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文檔簡介
1、文檔可自由編輯打印學(xué)科代碼:E060390受理部門: 收件日期:受理編號:檢查保護(hù)(P)國家自然科學(xué)基金國家自然科學(xué)基金申申 請請 書書資助類別:國家杰出青年科學(xué)基金亞類說明:國家杰出青年科學(xué)基金 附注說明:項(xiàng)目名稱:潛熱型功能熱流體應(yīng)用中的關(guān)鍵熱物理機(jī)理問題研究申 請 者:張寅平 電話:依托單位:清華大學(xué) 通訊地址:北京清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系郵政編碼:100084 單位電話:E-mailE-mail :申報(bào)日期: 2003 年 3 月 1 日國家自然科學(xué)基金委員會您現(xiàn)在還不能填寫文檔或打印,請根據(jù)以下三個(gè)步驟操作:您現(xiàn)在還不能填寫文檔或打印,請根據(jù)以下三個(gè)步驟操作: 1)如果您是如果您是 W
2、ord2000 或以上版本用戶,請把或以上版本用戶,請把 Word 宏的安全性設(shè)為宏的安全性設(shè)為:中中 方法方法: Word 菜單菜單-工具工具-宏宏-安全性安全性-安全級安全級,設(shè)置為設(shè)置為中中 (如果您是如果您是 Word97 用戶,繼續(xù)執(zhí)行以下步驟用戶,繼續(xù)執(zhí)行以下步驟) 2)關(guān)閉本文檔,重新打開本文檔關(guān)閉本文檔,重新打開本文檔 3)點(diǎn)擊點(diǎn)擊啟用宏啟用宏按鈕,即可開始填寫本文檔或打印了按鈕,即可開始填寫本文檔或打印了文檔可自由編輯打印基本信息基本信息姓名張寅平性別男 出生年月1962 年 4 月民族漢族 學(xué)位博士 職稱教授 主要研究領(lǐng)域建筑環(huán)境與工程熱物理 電話 E-mail傳真 個(gè)人網(wǎng)
3、頁 工作單位清華大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)科學(xué)系 申申 請請 者者 信信 息息在研項(xiàng)目批準(zhǔn)號50276033,50076020,59776030名稱清華大學(xué)代 碼10008405 聯(lián)系人宿芬 E-mailkjc-依托單位信息依托單位信息電話 網(wǎng)站地址 單 位 名 稱代 碼在此錄入修改 在此錄入修改 合作單位信息合作單位信息在此錄入修改 項(xiàng)目名稱潛熱型功能熱流體應(yīng)用中的關(guān)鍵熱物理機(jī)理問題研究資助類別國家杰出青年科學(xué)基金 亞類說明國家杰出青年科學(xué)基金 附注說明 學(xué)科代碼E060390:其他 基地類別 預(yù)計(jì)研究年限2004 年 1 月 2006 年 12 月研究屬性應(yīng)用基礎(chǔ)研究 項(xiàng)項(xiàng) 目目 基基 本本 信
4、信 息息總預(yù)算經(jīng)費(fèi) 申請經(jīng)費(fèi) 摘摘 要要項(xiàng)目研究內(nèi)容和意義簡介項(xiàng)目研究內(nèi)容和意義簡介(限 400 字):弄清功能熱流體流動(dòng)、傳熱性能與穩(wěn)定性和微膠囊或乳狀液介觀結(jié)構(gòu)、囊材、添加活性劑及制備方式的關(guān)系,明晰不同相變溫度的潛熱型功能熱流體制備中的共性機(jī)理問題及關(guān)鍵工藝方法,深化對潛熱型功能熱流體非常規(guī)流動(dòng)、傳熱和熱輸運(yùn)特性的認(rèn)識,并建立刻畫這三方面特性的數(shù)學(xué)模型,探討該類材料在換熱器及暖通空調(diào)領(lǐng)域重要的應(yīng)用方式和應(yīng)用效果。本研究旨在解決束縛該類材料走向應(yīng)用的若干關(guān)鍵機(jī)理問題,對豐富和完善潛熱型固液兩相流流動(dòng)和傳熱理論,對推導(dǎo)該類材料的重要應(yīng)用有重要意義,對我國的節(jié)能和環(huán)保事業(yè)有重要意義。關(guān)關(guān) 鍵鍵
5、 詞詞(用分號分開,最多 5 個(gè))傳熱,流動(dòng),功能熱流體,固液相變,兩相流 文檔可自由編輯打印項(xiàng)目組主要項(xiàng)目組主要成成員員編號姓 名出生年月性別職 稱學(xué) 位單位名稱電話E-mail項(xiàng)目分工每年工作時(shí)間(月)1張寅平1962 年 4 月男教授博士清華大學(xué)建筑技術(shù)科學(xué)系項(xiàng)目負(fù)責(zé)人122在此錄入修改3郭寶華在此錄入修改男副教授博士清華大學(xué)化工系4在此錄入修改5在此錄入修改6在此錄入修改7在此錄入修改8在此錄入修改9在此錄入修改10在此錄入修改總?cè)藬?shù)高級中級初級博士后博士生碩士生10230122說明: 1. 高級、中級、初級人員數(shù)按實(shí)際項(xiàng)目人數(shù)填寫,博士后、博士生、碩士生及參加單位數(shù)由申請者負(fù)責(zé)填報(bào),
6、總?cè)藬?shù)自動(dòng)生成;說明: 2. 第一人必須是申請者,信息從前面自動(dòng)讀入。文檔可自由編輯打印經(jīng)費(fèi)預(yù)算經(jīng)費(fèi)預(yù)算 (單位:萬元) 科 目預(yù)算金額備注(計(jì)算依據(jù)與說明)一研究經(jīng)費(fèi)一研究經(jīng)費(fèi)60.0000 1科研業(yè)務(wù)費(fèi)15.0000 (1)測試/計(jì)算/分析費(fèi)6.5000 (2)能源/動(dòng)力費(fèi)1.5000 (3)會議費(fèi)/差旅費(fèi)2.0000 (4)出版物/文獻(xiàn)/信息傳播事務(wù)費(fèi)3.0000 (5)其他2.0000 2實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)18.0000 (1)原材料/試劑/藥品購置費(fèi)9.0000 (2)其他9.0000 3儀器設(shè)備費(fèi)16.0000 (1)購置9.0000 (2)試制7.0000 4實(shí)驗(yàn)室改裝費(fèi)7.0000 5
