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近年來室內(nèi)空氣污染問題嚴重影響人民健康，空氣凈化器逐漸成為新的家庭必備電器。由于凈化器采用的濾料多為一次性玻纖材料，更換頻繁，維護費用高，并且阻力大，能耗高，制約健康空氣凈化技術的普及和推廣。而靜電吸附材料利用靜電吸附原理，能夠高效吸附PM2.5顆粒，吹風清洗后可以重復使用，已經(jīng)在工業(yè)中廣泛應用。由于該技術必須使污染空氣與負離子預先混合充分，負離子發(fā)生器與吸附材料之間必須保持充分的緩沖距離，否則靜電吸附材料無法工作，從而使得該技術無法在小型凈化器得到很好的應用。本項目計劃以靜電吸附材料為研究對象，利用空氣動力學原理，采用計算機模擬與實驗測試相結(jié)合的方法，開發(fā)短流程負離子與空氣預混合技術。該技術主要目標是在1~5cm短流程內(nèi)解決點源顆粒與面源氣體混合均勻性問題，從而有效解決靜電吸附材料對混合流程長度的依賴性。通過本項目，一方面，在實際應用中能夠?qū)㈧o電材料替代傳統(tǒng)玻纖過濾材料，降低空氣凈化器使用成本；另一方面，該技術也能夠在工業(yè)氣體治理領域得到有效的拓展，例如短距離氣體均勻混合能夠有效減小工業(yè)氣體混合設備尺寸，從而降低設備制造成本，進一步提升本項目研發(fā)技術的市場推廣價值。 課題組經(jīng)過幾年在空氣污染物研究和發(fā)展，已經(jīng)具備在此方面開展研究的物質(zhì)條件和軟件條件。課題組曾搭建空氣污染物過濾實驗臺，對負離子混合與靜電吸附過濾材料性能進行了詳細測試，如下圖1-6所示。同時，課題組已經(jīng)擁有測試PM2.5、風速等基本儀器，如圖7-9所示，能夠?qū)諝庵蟹蹓m進行精確測量。在與企業(yè)合作的過程中，也培養(yǎng)了一批能夠進行技術研發(fā)的研究生隊伍。由此可見，以上條件對本項目的順利實施提供了良好的科研條件。 1、 項目的主要內(nèi)容、創(chuàng)新點、技術水平1) 主要內(nèi)容 n 在現(xiàn)有的凈化器結(jié)構(gòu)基礎上，數(shù)值模擬分析污染空氣流動形式，粉塵顆粒流動路徑等等，為負離子與空氣混合提供基礎數(shù)據(jù)。 n 在數(shù)值模擬的基礎上，設計新型流道結(jié)構(gòu)，搭建實驗臺，測試分析流道對氣體流動的影響。 n 實驗以及數(shù)值分析不同流速情況下，氣體混合情況，尤其是負離子混合不均勻性以及不同風速下的測試PM2.5的局部過濾效率。 n 對現(xiàn)有凈化器提出改進方案，制作負離子混合樣機，試驗測試凈化效率。 n 開發(fā)新型凈化器，提高單位體積空氣凈化效率。2) 創(chuàng)新點 n 目前在空氣凈化器方面關于污染氣體與負離子短流程混合研究的還未見報導，本項目涉及的工作內(nèi)容及技術尚未得到深入研究和開發(fā)； n 利用數(shù)值模擬技術對不同結(jié)構(gòu)的過濾器內(nèi)部氣體混合流動進行分析，獲得凈化器內(nèi)部氣體過濾機理，并以此進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在空氣凈化技術研發(fā)方法方面有創(chuàng)新性。3) 技術水平 n 由于技術難度大，目前市場上仍未有負離子加靜電吸附的凈化產(chǎn)品，本項目是首次在實踐中將用于工業(yè)的靜電吸附材料用于民用凈化器； n 利用靜電吸附原理提高PM2.5吸附效率的同時，阻力比傳統(tǒng)玻纖過濾材料的更低，噪音更小，壽命更長，項目研制的技術含量相當高； n 本項目開發(fā)的技術也可以用于工業(yè)領域，技術應用范圍廣。

