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能源、環境及化工等領域廣泛存在具有相變和反應的能質傳遞和轉化問題， 具有多區域、多場、傳遞與轉化等相互耦合的特點，是影響裝備性能的關鍵熱物 理問題，對提升性能至關重要。本項目針對上述領域中共性的多場耦合能質傳遞 機理反其強化和調控方法的前沿科學問題開展研究工作，取得了系列原創性研究 成果。主要發現點有： 一、 分區耦合多相傳遞可視化實驗方法及其機理與特性：創新了滯止流和通 流槽道內逸出速率及位點可控的液滴和氣泡動力學行為、變孔隙率網絡流道及其 與外部流場耦合的兩相流動、毛細阻力可調的多孔層內相變傳熱及含反應邊界的 兩相流及傳遞等可視化實驗方法。獲得了逸出液滴聚合衰減震蕩機理及規律；發 現了微孔逸出氣泡脫離后涌入和界面震蕩現象；揭示了具有壁面逸出氣泡的槽道 內兩相流規律；闡明了具有微孔層和結構缺陷的氣體擴散層內兩相分布特征；厘 清了反向式毛細蒸發器多孔層內相分布規律反其對相變傳熱的影響機理；揭示了 燃料電池內兩相流動和傳輸以及電化學反應的相互作用規律，獲得了流道水淹與 壓降之間的定量關系及膜電極表面溫度分布特性。 二、 多元多相分區耦合能質傳遞及轉化理論模型：建立了多場耦合固體基質 表面細胞吸附成膜理論模型，揭示了生物膜結構與能質傳遞及產氫/產電性能的 相互關系；建立了含生化反應的多孔填料床內多相能質傳遞的毛細管模型和多相 混合模型，闡明了流動和傳輸與生化反應的耦合特性，為固定化細胞生物反應器 性能預測提供了方法；建立了毛細結構材料內分區耦合相變傳熱理論模型，為反 向式毛細蒸發器和微槽膜狀凝結換熱提供了理論計算方法；提出燃料電池兩相傳 輸三維孔隙網絡模型和氣體有效擴散系數的分形模型，首次利用V0F方法模擬 了邊壁具有逸出液滴的燃料電池流道內細觀兩相流行為，揭示了多孔擴散層與流 場板流道內兩相流的耦合關系以及流道結構和工況參數對兩相流特性的影響規 律。 三、多場耦合能質傳遞強化及調控方法：基于分區耦合強化傳熱思想，提出 了三維肋表面和螺旋扭帶組合強化傳熱新方法；通過分區流動和傳遞強化與調控, 發展了三維柱狀陣列結構陽極微流體燃料電池，顯著提升了電池性能；利用石墨 烯表面修飾，實現了多孔電極內微生物產電菌電子轉移速率和活性生物量調控和 強化；創新性利用流場/濃度場/溫度場/光場的強化和調控，結合表面修飾和彌 散光導體技術，實現微生物生化轉化全過程強化；提出了通過外接電阻控制陽極 電勢誘導和調控生物膜結構，強化了質子傳輸，大幅提升了微生物燃料電池性能。

本發明公開了一種中溫太陽能?空氣能耦合系統，包括中溫太陽能集熱裝置、空氣源熱泵機組、中溫水箱、低溫水箱、吸收式制冷機組、燃氣爐，通過三進一出換向閥和一進三出換向閥，可以切換太陽能供暖、太陽能制冷、太陽能供熱水、燃氣供暖、燃氣制冷、燃氣供熱水、空氣源熱泵制冷、空氣源熱泵供暖、空氣源熱泵供熱水等運行模式，系統結構簡單，運行成本低，穩定可靠，節能效益顯著。

煤是一種廉價的、使用量最大的、短期內無法替代的能源。隨著機械化采煤技術的普及，煤炭在開采過程中的塊煤率降低，粉煤、末煤率卻高達 40~60% 以上。粉煤與塊煤的價格相差甚遠，如不加以合理利用，會給煤炭企業帶來較大的經濟損失。西安科技大學化學與化工學院周安寧教授帶領的科研團隊針對這一現狀及粉煤熱解加工利用難題，成功開發了新型粉煤成型技術及連續式梯級熱解 - 活化耦合多聯產移動床（自有專利技術），在實現粉煤熱解加工利用的同時，多聯產蘭炭（或高附加值的活性炭）和氫氣。相關的研究成果已申請發明專利 2 項，發表論文 10 余篇。目前該成果已進入中試開發階段。