7、協(xié)作費(fèi)3.0000 6其他1.0000 二國際合作與交流費(fèi)二國際合作與交流費(fèi)12.0000 1項(xiàng)目組成員出國合作交流6.0000 2境外專家來華合作交流6.0000 三勞務(wù)費(fèi)三勞務(wù)費(fèi)3.0000 四管理費(fèi)四管理費(fèi)4.0000 五其他五其他1.0000 經(jīng)經(jīng) 費(fèi)費(fèi) 總總 預(yù)預(yù) 算算80.0000 申申 請請 經(jīng)經(jīng) 費(fèi)費(fèi)80.0000 自然科學(xué)基金其他項(xiàng)目資助經(jīng)費(fèi) 0.0000國家其他計(jì)劃資助經(jīng)費(fèi) 0.0000其他經(jīng)費(fèi)資助(含部門匹配) 0.0000其他經(jīng)費(fèi)來源其他經(jīng)費(fèi)來源(單位:萬元)合合 計(jì)計(jì)0.0000文檔可自由編輯打印報(bào)告正文報(bào)告正文2.2. 簡歷簡歷大學(xué)以上學(xué)歷大學(xué)以上學(xué)歷1980.9-
8、1985.7 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系,獲理學(xué)學(xué)士學(xué)位;1985.9-1988.7 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系,獲工學(xué)碩士學(xué)位;1988.9-1991.10 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系,獲工學(xué)博士學(xué)位。主要學(xué)術(shù)任職主要學(xué)術(shù)任職“International Journal of Transport Phenomena” 副編委(Associate Editor)科學(xué)通報(bào)特邀編輯太陽能學(xué)報(bào)編委太陽能編委美國暖通制冷空調(diào)工程師協(xié)會(ASHRAE) 會員國際太陽能協(xié)會(ISES) 高級會員工程熱物理學(xué)會會員中國制冷協(xié)會高級會員主要科研工作經(jīng)歷主要科研工作經(jīng)歷A.A. 工作經(jīng)歷
9、工作經(jīng)歷1991.10-1993.10 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系 講師;1993.10-1997.10 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系 副教授;1992.3-1997.5 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)熱科學(xué)和能源工程系 系科研副主任;1994.5-1995.5 德國斯圖加特大學(xué)核能和熱系統(tǒng)研究所 高級訪問學(xué)者;文檔可自由編輯打印1996.9-1996.12 日本東京大學(xué)機(jī)械系莊司研究室 客座研究員;1997.10-1999.7 清華大學(xué)熱能系暖通空調(diào)研究所(現(xiàn)調(diào)整到建筑學(xué)院 更名為建筑環(huán)境與設(shè)備工程研究所) 副教授;1998.10今 清華大學(xué) 建筑學(xué)院 建筑環(huán)境與設(shè)備工程研究所 副所長;19
10、99.7今 清華大學(xué) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程研究所 教授;2001.1今 清華大學(xué) 建筑環(huán)境與設(shè)備工程研究所 博士生導(dǎo)師。文檔可自由編輯打印B.B. 完成或在研的科研項(xiàng)目完成或在研的科研項(xiàng)目 序號項(xiàng)目類別項(xiàng)目編號名稱研究起止年月資助單位獲資助金額(萬元)完成情況參與程度1自然科學(xué)基金面上基金納米光催化材料消除室內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物的若干機(jī)理問題研究2003.1-2005.12國家自然科學(xué)基金委25在研負(fù)責(zé)2自然科學(xué)基金面上基金潛熱型功能熱流體熱性能及其流動(dòng)和儲換熱機(jī)理研究2001.1-2003.12國家自然科學(xué)基金委25在研負(fù)責(zé)3自然科學(xué)基金面上基金定形相變材料的傳熱和儲熱特性及其廣義換熱器性能研究199
11、8.1-2000.12國家自然科學(xué)基金委12完成負(fù)責(zé)4國家 973 三級子課題G2000026309摻雜相變顆粒的傳熱流體的傳熱性能研究2000-2004國家科技部16.7在研負(fù)責(zé)5教育部優(yōu)秀青年教師資助計(jì)劃項(xiàng)目教人司2001 39號功能熱流體非常規(guī)儲傳熱機(jī)理研究2001-2002國家教育部8完成負(fù)責(zé)6國家 863 課題2002AA513050新型相變蓄能建材在太陽能建筑中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究2002-2004國家科技部50在研負(fù)責(zé)7國際合作項(xiàng)目室內(nèi)空氣環(huán)境模擬和控制仿真2002.9-2003.9美國 UTC 研究基金60在研第 1參加人8北京市攻關(guān)課題二級子課題H0新型相變蓄能地板在節(jié)能示范樓
12、中的應(yīng)用與示范2002-2004北京市科委20在研負(fù)責(zé)9北京市攻關(guān)課題二級子課題H0熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)中傳熱新工質(zhì)應(yīng)用基礎(chǔ)研究2002-2004北京市科委20在研負(fù)責(zé)10自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金住區(qū)微氣候中的關(guān)鍵熱物理問題1999-2002國家自然科學(xué)基金委90完成骨干文檔可自由編輯打印11自然科學(xué)基金面上基金使用相變儲能墻夜間通風(fēng)蓄冷的基礎(chǔ)研究1996-1999國家自然科學(xué)基金委12完成第 1參加人12自然科學(xué)基金面上基金透明隔熱材料熱性能及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究19921995國家自然科學(xué)基金委5.0完成骨干13博士點(diǎn)基金新型透明隔熱材料的傳熱機(jī)理及其應(yīng)用研究1996-1998國家教育部3.6完成負(fù)責(zé)14