隨著塑料、橡膠加工工業(yè)的發(fā)展，對于混煉設備的要求越來越高。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術是在密煉機基礎上發(fā)展的一種新型高分子材料的混煉方法。其核心設備——雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機，除了具有密煉機優(yōu)異的剪切混合和分布混合特性外，還具有雙螺桿擠出機連續(xù)工作的特性，在節(jié)能和環(huán)保方面具有獨特的優(yōu)勢。華東理工大學的相關課題組經(jīng)過近十年的研究，開發(fā)出了具有自我知識產(chǎn)權(quán)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉造粒機，已經(jīng)通過了教育部、江蘇省科技廳、中國石化集團公司組織的技術鑒定，獲國家機械工業(yè)聯(lián)合會、江蘇省科學技術進步獎。采用該技術開發(fā)的高濃縮炭黑母粒連續(xù)混煉造粒生產(chǎn)線和高壓電纜屏蔽料連續(xù)混煉造粒生產(chǎn)線已經(jīng)被成功地應用于PE80、PE100高壓水管料專用高濃縮母粒生產(chǎn)、含量為50%的高濃縮高檔碳黑母粒、導電纖維母粒和高壓電纜屏蔽料的生產(chǎn)。生產(chǎn)線采用計算機集成控制，水下造粒等先進的技術手段，解決了相關產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的碳黑排放污染環(huán)境的問題，實現(xiàn)了生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化，單位產(chǎn)品能耗是常規(guī)方法的1/2～2/3，實現(xiàn)了相關產(chǎn)品的高效、節(jié)能、環(huán)保化生產(chǎn)。項目的創(chuàng)新點在于開發(fā)了一種獨創(chuàng)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機轉(zhuǎn)子構(gòu)型和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉工藝，解決了高填充混合和導電高分子材料的混煉過程中對剪切混合和分布混合的綜合要求高，開辟了一種新的高濃縮、高填充母料和導電高分子材料的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝。

在石油、化工、冶金、熱能動力等工程領域中，管殼式換熱器被廣泛地用于物料的蒸發(fā)、冷凝、加熱及冷卻等過程。傳熱效率低、體積大、操作費用高是普通管殼式換熱器普遍存在的缺點。 華東理工大學機械與動力工程學院化工機械研究所受中國石化揚子石油化工股份有限公司的委托, 對揚子公司催化、芳烴、乙烯裝置中的1978臺換熱設備進行性能標定、評定與高效化改進研究。在廣泛調(diào)研的基礎上從各類設備中發(fā)現(xiàn)90多臺換熱效果差，能耗大的換熱設備。根據(jù)工藝條件和傳熱方式，對部分設備采用改善內(nèi)部殼程結(jié)構(gòu)和采用強化傳熱管的方法，進行高效化改造。對換熱設備的管外采用桿式支撐等縱向流形式，或采用螺旋折流板支撐的螺旋流形式來替代傳統(tǒng)的弓形擋板結(jié)構(gòu)；換熱管則根據(jù)不同的傳熱形式采用經(jīng)多年自主研發(fā)或經(jīng)測試性能優(yōu)良的多孔表面管、波紋管或螺旋槽管等高效特型換熱管，二者結(jié)合形成復合強化傳熱的結(jié)構(gòu)。

隨著電子設備的日趨微型化、高頻化及高密度集成化，設備內(nèi)部的傳導干擾和電磁輻射干擾等問題尤為突出，引發(fā)出的一系列電磁兼容和設備可靠性問題亟待解決。采用寬帶輕質(zhì)高效吸波材料是解決電磁兼容的必由之路。