本研究成果包括巖體初始地應力場計算仿真、巖體參數選取及反分析、巖體多場耦合機理及多場耦合數值模擬、復雜巖體開挖與錨固支護計算仿真、施工爆破效應計算仿真等諸多方面,形成了較為獨特的巖體多場廣義耦合分析的科學研究體系

隨著人類對自然科學認識的不斷深入以及現代工業技術的不斷進步，特別是凝膠等軟物質的應用、鋰電池、燃料電池等技術的發展，人們逐漸認識到力熱與化學作用之間也存在著不可忽略的耦合作用。本成果完成人通過引入化學反應進度，基于非平衡態熱力學建立了一套適用于描述可變形固體材料質量傳遞、熱傳導以及化學反應耦合問題的力-熱-化連續介質理論框架，該理論適用范圍寬廣，針對包含化學反應的各演化過程有相應的耦合動力學控制方程。針對所建立力-熱-化多

本發明公開了一種具有耦合電感的多電平級聯逆變器，其中， 有 N 個逆變單元并聯，每個單相 H 橋對應一個耦合電感，N≥2，且 N 為自然數；同一個單相 H 橋逆變單元的左橋臂側的上橋臂是第一功率開關管，同一個逆變單元的左橋臂側的下橋臂是第二功率開關管，同 一個單相 H 橋單元的右橋臂側的上橋臂是第三功率開關管，同一個單 相 H 橋單元的右橋臂的下橋臂是第四功率開關管，第一功率管、第二 功率管、第三功率管和第四功率管均為絕緣柵雙極性晶體管 IGBT；N 個耦合電感以循環對稱的結構連接。本發明在無需復雜

成果簡介： 本項目提出了多種可再生能源（輔助化石能源）耦合互補形成能源微網系統的新思路，實現能量的梯級、互補利用，降低用能成本，提高運行效率和可靠性。 根據《國家發展改革委、國家能源局推薦多能互補集成優化示范工程建設的意

其他成果/n一種基于分布式多線圈耦合的無線充電裝置，包括發射模塊和接收模塊，發射模塊包括設置在管狀塑料圓筒內的多個發射線圈組、發射端頻率調節模塊；多個發射線圈組沿管狀塑料圓筒軸向每間隔一定距離L布置一組，每個發射線圈組由六個發射線圈沿管狀塑料圓筒的圓周平面間隔60°均勻分布，發射端頻率調節模塊設置于某個發射線圈組的圓周中心；接收模塊包括接收線圈、接收端頻率調節模塊、電池連接電路，通過集成封裝在一塊芯片上，芯片設置于電子產品終端內部；當接收頻率和發射頻率一致時，由所述無線充電裝置給電子產品終端的電池充電。該無線充電裝置可以集中大量的發射線圈，使充電裝置小型化和實現大功率充電應用，滿足大功率傳輸需求。

隨著工程類重載車輛向大功率方向發展，對傳動系統中防止壓力油泄漏的密封環的性能要求日益苛刻。為提高密封環的穩定性和可靠性，必須重視高速重載工況下密封接觸行為。本項目依據前期研究基礎，對密封環在不同工況階段存在的混合摩擦接觸和流體潤滑接觸兩個方面進行研究。首先對復合材料密封環摩擦行為進行跨尺度關聯，明確宏觀與微介觀尺度的材料變形、摩擦狀態、溫升之間的協同效應，深化宏觀與微介觀之間的交互模型，實現尺度間摩擦狀態的雙向預測，以獲取密封環在各尺度上的混合摩擦規律。其次依據工況條件，定量表達與預測

本發明提供一種全天候太陽能槽式集熱及電加熱耦合系統，它包括太陽能槽式集熱區、電加熱區、高溫反應區、系統控制區。通過風機驅動將凈化后冷空氣抽入到太陽能真空集熱管中，在太陽能槽式聚熱板的作用下，空氣被迅速加熱，如加熱后的空氣溫度達到高溫反應區所需溫度,則直接用于高溫反應，如加熱后空氣溫度低于高溫反應區所需溫度，則需空氣加熱機補足溫差，以此在高溫反應區形成一個恒定的中高溫溫度場。本發明的效果是此中高溫熱場可用于鹽水介觀分離和剩余污泥介觀干化等應用。本系統在太陽能槽式集熱區和電加熱區的耦合控制下能全天候提供高溫反應區所需溫度的100℃-400℃范圍的熱空氣，流量為50m3/h-600m3/h空氣熱場。