13、橫向項(xiàng)目納米光催化空氣凈化器關(guān)鍵技術(shù)問題研究2001.9-2003.5清華同方人工環(huán)境公司100在研負(fù)責(zé)15清華大學(xué)基礎(chǔ)研究基金200007005納米光催化材料在空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)研究2001-2002清華大學(xué)7完成負(fù)責(zé)16清華大學(xué)基礎(chǔ)研究基金JC2002001定形相變材料研制及用于蓄熱式電熱地板采暖中的關(guān)鍵機(jī)理問題2003-2004清華大學(xué)9在研負(fù)責(zé)17清華大學(xué)一流大學(xué)建設(shè)基金室內(nèi)空氣品質(zhì)和建材散發(fā)測試方法研究2003-2004清華大學(xué)32在研負(fù)責(zé)18國際合作項(xiàng)目納米光催化材料的評價(jià)2002.9-2003.3日本大研公司8在研負(fù)責(zé)19橫向項(xiàng)目高溫相變蓄能電暖器研制2001-2003清華同方人
14、工環(huán)境公司20在研負(fù)責(zé)20橫向項(xiàng)目低溫空調(diào)相變蓄能(相變溫度-10)系統(tǒng)研制及熱性能研究2001-2003清華同方人工環(huán)境工程公司8.6在研負(fù)責(zé)21橫向項(xiàng)目相變材料熱物性測試裝置研制2000-2001山東皇明太陽能集團(tuán)5.0完成負(fù)責(zé)文檔可自由編輯打印22橫向項(xiàng)目相變儲能材料應(yīng)用及設(shè)備1998-1999清華同方研發(fā)中心7.3在研負(fù)責(zé)23橫向項(xiàng)目固體吸濕劑及其應(yīng)用1997-1999清華同方研發(fā)中心5.8在研負(fù)責(zé)24國際合作透濕膜的理論和應(yīng)用研究1998-1999美國 UTC 研究基金40完成第 1參加人25橫向項(xiàng)目相變蓄能新風(fēng)機(jī)組的可行性研究1997.5-1997.9清華同方股份公司1.5完成負(fù)責(zé)
15、26中國科大留學(xué)回國啟動(dòng)基金多功能相變蓄熱裝置1996.1-1996.12中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)1.0完成負(fù)責(zé)27留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)基金高效蓄能裝置熱特性研究1996-1997國家教育部2.0在研負(fù)責(zé)28相變蓄能取暖器研制1993-1995合肥恒久公司4.0完成負(fù)責(zé)29橫向項(xiàng)目速冷保溫奶瓶研制1992.1-1993.12蕪湖光華玻璃廠等4.3完成負(fù)責(zé)30中國科大青年基金熱鏡的制備、性能和應(yīng)用研究1992-1993中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)1.8完成負(fù)責(zé)文檔可自由編輯打印3 3主要學(xué)術(shù)成績、創(chuàng)新點(diǎn)及其科學(xué)意義主要學(xué)術(shù)成績、創(chuàng)新點(diǎn)及其科學(xué)意義 按國家杰出青年科學(xué)基金實(shí)施管理辦法第二章第八條第四款的要求,著重闡述
16、近幾年在基礎(chǔ)研究或應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面所取得的成果(3000-5000 字)。負(fù)責(zé)了約 20 項(xiàng)科研項(xiàng)目,其中國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 3 項(xiàng)、國家 863 項(xiàng)目、973三級子課題、國家教育部優(yōu)秀青年教師資助計(jì)劃項(xiàng)目、博士點(diǎn)基金和北京市重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目二級子課題各 1 項(xiàng),橫向合作項(xiàng)目多項(xiàng),另作為研究骨干參加國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和北京市重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目各 1 項(xiàng),參加國際合作項(xiàng)目 2 項(xiàng)。在國際、國內(nèi)重要學(xué)術(shù)期刊和國際會議論文集上發(fā)表論文近百篇, 其中 206*篇被 SCI 摘引(*表示已被SCI 源刊接受發(fā)表,尚未摘引),近 30 篇被 EI 摘引,9 篇被 ISTP 摘引,出版編著相變貯能理論和應(yīng)用和
17、全國建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教材熱質(zhì)交換原理和設(shè)備(第二編者)。申報(bào)專利 17 項(xiàng),其中 2 項(xiàng)多次獲轉(zhuǎn)讓。論文多次被國內(nèi)外同行引用(見附件 4)。因研究工作成績顯著,被聘為“Inter. J. of Transport Phenomena”編委、 科學(xué)通報(bào)特邀編輯、 太陽能學(xué)報(bào)和太陽能編委(見附件 5),多次擔(dān)任國際學(xué)術(shù)會議貯能專題的分會主席,在即將召開的國際制冷大會(ICCR2003)上被邀作大會特邀報(bào)告(見附件 8)。近年來的研究工作主要在以下兩方面: (1)相變貯能的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究; (2)暖通空調(diào)領(lǐng)域熱質(zhì)交換應(yīng)用基礎(chǔ)研究。(1)(1) 相變貯能材料基礎(chǔ)及應(yīng)用研究方面相變貯能材料基礎(chǔ)及應(yīng)
18、用研究方面相變貯能基礎(chǔ)及應(yīng)用研究是目前國內(nèi)尚薄弱但應(yīng)用需求迫切、應(yīng)用前景廣闊的研究方向,也是國際上能源領(lǐng)域的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)之一。近年來,利用公派出國研究、訪問和開學(xué)術(shù)會議的機(jī)會,與德國斯圖加特大學(xué)的 Groll 教授、日本岡山大學(xué)的稻葉英男(Inaba)教授、日本東京大學(xué)的齋藤彬夫(Saito)教授,日本東京電機(jī)大學(xué)的射場本(Ibamoto)教授等進(jìn)行了廣泛和深入的學(xué)術(shù)交流,收集了大量資料,了解了該方向的國際前沿動(dòng)態(tài),結(jié)合我國國情,開展了深入系統(tǒng)的研究,出版了我國第一本全面介紹相變貯能理論和應(yīng)用的編著1,多次代表我國出席 IEA 主辦的國際貯能學(xué)術(shù)會議, 并是2004 年國際貯能會議的牽頭人。
