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近年來室內(nèi)空氣污染問題嚴(yán)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(shù)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(fēng)清洗后可以重復(fù)使用，已經(jīng)在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。由于該技術(shù)必須使污染空氣與負離子預(yù)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(shù)無法在小型凈化器得到很好的應(yīng)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(xué)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(yù)混合技術(shù)。該技術(shù)主要目標(biāo)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(yīng)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(shù)也能夠在工業(yè)氣體治理領(lǐng)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(shè)備尺寸，從而降低設(shè)備制造成本，進一步提升本項目研發(fā)技術(shù)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(fēng)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(shù)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(shù)水平1) 主要內(nèi)容 n 在現(xiàn)有的凈化器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(chǔ)數(shù)據(jù)。 n 在數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，設(shè)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(fēng)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(guān)于污染氣體與負離子短流程混合研究的還未見報導(dǎo)，本項目涉及的工作內(nèi)容及技術(shù)尚未得到深入研究和開發(fā)； n 利用數(shù)值模擬技術(shù)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(shù)研發(fā)方法方面有創(chuàng)新性。3) 技術(shù)水平 n 由于技術(shù)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(shù)含量相當(dāng)高； n 本項目開發(fā)的技術(shù)也可以用于工業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)應(yīng)用范圍廣。

隨著塑料、橡膠加工工業(yè)的發(fā)展，對于混煉設(shè)備的要求越來越高。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術(shù)是在密煉機基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型高分子材料的混煉方法。其核心設(shè)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(xué)的相關(guān)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(shù)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(shù)鑒定，獲國家機械工業(yè)聯(lián)合會、江蘇省科學(xué)技術(shù)進步獎。采用該技術(shù)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(yīng)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(dǎo)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(shù)手段，解決了相關(guān)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(guān)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(dǎo)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(dǎo)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(lǐng)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(xué)機械與動力工程學(xué)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(shè)備進行性能標(biāo)定、評定與高效化改進研究。在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上從各類設(shè)備中發(fā)現(xiàn)90多臺換熱效果差，能耗大的換熱設(shè)備。根據(jù)工藝條件和傳熱方式，對部分設(shè)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(shè)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(fù)合強化傳熱的結(jié)構(gòu)。

隨著電子設(shè)備的日趨微型化、高頻化及高密度集成化，設(shè)備內(nèi)部的傳導(dǎo)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(shè)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(shè)備的要求越來越高。雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉技術(shù)是 在密煉機基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新的高分子材料混煉方法。其核心設(shè)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(xué)的相關(guān)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(shù)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(shù)鑒定。 該技術(shù)已經(jīng)被成功地應(yīng)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(dǎo)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(shù)手段，解決了相關(guān)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(guān)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)動力學(xué)的長期研究，達到了對Al+Ti+C+X（X是微量添加元素）反應(yīng)過程的有效控制，成功地制備出了 Al-Ti-C-X高效復(fù)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(yīng)用的需要。

針對鈦合金、高溫合金、樹脂基/陶瓷基/金屬基復(fù)合材料等航天裝備用難加工材料及其復(fù)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(shù)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(shù)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(dǎo)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(shù)，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(shù)。 MVR是國際上最先進的蒸發(fā)技術(shù)，是替代傳統(tǒng)蒸發(fā)器的升級換代產(chǎn)品。該項技術(shù)一直被北美和歐洲等一些發(fā)達國家掌握。 技術(shù)特征 MVR系統(tǒng)是一項高效節(jié)能的技術(shù)，較常規(guī)的單效蒸發(fā)設(shè)備而言，可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤85％以上，比三效蒸發(fā)技術(shù)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(xué)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(shù)。 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(shù)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(yán)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(guān)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(yù)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(yù)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(yù)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(yù)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。