型机构陈列室全国闻名;在过去实验室投资较少的情况下,自制了很多较高水平的实验设备,完成了多项实验开发基金项目,较早地实现了实验测试过程的微机化,多次受到国家教委、河南省教委及学校的表彰。
为了适应21世纪教育改革的需要,学校利用银行贷款对实验室加大投资力度,对实验室进行改造、充实、调整,加强实验的综合性、设计性和创新性,使实验设备具有较高的机电一体化和微机化水平,将原来单一的、定性、验证性实验改变成定量的、具有设计性和创新性的综合性实验,使综合性和创新性实验数量达到90%。
实验室实行开放管理,使得实验设备得到充分利用,配合教学,为学生提供一个高质量高水平的、方便并具有吸引力的辅助教学实验场所,激发学生的学习兴趣,开阔学生视野,增强学生学习的积极性和主动性。 机械原理及机械设计教研室设立于建校初期。经过五十多年的建设与发展,目前拥有一支治学态度严谨、教学经验丰富、乐于奉献的高素质教学队伍。现有教师14人,其中教授2人,副教授6人,硕士生导师3人,讲师3人。博士2人,硕士7人,学士及本科毕业5人。2007年被命名为机械设计校级教学团队。 教研室承担全校机械类、近机械类各专业的机械原理、机械设计、机械设计基础三门专业基础主干课程及其相应课程的实践性教学环节,还开设有机械优化设计、可靠性设计等选修课,并担负着指导机械设计及理论的硕士研究生及大学生机械创新设计竞赛活动。
机械原理、机械设计曾获得省级优秀课程称号,在近年来的教育教学质量工程建设中两课程又被命名为省级精品课程,机械设计基础为校级精品课程。
教研室以教学工作为中心,长期坚持不懈地进行课程建设和教学改革,在教学内容、教学方法、教学手段各方面都取得了一定的改革成果。“建立全方位的机械设计课程质量保证系统”获得国家教学成果二等奖,“面向21世纪机械类专业主干技术基础课程教学内容和体系的改革与实践”获河南科技大学教学成果特等奖,“机械原理CAI课件”获河南省现代教育技术成果二等奖,“机械设计CAI课件” 获河南省现代教育技术成果三等奖,“机械设计基础CAI课件”获河南科技大学课件比赛一等奖。完成了河南省新世纪网络课程建设工程项目——机械设计网络课程建设和机械原理网络课程建设。近10年来共完成各级教学研究课题10余项,发表教研论文20余篇。主编《机械原理》教材、《机械原理作业集》、《现代设计方法》各一部,副主编国家“十一五”规划教材《机械设计》一部,参编教材10部。
教研室组织和鼓励全体教师积极参与各种学科研究工作,以提高自身业务水平。在机器人理论、优化设计、可靠性设计、摩擦学、齿轮强度、轴承等方向进行了探索性研究,初步形成了相对固定的学术方向。近10年来共主持和参加科研课题30余项。获省政府颁发的科技进步二等奖1项,三等奖1项,获市政府颁发的科技进步二等奖1项;发表论文60余篇。 指导学生机械创新设计活动,在各类竞赛中获奖近20项。
8. 材料化学工程国家重点实验室(南京工业大学)的科研领域
实验室面向国家重大需求和国际学术前沿,以建设材料化学工程领域高水平的科学研究、人才培养和学术交流基地为目标,围绕“用化学工程的理论与方法指导材料制备与加工过程”、“发展以新材料为基础的化工单元技术与理论”的学术思路,开展创新性应用基础研究,致力于解决制约我国过程工业可持续发展的能源、资源和环境等瓶颈问题,构建化学工程与材料学科交叉研究的平台。
研究方向一:材料结构与传递现象