隨著塑料、橡膠加工工業(yè)的發(fā)展，對于混煉設備的要求越來越高。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術是 在密煉機基礎上發(fā)展的一種新的高分子材料混煉方法。其核心設備——雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機，除 了具有密煉機優(yōu)異的剪切混合和分布混合特性以外，還具有雙螺桿擠出機連續(xù)工作的特性，在 節(jié)能和環(huán)保方面具有獨特的優(yōu)勢。華東理工大學的相關課題組歷時近十年的研究，開發(fā)出了具 有自我知識產(chǎn)權(quán)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉造粒機，已經(jīng)分別通過了教育部、江 蘇省科技廳、中國石化集團公司組織的技術鑒定。 該技術已經(jīng)被成功地應用于PE80、PE100高壓水管專用高濃縮母粒生產(chǎn)、含量為50%的高 濃縮高檔碳黑母粒、導電纖維母粒和中高壓電纜屏蔽料的生產(chǎn)。生產(chǎn)線采用計算機集成控制， 水下造粒等先進的技術手段，解決了相關產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的碳黑排放污染環(huán)境的問題，實現(xiàn)了 生產(chǎn)的連續(xù)化、自動化，單位產(chǎn)品能耗是常規(guī)方法的1/2~2/3，粉塵排放下降了95%，實現(xiàn)了 相關產(chǎn)品的高效、節(jié)能、環(huán)保化生產(chǎn)，用工成本下降了50%。 項目的創(chuàng)新點在于開發(fā)了一種獨創(chuàng)的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機轉(zhuǎn)子構(gòu)型和雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉工藝， 解決了高填充混合和導電高分子材料的混煉過程中對剪切混合和分布混合的綜合要求高，開辟 了一種新的高濃縮、高填充母料和導電高分子材料的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝。

　Al-Ti-C是繼Al-Ti-B 之后的新一代高效細化劑。通過對反應動力學的長期研究，達到了對Al+Ti+C+X（X是微量添加元素）反應過程的有效控制，成功地制備出了 Al-Ti-C-X高效復合細化劑，可廣泛用于純鋁和各種鋁合金，其晶粒細化效果達到或超過國外進口的Al-Ti-B 細化劑水平，而成本卻低于國外進口的Al-Ti-B細化劑，是理想的新一代鋁合金晶粒細化劑。 　　其形狀可以根據(jù)需要制成塊狀或適合于連續(xù)喂絲添加用的盤條，能滿足工業(yè)化生產(chǎn)和應用的需要。

針對鈦合金、高溫合金、樹脂基/陶瓷基/金屬基復合材料等航天裝備用難加工材料及其復雜構(gòu)件磨削加工效率低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具壽命短、加工成本高的技術瓶頸難題，長期開展了單層釬焊金剛石與立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪高效磨削技術研究。 創(chuàng)新成果 單層釬焊金剛石與CBN超硬磨料砂輪通過釬焊方法實現(xiàn)砂輪對超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持強度高、有序排布、鋒利度高、壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢，突破了常規(guī)超硬磨料砂輪主要通過電鍍、燒結(jié)等機械界面作用把持磨粒、強度低，導致重負荷工況下磨粒易脫落、砂輪壽命短、鋒利度差。通過開發(fā)釬焊砂輪與磨削工藝的匹配技術，實現(xiàn)了航天裝備難加工材料及構(gòu)件的高效高品質(zhì)加工。

蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶、干燥等是化工、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等多個行業(yè)最為普遍采用的工藝過程之一，眾多企業(yè)花費在蒸發(fā)、干燥環(huán)節(jié)的成本占到總成本的50%以上，均迫切需要尋找一種高效節(jié)能的蒸發(fā)技術。 MVR是國際上最先進的蒸發(fā)技術，是替代傳統(tǒng)蒸發(fā)器的升級換代產(chǎn)品。該項技術一直被北美和歐洲等一些發(fā)達國家掌握。 技術特征 MVR系統(tǒng)是一項高效節(jié)能的技術，較常規(guī)的單效蒸發(fā)設備而言，可節(jié)省標準煤85％以上，比三效蒸發(fā)技術節(jié)能65%以上。