19、在該領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)、創(chuàng)新點(diǎn)及其學(xué)術(shù)意義如下:(i)(i) 在相變貯能材料熱性能測定、預(yù)測和研制方面的研究工作得到國際同行好評在相變貯能材料熱性能測定、預(yù)測和研制方面的研究工作得到國際同行好評提出多組相變材料多個(gè)熱物性(固液態(tài)比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、融解熱、過冷度)的同時(shí)測定法T history method,得到國際同行好評該方法克服了傳統(tǒng)相變材料熱物性 DSC 測試方法裝置昂貴、使用不便、試樣過少造成其性能與實(shí)用材料偏差較大的不足,建立了實(shí)驗(yàn)裝置,完成了對近百種相變材料的性能測試,論文發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊 Meas. Sci. & Techno.上,被 SCI 摘引2。在此基礎(chǔ)上,完善
20、了相變材料測試裝置和配套軟件,為學(xué)??蒲泻推髽I(yè)新產(chǎn)品研發(fā)做出了貢獻(xiàn):藉此裝置,篩選了自研和文獻(xiàn)報(bào)道的一批相變材料,為相變墻、相變吊頂、相變地板、貯能相變儲換熱器、空調(diào)低溫相變蓄能系統(tǒng)和潛熱型功能熱流體基礎(chǔ)和應(yīng)用研究中相變材料熱物性測試提供了保證;山東皇明太陽能集團(tuán)購置了該實(shí)驗(yàn)裝置及配套軟件,用于蓄能式太陽能熱水器的研發(fā)。德國慕尼黑大學(xué)研究者在 Meas. Sci. & Techno.上發(fā)表了研究論文,認(rèn)為其“The temperature-history method, proposed by Yinping et al., is a simple and economic way t
21、o determine the main thermophysical properties of materials used in thermal energy storage based on solid-liquid phase change” (見附件 4) 。文檔可自由編輯打印創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):該方法測試原理為我們提出、測試裝置和測試軟件均自行研制??茖W(xué)意義:科學(xué)意義:克服了傳統(tǒng)相變材料熱物性 DSC 測試方法裝置昂貴、使用不便、試樣過少造成其性能與實(shí)用材料偏差較大的不足,裝置簡單、價(jià)格低廉、測試快捷、使用方便、精度較高,為多組相變材料熱物性的快速測量提供了有力手段,是迄今工程應(yīng)用中
22、多組相變材料多個(gè)熱性能最快捷可靠的測試方法。得到了共晶相變材料潛熱預(yù)測公式,為相變材料研制提供了理論指導(dǎo)3提出了利用熱力學(xué)第二定律預(yù)測共晶相變材料潛熱的方法,得到了預(yù)測公式,預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)值吻合,論文被 CA 摘引。藉此方法,研制了一系列性能價(jià)格比很好的相變貯能材料,測試了其熱性能46。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):該預(yù)測公式系首次得到??茖W(xué)意義:科學(xué)意義:儲熱相變材料的研制具有很大的盲目性,處在”try and error”的階段,該工作為理想共晶相變材料的研制提供了理論指導(dǎo)和科學(xué)依據(jù)。(ii)(ii) 深化了對相變傳熱強(qiáng)化物理機(jī)制和復(fù)合相變材料導(dǎo)熱特性的認(rèn)識深化了對相變傳熱強(qiáng)化物理機(jī)制和復(fù)合相變材料導(dǎo)熱特
23、性的認(rèn)識揭示了相變強(qiáng)化換熱的物理機(jī)制,提出了相變強(qiáng)化換熱度的概念,對影響強(qiáng)化換熱度的因素及效果進(jìn)行了定量分析7, 8;研究了復(fù)合(相變)材料的導(dǎo)熱性能,提出了計(jì)算復(fù)合(相變)材料有效導(dǎo)熱系數(shù)的公式,結(jié)果與實(shí)驗(yàn)吻合9, 10;提出了有效導(dǎo)溫系數(shù)的概念,并得出了利用其計(jì)算(相變)復(fù)合材料瞬態(tài)導(dǎo)熱性能的條件, 分析了計(jì)算誤差及影響因素,為復(fù)合材料瞬態(tài)導(dǎo)熱性能的預(yù)測和計(jì)算提供了新途徑11, 12;提出了非理想特性相變材料熱性能的簡便計(jì)算方法,分析了其適用條件,為非理想特性相變材料熱性能的簡便計(jì)算提供了理論指導(dǎo)13。 在上述方向上系統(tǒng)地發(fā)表了論文 7 篇,4 篇為 SCI 源刊全文,3 篇已被 SCI
24、摘引,1 篇在印,另 3 篇被 EI 摘引。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):以上工作均為原始創(chuàng)新工作,在國內(nèi)外學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中未見同類工作報(bào)道??茖W(xué)意義:科學(xué)意義:上述工作深化了人們對相變強(qiáng)化換熱物理機(jī)制的認(rèn)識,提供了瞬態(tài)相變傳熱的簡便計(jì)算方法,為相變儲換熱系統(tǒng)的熱性能研究提供了理論指導(dǎo)。(iii)(iii) 在相變貯能系統(tǒng)儲換熱性能研究方面取得了系統(tǒng)深入的研究成果在相變貯能系統(tǒng)儲換熱性能研究方面取得了系統(tǒng)深入的研究成果將相變貯能系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)和傳熱特征進(jìn)行了科學(xué)分類,建立了分析相變貯能系統(tǒng)儲換熱性能的通用模型14,提出了相變界面溫度耦合迭代法,藉此分析了系統(tǒng)性能14-17,首次得出了板式、管式堆積床相變貯能系統(tǒng)儲換熱