研究思路是通过分子模拟手段和必要的实验研究,在多尺度范围内揭示材料结构、性能与制备的关系,并对过程设计、生产加工的流程进行模拟,构建材料化学工程的理论基础。在研究方向的选择上,研究材料的分子设计,通过模拟和实验研究揭示材料的结构-性能关系,从而实现根据最终产品的性能要求裁剪、构筑材料的分子结构的目的;通过研究材料微结构传递和反应物质与材料的相互作用规律以及这种作用规律与宏观环境的变化关系,描述微结构中的传递现象,建立材料的功能与微结构的定量关系;通过对材料微观/介观尺度下存在的基本规律进行研究,获得材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程和机理,从而提供材料技术应用的理论依据,为新材料的制备与应用提供理论基础;对材料制备及应用中所涉及的与流体流动相关的各种宏观现象进行计算流体力学模拟,为材料制备和应用的工艺流程提供改造设计与创新设计。拟开展如下研究工作:
1)材料的分子设计研究
运用分子模拟、分子组装等技术开展新材料分子及表面结构设计与构筑研究,包括对微/纳米材料、无机/有机聚合物基杂化材料等的分子及表面结构进行设计与构筑,揭示材料结构-性能的关系,为材料的制备与应用提供理论基础。主要包括研究微/纳米材料可控制备新技术及相关科学基础理论,从量子、化学热力学及结晶动力学的角度,研究纳米材料的形成机理及微结构控制规律,建立材料制备加工过程-材料形态结构-材料应用性能之间的关系;研究微/纳米材料的表面修饰与构筑即微/纳米粒子的表面改性、微/纳米粒子表面与表面改性剂相互作用,改善微/纳米粒子表面的可润湿性,增强微/纳米粒子在介质中的分散性和相容性,特别研究具有超亲水、超疏水表面的微/纳米材料及其具有功能化生长的功能化微/纳米材料;针对有机-无机杂化材料制备与加工,研究无机材料表面改性机理及表面结构控制,以及与有机单体原位聚合、杂化过程机理,通过无机材料的表面设计和表面处理控制无机/聚合物复合材料的界面结构和行为,得到多种性能优良的多元多尺度复合材料,提高纳米杂化复合高分子材料的加工性能,探索其特异的光电等特异性能。
2)材料界面分子传递现象研究
通过分子模拟技术、密度泛函理论、逾渗理论等手段,研究材料微结构传递和反应的物质与材料的相互作用规律、以及这种作用规律与宏观环境的变化关系,描述微结构中的传递行为,建立材料功能与微结构的定量关系,实现面向应用需求来设计材料微结构的目标。主要包括通过分子模拟从分子层面来研究材料化学工程,如膜科学、介孔材料、燃料电池产氢等的共性科学问题,包括流体在非均一表面和受限条件下的结构与动态性质,探索微传递与微扩散机理并建立相应的热力学模型;研究纳米尺度多孔材料中的受限行为的研究,多孔材料包括:碳材料(活性炭),分子筛,多孔硅胶,纳米管,以及low-k和High-k多孔微电子介电材料等,研究流体物质与固体表面的相互作用,以及基于分子模拟研究流体混合物在多孔膜中的扩散和渗透,为建立表观理论模型和设计新型功能性材料提供机理上的指导;将材料学的理论与方法引入经典的传质理论中,构建膜过程传质结构模型,建立多孔陶瓷膜的分离性能与其微结构之间的关系模型,建立膜面滤饼形成的动力学模型,描述膜分离机理,实现面向应用过程的膜材料微结构设计的目的。
3)材料的多尺度模拟及耦合研究