柴油機的燃燒以擴散燃燒為主，其燃燒速率決定于混合氣形成快慢。大連理工大學隆武強教授團隊發(fā)明了雙層分流燃燒室和高擾動噴油嘴，結(jié)合缸內(nèi)氣體流動控制，有效地改善噴射油束的霧化效果和空間分布，從而提高燃油與空氣混合的速度和均勻度，形成完整的柴油機高效清潔燃燒技術。 雙層分流燃燒室如圖 1所示，燃燒室的活塞頂面開口直徑大、凹坑深度淺、唇口突出且位置靠下，使燃油在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生分層流動與燃燒，加快油氣混合速率，提高空間利用率。可降低油耗4%左右。 高擾動噴嘴如圖 2所示，每組噴孔由兩個子噴孔組成，呈“V”字形，子噴孔內(nèi)的燃油在噴油嘴內(nèi)部交匯。高擾動噴油嘴兩個子噴孔內(nèi)的流動匯聚時產(chǎn)生強烈的動量交換，即擾動，這個過程將一部分平均流動能轉(zhuǎn)化為湍流動能，而湍流動能的急劇增加可以有效地增加霧化質(zhì)量。如圖 3所示，高擾動噴油嘴液相噴霧貫穿距受環(huán)境溫度影響更大，蒸發(fā)速率更快，這種提高蒸發(fā)速率減小液相貫穿距的效果與提高噴射壓力的作用相同。高擾動噴嘴能強化液體燃料破碎，控制噴霧貫穿距，提高燃油經(jīng)濟性、降低NOx及Soot排放。 高效清潔燃燒技術獲得多項國內(nèi)外發(fā)明專利（美國發(fā)明專利-US10662866B2，美國發(fā)明專利-US10563569B2，日本發(fā)明專利-特許第6527875號，中國發(fā)明專利-ZL201210152367.6，中國發(fā)明專利-ZL201410061414.5，中國發(fā)明專利-ZL200810012342.X，中國發(fā)明專利-ZL03143790.7，中國發(fā)明專利-ZL03143789.3，中國發(fā)明專利-ZL200410097761.X，中國發(fā)明專利-ZL201110428301.0），與國內(nèi)外多家柴油機廠商合作，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

癌癥、冠心病、糖尿病等疾病嚴重威脅人類健康。世界衛(wèi)生組織的2008最致命疾病分析報告，到2010年，癌癥將取代心臟病成為最大殺手。到2030年，每年的癌癥新發(fā)病患者將達到2700萬，死亡達1700萬。與激素代謝相關的癌癥乳腺癌、前列腺癌發(fā)病率逐年增加。世界衛(wèi)生組織1990年公布的資料：美國總死亡人數(shù)中，有24.7%死于冠心病。1995年，全球1.35億糖尿病患者；而到2025年，這個數(shù)字將會達到3億；中國目前有4000萬。 而日常生活中，某些常見食品中有效成分疾病的預防及治療有顯著的作用。例如：西洋蕪荽、甘草和甘橘類水果中所含的香豆素是天然的“血液稀薄劑”，可預防血栓；十字花科蔬菜：吲哚(萊菔硫烷)可阻礙雌激素引發(fā)腫瘤生長的效用，預防乳腺癌；櫻桃、葡萄及草莓內(nèi)的鞣花酸可以使致癌物失去作用；五谷中的植酸可以使促進腫瘤生長的類固醇化合物失去作用；蘋果和葡萄柚中的可溶性纖維――果膠有助于降低于膽固醇并預防糖尿病；黃豆類食物中所含有的大豆異黃酮，能夠阻止腫瘤附近長出新的微血管。2010年美國保健品及健康食品市場總銷售額達800億美元。其中，植物來源的天然保健品約占80％的市場份額。我國植物提取物行業(yè)年出口近百億元，健康產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品可達萬億元（中糧數(shù)據(jù)）。 針對天然活性成分原料含量低，產(chǎn)品質(zhì)量要求高的問題，該課題組采取生物合成、高效分離、工程化研究的策略，高效提取或合成天然活性成分。