25、性能的無量綱準(zhǔn)則式18,19, 首次建立了考慮相變材料固液態(tài)密度差的管式和球形相變堆積床貯能系統(tǒng)的熱性能分析模型,弄清了影響儲換熱性能的因素及其定量影響20,21。上述分析結(jié)果為文獻(xiàn)和自己的實(shí)驗(yàn)21,22驗(yàn)證。研究了國際上首例氣液固(Galisol)相變貯能系統(tǒng)的儲換熱性能,弄清了其工作極限條件23, 24。在上述方向上,發(fā)表論文 11 篇,其中在國際知名學(xué)術(shù)期刊Solar Energy Engineering-Trans. of ASME 上發(fā)表論文 3 篇,在 Inter. J. of Thermal 文檔可自由編輯打印Science 上發(fā)表論文 1 篇,均為 SCI 摘引,另有 7 篇發(fā)
26、表在國內(nèi)核心學(xué)術(shù)期刊上,其中6 篇被 EI 摘引。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):揭示了不同相變貯能系統(tǒng)的共性特征,建立了其通用模型,得到了不同系統(tǒng)換熱速率的無量綱準(zhǔn)則公式;提出了單元分析法,建立了考慮相變材料固液密度差的相變貯能系統(tǒng)的熱性能分析模型,弄清了影響儲換熱性能的因素及其定量影響。上述工作均為我們的原始創(chuàng)新工作??茖W(xué)意義:科學(xué)意義:克服了相變儲換熱器的選型和設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)一理論模型和系統(tǒng)熱性能難以準(zhǔn)確預(yù)測的不足,為實(shí)際應(yīng)用中大量的各類相變儲換熱器的選型、設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化與預(yù)測提供了分析手段。(iv)(iv) 在國內(nèi)率先開展了相變微膠囊功能熱流體應(yīng)用基礎(chǔ)研究,取得了重要進(jìn)展在國內(nèi)率先開展了相變微膠囊功能熱流
27、體應(yīng)用基礎(chǔ)研究,取得了重要進(jìn)展在國內(nèi)率先提出開展相變微膠囊的研制及應(yīng)用基礎(chǔ)研究,并得到該領(lǐng)域國家自然科學(xué)基金的資助。通過對表面活性劑的篩選和優(yōu)化,研制成功相變微膠囊和相變微乳漿,其性能達(dá)到文獻(xiàn)中國際同類材料水平25;揭示了潛熱型功能熱流體強(qiáng)化換熱的物理機(jī)制,對層流和湍流流態(tài)下影響流體換熱的因素進(jìn)行了敏感性分析,指出了換熱強(qiáng)化的方向和極限26-29;提出了潛熱型功能熱流體在熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)中的應(yīng)用方式,進(jìn)行了定量分析和實(shí)驗(yàn)研究,為解決該系統(tǒng)中熱流體和冷流體難以同管輸送提供了新途徑30。在上述方向,發(fā)表研究論文 4 篇,其中在 Inter. J. of Heat and Mass Transfer,
28、 Science in China 上發(fā)表論文 2 篇,均被 SCI 摘引,另 2 篇已被 SCI 源刊 Inter. J. of Heat Transfer Enhancement 接受,即將發(fā)表。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):首次從物性改變溫度場從而影響流場和溫度場協(xié)同性的角度,揭示了潛熱型功能熱流體強(qiáng)化換熱的物理機(jī)制,并藉此對影響流體換熱的因素進(jìn)行了全面分析。首次提出將潛熱型功能熱流體用于熱電冷聯(lián)供系統(tǒng),并分析了其優(yōu)點(diǎn)及可行性??茖W(xué)意義:科學(xué)意義:深化了對潛熱型功能熱流體強(qiáng)化換熱物理機(jī)制的認(rèn)識,在我國首次制備出作為傳熱流體的相變微膠囊,指出了其在暖通空調(diào)領(lǐng)域的重要應(yīng)用途徑。(v)(v) 在貯能相變材料
29、研制、性能及應(yīng)用研究方面取得了系列成果在貯能相變材料研制、性能及應(yīng)用研究方面取得了系列成果在國內(nèi)率先提出開展定形相變材料的研制和應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作,并得到國家自然科學(xué)基金資助。研制成功相變溫度為 20、35和 52的定形相變材料,研究了鈷元輻照對增強(qiáng)該類材料密封性和蓄熱性能的影響,研制出定形相變材料板批量制備工藝,制備出成型定形相變材料板,性能達(dá)到近年來國際期刊中報(bào)道的水平31;提出了利用夜間廉價(jià)電蓄熱采暖的定形相變地板采暖方式,分析了我國不同地區(qū)采用該類地板采暖系統(tǒng)的應(yīng)用效果,進(jìn)行了技術(shù)可行性分析, 為緩解城市電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差提供了新的有效途徑32, 33。提出了在夏季晝夜溫差較大地區(qū)利用相變墻
30、和相變吊頂夜間通風(fēng)蓄冷提高室內(nèi)舒適度并降低空調(diào)能耗的方法,完成了模擬和實(shí)驗(yàn)研究,弄清了我國采用該方法的適用地區(qū)和使用效果34-38;文檔可自由編輯打印研制了高溫相變蓄能電暖器,制備出實(shí)驗(yàn)室樣品,申報(bào)了發(fā)明專利,其性能優(yōu)于現(xiàn)有國內(nèi)外同類產(chǎn)品,已投入產(chǎn)品開發(fā)39, 40(參見附錄 9) ;在上述方向,申報(bào)了數(shù)項(xiàng)專利(參見附錄 6) ,并發(fā)表論文 10 篇。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):提出了相變材料(包括定形相變材料)在建筑節(jié)能和暖通空調(diào)領(lǐng)域應(yīng)用的若干新方式,分析了這些方式在我國的應(yīng)用效果和可行性;提出了采用高溫相變材料的家用蓄能電暖器,其性價(jià)比較已有的國內(nèi)外同類產(chǎn)品更好。 科學(xué)意義:科學(xué)意義:指出了相變貯能在