由于材料微结构及其演化在空间和时间分布范围很大,需要采用不同尺度下的模拟以获得材料性能的完整表征和正确预测。通过采用量化计算、分子模拟以及介观模拟等方法,对材料微观/介观尺度下存在的基本规律进行研究,揭示材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程和机理,获得材料在宏观上体现的性能,从而提供材料技术应用的理论依据,为新材料的制备与应用提供理论基础。同时,针对材料制备及应用过程中所涉及的化学工程“三传一反”各种宏观现象进行CFD(计算流体力学)模拟,为材料制备和应用的工艺流程的改造或创新设计奠定基础。主要包括基于分子模拟研究大尺度分子在不同溶剂中的相行为和自组装,并在统计力学的基础上建立描述聚合物和表面活性剂相行为的状态方程,研究溶质的存在对表面活性剂相行为和的影响,以及溶质在胶束条件下的传递行为和动力学行为;以CFD技术的理论模型和各种工程应用为研究对象,理论模型的研究内容主要是指除CFD技术自带一些通用模型之外的可以运用于特殊使用场合的物理、化学、数学模型,如各类反应模型、气泡流模型、流化床模型、特殊的传热模型等。应用研究主要是针对无机非金属材料行业的燃烧系统(如水泥回转窑、碳酸锶、碳酸钡、铬盐煅、磁粉、玻璃、陶瓷窑炉能的优化设计、优化操作、节能降耗等;及石油化工加热炉-油气混烧、重整与催化剂再生等过程自动化控制和最最优调节与操作等。高分子聚合反应器中聚合速率、粘性特性及反应装置的优化设计。
研究方向二:材料制备的化学工程方法
基本研究思路是利用化学工程学科的理论及方法指导材料的设计与制备,通过对材料生产过程进行系统的化学工程研究,同时发展若干重要新材料的设计与制备方法,奠定新材料产业形成的理论与技术基础。在研究方向的选择上,依据国家重大需求和本实验室的优势研究方向,重点发展生物基高分子材料制备技术,以缓解大宗原材料和重要化学品生产对矿石资源的高度依赖;重点发展水泥生产的绿色制备技术,提供其循环经济的理论基础;建立面向应用过程的无机膜材料设计方法,通过对无机膜材料的功能-结构-制备关系的理论研究,揭示宏观使用性能与材料微结构的定量关系以及材料的微结构形成机理与控制规律,从而建立面向应用过程的陶瓷膜材料设计与制备的理论框架。拟开展如下研究工作:
1)生物基材料研究
以国家石油替代战略目标为导向,研究生物质为原料的大宗高分子基础原材料的制备技术,缓解材料工业对矿石资源过分依赖的局面。用生物化学的理论揭示生物高分子及单体的合成机理、生物高分子性能和工艺参数控制的关系。用现代化学工程手段,解决生物材料制备过程中的若干关键问题,使我国的生物基材料制备技术达到国际先进水平。主要包括:生物催化剂筛选和改造,面向生物材料单体和高聚物制备所需,开展微生物或酶发现的理论和方法学研究,建立和完善生物催化剂的改造方法学,搭建离子束、激光、化学诱变剂常用诱变技术平台,能够在更快时间内,开发出性能更好、更经济的适用生物材料制备的微生物菌种。建立合理分子设计,定向进化改良微生物的方法,在离子束生物技术与分子生物学结合改造微生物方面形成特色,在变种库构建和高通量筛选方法上实现突破。围绕几个大宗聚合物单体制备所需,开展微生物菌种筛选和改造研究,包括聚乳酸单体L-和D-乳酸;被誉为“21世纪大型纤维”PTT生产的关键单体1,3-丙二醇;聚氨基酸单体L-和D-氨基酸,如L-精氨酸,L-丙氨酸及丙酸生产菌种研究。筛选和改造适用于制备聚谷氨酸、聚赖氨酸等聚酰胺类生物高分子和威兰胶多糖类高分子用的生物催化剂;生物高分子材料的生物催化过程:研究生物转化生产单体和高聚物的代谢机理,以生物高分子聚谷氨酸合成代谢途径为研究对象,应用近年来研究相当活跃的同位素示踪分析和代谢工程理论和技术,分析生物代谢途径和网络,阐明生物聚合的关键酶和限速步骤,在此基础上采用分子生物学手段强化代谢中心流,敲除副产物代谢旁路,使微生物菌种朝着聚谷氨酸合成的方向进行代谢,达到超量合成聚谷氨酸的目的。研究单体和高聚物的生物转化过程中调控和优化问题。拟重点研究丁二酸的高密度发酵,放大生产的影响因素,探索生物路线生产丙酸的技术。研究细胞的固定化技术以提高丙酸生产菌种的稳定性和催化活力,综合考虑副产物维生素B12的联产和回收问题,实现丙酸生产过程的利益最大化,并设计反应与分离耦合装置,实现丙酸的连续生产;生物高分子材料的催化合成:生物基平台化合物脱水催化工程的应用技术研究,以生物乙烯及生物基丙烯酸为研究体系,探索以生物发酵得到的生物小分子为原料,通过化学法脱水制得大宗化学品,提高催化剂反应选择性及使用寿命,并通过一系列表征手段探索其改性及反应机理;建立完整的工业催化剂性能评价体系,并进行生物发酵过程与催化脱水工艺过程耦合一体化研究,建立中试规模工艺和装备,进而完成对该工艺的技术经济指标评价,为工业规模化生产提供工业化装备的设计、制造和优化技术。
2)无机膜材料研究
我国过程工业中,资源利用率低、能源消耗高、环境污染严重等问题大都与分离过程中的高能耗和低效率有密切关系,而无机膜材料是解决分离过程中这些问题的有效途径之一。对无机膜材料的设计、制备与应用进行系统的研究,在理论上建立面向应用过程的膜材料设计与制备的理论框架,在方法上建立我国膜材料的设计技术平台和指标评价体系,在技术上解决若干对国民经济有重要影响的特种膜材料的微结构控制和膜形成的关键问题,使得我国无机膜材料制备技术达到国际先进技术水平,为我国无机膜领域的跨越式发展和在国家重大工程中的应用提供基础。主要包括多孔陶瓷膜制备方法与微观结构的关系研究,建立粒子堆积孔径及孔隙率与原料粒子粒径分布之间的关系方程,在理论上揭示膜形成过程中孔道的空间结构变化规律,对膜在多孔载体上热处理过程中颗粒的一维受限变化行为与烧结制度间的关系进行研究,建立多孔载体上薄膜热处理过程中“一维受限烧结机理”,对多孔陶瓷膜中物质传递机理和流体力学进行研究,研究设计结构更加合理的大型陶瓷膜元件,基于掺杂理论,从材料学角度对膜表面性质进行剖析,研究掺杂对膜材料微结构及表面性质的影响,关联膜材料微结构及表面性质与掺杂控制条件的关系,从而获得高性能的陶瓷膜材料;致密金属膜的设计制备与氢气分离集成过程研究,在前期光催化沉积制备钯膜的专利技术基础上,研究开发新型超薄金属合金膜制备方法,通过光催化沉积制备完整致密的金属透氢膜,研究超薄化金属膜的耐久性;混合导体膜材料的设计、制备及应用,研制新的高氧通量、高稳定性的具有自主知识产权的透氧膜材料、继续开展将CO2热分解和CH4部分氧化制合成气耦合在一个致密透氧膜反应器中的膜反应过程,研究反应过程中膜材料结构的演变规律,研制高效、稳定的二氧化碳分解催化剂、制备支撑体和膜层不同种材料的片式/管式担载型混合导体透氧膜,并建立担载型致密透氧膜透氧机理的数学模型、制备中空纤维混合导体致密透氧膜,建立CH4部分氧化制合成气的膜反应器样机、研究膜反应器的设计和管式膜反应器的高温密封材料和技术;有机/陶瓷复合膜的设计、制备及应用,重点开发高性能复合PDMS/陶瓷透醇膜材料