31、暖通空調(diào)領(lǐng)域得多種應(yīng)用新途徑,為建筑節(jié)能和電網(wǎng)移峰填谷指出了新方向,部分技術(shù)正在產(chǎn)品化,可望成為具有我國知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性系列產(chǎn)品(參見附錄 10) 。(2)(2) 暖通空調(diào)領(lǐng)域熱質(zhì)交換基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面暖通空調(diào)領(lǐng)域熱質(zhì)交換基礎(chǔ)和應(yīng)用研究方面(i)(i)通用建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)模型的建立和應(yīng)用通用建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)模型的建立和應(yīng)用克服了著名 Little 模型中過度簡化(假設(shè)均勻初始濃度分布、對流傳質(zhì)系數(shù)無窮大)的不足,建立了迄今考慮最全面的通用建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)模型,通過無量綱分析,弄清了散發(fā)的普適規(guī)律41,該工作得到了國外專家(包括 Little 本人)的高度評價(jià), 論文被國際著名期刊 Atm
32、ospheric Environment (影響因子 1.9)接受, 即將發(fā)表,見附錄 3; 在國內(nèi)外首次得到了相應(yīng)的無量綱散發(fā)準(zhǔn)則公式,為建材污染物散發(fā)速率的預(yù)測和估算提供了科學(xué)依據(jù)42。在此基礎(chǔ)上,在國內(nèi)外首次提出利用密閉小室測定建材散發(fā)量和控制散發(fā)的物理參數(shù)(建材有機(jī)揮發(fā)物初始濃度、擴(kuò)散系數(shù)、分離系數(shù)和對流傳質(zhì)系數(shù))的方法-C history method,建立了實(shí)驗(yàn)裝置,測試了 30 余種建筑材料的有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)特性。實(shí)驗(yàn)表明,與傳統(tǒng)的直流小室測試法相比,該方法測試參數(shù)全、測試速度快、裝置簡單、使用方便,測試精度可滿足工程需要。該方法為評價(jià)建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)等級提供了新的手段43。傳統(tǒng)
33、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制中只考慮對溫度和濕度的控制, 忽略了室內(nèi)空氣品質(zhì)的控制, 我們針對此不足, 分析了室內(nèi)有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)和傳播規(guī)律及其相應(yīng)的空調(diào)策略44-46。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):建立了迄今考慮最全面的通用建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)模型,在國內(nèi)外首次揭示了建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)的普適規(guī)律: 散發(fā)速率和散發(fā)量僅是 Bim/K 和 Fom的函數(shù), 首次給出了在環(huán)境濃度變化不大的情況下建材全散發(fā)域無量綱散發(fā)準(zhǔn)則公式;在國內(nèi)外首次提出建材散發(fā)的多參數(shù)測定法-C history method。 科學(xué)意義:科學(xué)意義:克服了現(xiàn)有散發(fā)模型的不足,所建散發(fā)模型為分析建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)特性提供了有力手段;揭示了建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā)的
34、本質(zhì)規(guī)律, 為控制室內(nèi)建材有機(jī)揮發(fā)物散發(fā), 改善室內(nèi)空氣品質(zhì)提供了科學(xué)依據(jù); 提出的 C history method 為建材散發(fā)的多參數(shù)測定提供了行之有效的方法, 這些參數(shù)在目前已有的方法中難以得到, 從而為評價(jià)建材散發(fā)特性提供了新途徑。 (ii)(ii) 納米光催化處理室內(nèi)納米光催化處理室內(nèi) VOCVOC 的空氣凈化技術(shù)的空氣凈化技術(shù)與清華大學(xué)化學(xué)系李亞棟教授合作對納米 TiO2材料進(jìn)行了改性和摻雜處理,顯著提高了其 VOC 降解性能;研究了速度場、濃度場、溫度場、輻照場、電場和材料特性參數(shù)對光催化降解有機(jī)揮發(fā)物的協(xié)同作用機(jī)理,藉此,優(yōu)化了光催化反應(yīng)降解 VOC 的文檔可自由編輯打印外部條
35、件;從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、表面物理化學(xué)等角度,研究了利用光催化降解 VOC 的機(jī)理和內(nèi)部條件,探索了利用增加光催化材料壽命和反應(yīng)效果的方法,預(yù)測了對不同組分乃至多組分 VOC 的處理效果,為利用光催化技術(shù)有效改善室內(nèi)空氣質(zhì)量提供了科學(xué)基礎(chǔ);建立了光催化反應(yīng)器的物理模型,提出了總反應(yīng)系數(shù)的概念,指出目前光催化反應(yīng)器處理效果的瓶頸與其說在材料不如說在強(qiáng)化傳質(zhì)47-49;提出了幾種新型光催化反應(yīng)器50,51,制備出實(shí)驗(yàn)室樣機(jī), 樣機(jī)性能達(dá)到日本 2002 年產(chǎn)品性能, 成本遠(yuǎn)低于日本同類產(chǎn)品價(jià)格,同方潔凈公司正在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā),預(yù)計(jì)今年 4 月出第一代產(chǎn)品(見附件 10)。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):在國內(nèi)外率先提出利用