及有机/陶瓷复合透水膜,突破复合膜放大制备技术及膜元件、组件以及成套装置工程化放大过程中的若干关键问题,预期形成规模化制备改性PDMS/陶瓷透醇膜的制备技术、渗透汽化膜组件的工业设计技术,以及与膜组件相匹配的成套装备,建立透水、透醇膜一体化测试平台;分子筛膜的制备及其在有机物混合体系中的分离研究,研究支撑体制备技术,分析多孔支撑体微观结构对分子筛晶体成长的影响,从而实现对不同种类的膜进行相对应的支撑体设计与制备;研究分子筛晶体生长机理,建立分子筛膜晶体成长过程与制备控制参数之间的关系;重点研究NaA型分子筛膜的规模制备,并以乙醇/水体系为重点,进行NaA分子筛膜渗透汽化工业装置的研制,达到工业应用的水平。
3)胶凝材料研究
针对我国水泥生产资源消耗量大但有效利用率低下问题,本方向吸纳化学工程理论,通过对水泥制备中机理问题及熟料体系研究,突破传统的硅酸盐水泥熟料矿相体系,提高水泥熟料胶凝性,改善传统水泥制造工艺。本方向的研究可以在我国建立强度与耐久性兼优的高性能水泥材料新体系,实现水泥和水泥基材料的高性能化和生态化。主要包括对高C3S熟料的C3S最佳含量、矿物相匹配和掺杂物质的作用进行研究,制备出高C3S熟料。研究掺杂C3S调制结构,建立与水化活性的关系;研究高C3S熟料、表面活化的天然辅助性胶凝材料和石膏的优化复合来制备高性能水泥,并得到转化应用;基于水泥低水灰比的实际应用和高性能化来开展水泥浆体的组成和结构研究,建立水泥浆体结构模型;针对有害离子侵蚀环境和碱集料反应典型工程应用开展高性能水泥基材料耐久机理研究,建立寿命预测模型,提出高耐久水泥基材料的设计原理。
研究方向三:材料的化学工程应用基本研究
思路是紧密围绕国家中长期科学与技术发展规划,面向缓解过程工业的资源、能源和环境瓶颈问题的重大需求,以开发的新型材料为基础,研究新型分离技术、新反应技术以及过程集成技术,形成具有自主知识产权、对国民经济有重大影响的标志性成果,实现理论研究对国民经济和社会发展的直接贡献。在方向选择上,围绕节能减排的具体目标,重点发展以膜材料、吸附等新材料为基础的新型分离技术;以生物材料、膜材料、催化材料等新材料为基础的新型反应技术;以新材料为基础的过程集成技术及相关的基础研究,主要集中在反应-膜分离耦合、膜催化反应器、微化工反应过程等集成技术的应用基础研究。拟开展如下研究工作:
1)基于材料的分离过程研究
发展以新材料为基础的新型分离技术,具有节约能源的特征。本实验室以新材料如膜材料、新型吸附材料等为基础发展起来的新型分离技术,如膜分离、吸附分离等,在分离过程中一般不产生相的变化,因此具有节约能源的特征,发展十分迅速,成为分离领域的主要发展方向。主要包括基于膜材料,开展膜法污水处理技术研究及工程应用研究,在钢铁等行业实现规模应用,重点研究污水中污染物成分对膜和膜污染过程的影响及机理、膜的有机和生物污染模型的建立、性能优越的新型分离膜材料(尤其是抗污染膜)的设计与开发、新型膜组件的开发、膜组件清洗技术开发等;提出采用透醇膜渗透汽化过程与乙醇发酵过程相耦合的膜生物反应器集成过程,并与透水膜渗透汽化流程相结合,形成连续制备无水乙醇的新工艺;膜分离技术与生物质衍生物水相重整制氢耦合研究,开发出小型生物质制氢装置,推动氢能源的普及应用,并有针对性地对膜法氢分离金属膜材料和制氢与膜分离集成过程展开研究,在膜组件装配、高温密封技术、制氢与膜分离集成方式以及操作工艺等对分离效率及膜的稳定性影响等方面开展工作,为透氢金属膜的评价和使用提供测试分析平台,为氢能源的工业化应用提供技术和理论基础;基于新型吸附材料,对吸附分离过程进行研究,进一步探明多孔吸附材料微结构和表面化学性质对吸附性能影响规律,针对常规吸附剂无法分离的体系,开发出具有自主知识产权、技术性能国内外领先的新型吸附剂和吸附过程并实现工业化,为气体能源储存、大气污染治理等提供技术支撑;面向传统产业提升气体净化技术水平,推广应用新型吸附分离过程,推动吸附过程的工业应用。
2)基于材料的反应过程研究
以新材料为基础的反应技术正在改变着化工与石油化工的面貌,发展以新材料为基础的反应技术,具有绿色、高效等特征。本实验室以新材料如生物材料、膜材料、催化材料等为基础发展起来的新型反应技术,对传统的反应过程的技术进步具有重要的促进作用。主要包括基于生物材料的反应过程研究,开展丙交酯的开环聚合研究,设计并合成新型开环聚合引发剂/催化剂,研究引发剂的结构与功能关系,以期获得高效引发剂,在较短时间完成丙交酯聚合并达到较高分子量,用一步聚合代替现有的两步法聚合;以发酵得到的丁二酸为原料,开展生物可降解材料PBS及其共聚、共混材料的合成研究;基于环境友好催化材料的催化反应过程研究,通过分析催化过程对催化材料的结构和组成的要求,研究基于新催化剂的催化过程研究。重点研究ZSM-5、MCM-22等沸石分子筛催化材料以及以其为活性组分的催化剂,SBA-15等介孔分子筛为载体的催化剂,杂多酸为活性组分的催化剂等;并研究以甲苯择形歧化为代表的择形催化过程,以苯的羟基化为代表的芳烃定向氧化过程,以酯化和缩合反应为代表的精细化工过程等;研究可用于清洁燃油生产、化学品绿色合成的固体强酸催化材料催化应用研究、固体强酸催化烷烃临氢异构化技术的中试研究;基于膜材料,研究固体氧化物燃料电池及新型动力电池,通过新材料的开发制备及基础研究,实现以直接碳氢化合物为燃料的低温固体氧化物燃料电池技术,千瓦级的管式燃料电池技术;前端聚合反应工程,研究内容包括前端聚合反应的化学反应动力学、化学反应热力学、化工传递过程规律。特别研究反应热量的产生和传递等因素及分歧参数对聚合物前端运动形式的影响,找出热传递和对流传导对前端不稳定性影响的关键因素以及影响前端聚合反应工艺的诸因素,建立其动力学方程。
3)基于材料的反应分离耦合过程研究
开展以新材料为基础的过程集成技术及相关的基础研究,可以提高生产效率,使单位产品能耗更低、资源利用率更高、“三废”更少。本实验室主要通过对反应-膜分离耦合、膜催化反应器、微化工反应过程等集成技术的研究,形成特色与优势研究方向,服务于国民经济建设。主要包括反应-膜分离耦合过程,以提高传统反应过程的资源利用率为目标,开展反应-膜分离耦合过程的基础与应用研究,主要研究内容是反应过程与膜分离过程的匹配关系、耦合过程的流体力学、反应动力学、耦合过程的模型化、耦合过程中膜结构演变规律以及膜污染与再生、耦合过程中膜组件的大型化、标准化设计以及在线清洗技术,预期形成自主知识产权的反应-膜分离耦合技术,建立万吨级的反应-膜分离耦合示范装置;微反应过程研究,利用新型的微反应器开发新的纳米颗粒合成与反应过程新工艺,特别是针对强吸热和防热反应、两相互不相溶体系、传质控制的反应等开展研究工作,以期开发新的快速安全高效的微反应过程,以新型的节段流形式连续合成纳米无机材料和沸石分子筛,达到连续快速尺寸可控的纳米材料合成新技术。