36、場(速度場、濃度場、溫度場、輻照場、電場和材料特性場)協(xié)同強(qiáng)化 TiO2納米材料降解有機(jī)揮發(fā)物效果的思想,研究結(jié)果表明,降解效果可成倍提高; 在國內(nèi)外率先開展了 TiO2納米材料降解室內(nèi)常見的多種污染物效果研究, 提出了光催化反應(yīng)器總反應(yīng)系數(shù)的概念, 建立了國內(nèi)外光催化反應(yīng)器的簡化物理模型,指出目前光催化反應(yīng)器處理效果的瓶頸與其說在材料不如說在傳質(zhì)強(qiáng)化。提出了光催化反應(yīng)器的幾種新形式。 科學(xué)意義:科學(xué)意義:提出利用場(速度場、濃度場、溫度場、輻照場、電場和材料特性場)協(xié)同強(qiáng)化 TiO2納米材料降解有機(jī)揮發(fā)物效果的思想,為解決光催化技術(shù)應(yīng)用中的瓶頸問題(效率較低、產(chǎn)品性能價(jià)格比較低)提供了新思路
37、;提出的光催化反應(yīng)器總反應(yīng)系數(shù)和光催化反應(yīng)器的簡化物理模型為光催化反應(yīng)器的性能設(shè)計(jì)、優(yōu)化和校核提供了理論手段;指出了目前光催化反應(yīng)器研發(fā)中普遍存在的問題傳質(zhì)強(qiáng)化不夠;上述研究為研發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性納米光催化高性能空氣凈化器系列產(chǎn)品提供了科學(xué)依據(jù)和實(shí)現(xiàn)途徑。(iii) 透濕膜空氣濕度獨(dú)立控制技術(shù)透濕膜空氣濕度獨(dú)立控制技術(shù)針對傳統(tǒng)空調(diào)熱濕同時(shí)控制耗能過大、空調(diào)箱或風(fēng)機(jī)盤管易產(chǎn)生霉菌的缺點(diǎn),提出了利用透濕膜獨(dú)立進(jìn)行濕度控制的空調(diào)方式,并提出了“透濕膜濕泵”概念,研究了用于全熱交換器和“透濕膜濕泵”的透濕膜的性能,提出了應(yīng)用系統(tǒng)的形式并研究了節(jié)能效果52, 53, 為空調(diào)熱濕控制指出了新途
38、徑。2 篇論文分別在 Energy, J. of Membrane Science 上發(fā)表,均被 SCI 摘引。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):在國內(nèi)外率先提出了利用透濕膜獨(dú)立進(jìn)行濕度控制的空調(diào)方式,并提出了“透濕膜濕泵”概念。 科學(xué)意義:科學(xué)意義:為空調(diào)熱濕控制指出了新途徑,可解決傳統(tǒng)空調(diào)耗能過大、易產(chǎn)生霉菌的問題。(iv) 空調(diào)領(lǐng)域空氣水直接接觸系統(tǒng)的熱質(zhì)交換性能分析空調(diào)領(lǐng)域空氣水直接接觸系統(tǒng)的熱質(zhì)交換性能分析建立了水空氣處理系統(tǒng)熱質(zhì)交換模型,分析了各因素對水空氣處理系統(tǒng)熱質(zhì)交換性能的影響,在國內(nèi)外首次通過解析方法得到了該類系統(tǒng)熱質(zhì)交換效率公式,所得結(jié)果與文獻(xiàn)中實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,誤差在 7以內(nèi)。該模型和分析方
39、法為空調(diào)領(lǐng)域中常用的熱質(zhì)交換設(shè)備水空氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)濕、性能分析與模擬提供了有力的指導(dǎo)54。創(chuàng)新點(diǎn):創(chuàng)新點(diǎn):在國內(nèi)外首次通過解析方法得到了該類系統(tǒng)熱質(zhì)交換效率公式。 文檔可自由編輯打印科學(xué)意義:科學(xué)意義:該模型和分析方法為空調(diào)領(lǐng)域中常用的熱質(zhì)交換設(shè)備水空氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)濕、性能分析與模擬提供了有力的指導(dǎo)。引用文獻(xiàn)引用文獻(xiàn)1張張寅寅平平、胡漢平、孔祥冬、蘇躍紅,相變貯能-理論和應(yīng)用,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社, 1996.11。2 Zhang Yinping, Jiang Yi, Jiang Yi, A simple method, T-history method, of determin
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48、ring, Transactions of ASME, Vol.121, No.3, 1999, 145-149. SCI 摘摘引引號號:241AD。EI摘引號:EX99104847663.文檔可自由編輯打印19 江邑、張寅平、江億、康艷兵,板式相變儲換熱器的儲換熱準(zhǔn)則,清華大學(xué)學(xué)報(bào),1999,No.11,pp.86-89. EI 摘引號:EX.20Zhang Yinping, Su Yan, Zhu Yingxin, Hu Xianxu, A general model for analyzing the thermal performance of the heat charging an
49、d discharging processes of latent heat thermal energy storage systems, Journal of Solar Energy Engineering, Transactions of ASME. No.3, Aug., 2001, pp.232-236. SCI 摘引號:461JJ。21Zhu Yingxin, Zhang Yinping et al., Heat transrer processes during an unfixed solid phase change material melting outside a h
50、orizontal tube, Inter. J. of Thermal Physics, (2001)40, pp.550-563. SCISCI 摘摘引號引號:453QE.:453QE.22江邑,張寅平張寅平,徐繼軍,江億,康艷兵,板式相變儲換熱器儲換熱性能實(shí)驗(yàn)研究,太陽能學(xué)報(bào),Vol.21, No.4, 2000, pp.358-363.23張寅平張寅平, D.Steiner, M.Groll,非接觸式汽液固系統(tǒng)儲換熱性能的理論研究,太陽能學(xué)報(bào),Vol. 20, No.1,1999,pp.64-68。EI摘引號:EX99094800162.24張寅平張寅平,D.Steiner,M.Gro
51、ll,非接觸式汽液固系統(tǒng)儲換熱性能的實(shí)驗(yàn)研究,太陽能學(xué)報(bào), 1998, Vol.19, No.4, pp.352-359。EI 摘引號:EX99094800114.25徐慧,楊睿,張張寅寅平平,相變微膠囊功能熱流體的研制和性能研究,科學(xué)通報(bào)已接收,即將發(fā)表。SCISCI 摘引期刊摘引期刊. .26Hu Xianxu, Zhang Yinping, Novel insight and numerical analysis of convective heat transfer enhancement with microencapsulated phase change material slu
52、rries: laminar flow in a circular tube with constant heat flow, Inter. J. of Heat and Mass Transfer, 45(2002), 3163-3172. SCI 摘引號摘引號:560CN, EI 摘引號:EX 27張寅平張寅平, 胡先旭, 郝磬, 王馨, 等熱流圓管內(nèi)潛熱型功能熱流體層流換熱的內(nèi)熱源模型及應(yīng)用, 中國科學(xué),2003,33 卷,第 2 期。英文版已接收,即將發(fā)表。SCISCI 摘引期刊摘引期刊28Zhang Yinping, Hu Xianxu, Wang Xin, Theoretical
53、analysis of convective heat transfer enhancement of microencapsulated phase change material slurries, Journal of Heat and Mass Transfer, in press.29Xin Wang, Yinping Zhang, Xianxu Hu, Turbulent heat transfer enhancement of microencapsulated phase change material slurries with constant wall heat flux
54、, accepted by Proc.ICEE2003, Shanghai, 2003.30 胡先旭, 潛熱型功能熱流體儲傳熱機(jī)理研究及應(yīng)用初探,清華大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文,指導(dǎo)教授:張寅平張寅平,2002。31 秦鵬華,楊睿,張寅平張寅平,定形相變材料的研制及熱性能分析,2002 年暖通空調(diào)年會論文集,清華大學(xué)學(xué)報(bào)已接收,即將發(fā)表。32林坤平, 張寅平張寅平, 狄洪發(fā), 江億, 相變蓄熱電加熱地板的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用可行性分析, 暖通空調(diào)已接收,即將發(fā)表。33林坤平,張寅平張寅平,定形相變材料蓄熱電加熱地板采暖系統(tǒng)的熱性能分析,工程熱物理年會傳熱傳質(zhì)學(xué)術(shù)會議論文集,257260,2002 年 10 月
55、,上海,清華大學(xué)學(xué)報(bào)已接收,即將發(fā)表。34林坤平, 張寅平張寅平, 江億, 我國不同氣候地區(qū)夏季相變墻房間熱性能模擬和評價(jià), 太陽能學(xué)報(bào)已接收,即將發(fā)表。35林坤平, 張寅平張寅平, 鐘志鵬, 江億, 夏季”空調(diào)”型相變墻熱設(shè)計(jì)方法, 太陽能學(xué)報(bào)已接收, 即將發(fā)表.36Yanbing Kang, Yi Jiang, Yinping Zhang, Modeling and experimental study on an innovative passive 文檔可自由編輯打印cooling system-NVP System. Energy and Building, in press.37康
56、艷兵, 江億, 張寅平張寅平, 夜間通風(fēng)相變貯能吊頂系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析, 建筑學(xué)報(bào), 2002 年第 7 期。38Kang Yanbing, Zhang Yinping, Jiang Yi, Study on Thermal Energy Storage by PCM with Night Ventilation in Summer, Proc. of ISHVAC99, Shenzhen, 1999,pp.540-548. ISTP 摘引.39張寅平張寅平,江億, 王智超,狄洪發(fā), 高溫相變電取暖器,專利號, No.99214838.3, 已授權(quán).40Wang Xin, Liu Jing, Zha
57、ng Yinping, Di Hongfa, Guo Xutao, Research on a high-temperature phase change thermal energy storage heater, accepted by Proc.ISHVAC2003, Beijing, 2003.41Ying Xu, Yinping Zhang, A new mass transfer based model for analyzing VOC emissions from building materials, Atmospheric Environment. In press. SC
58、ISCI 摘引期刊,影響因子摘引期刊,影響因子 1.91.9。 42Yinping Zhang, Ying Xu, Characteristics and formulae of VOC emissions from building materials, submitted to Inter. J. of Heat and Mass Transfer.43Qingyuan Wang, Yinping Zhang, Xinke Wang, Rongyi Zhao, A new method of measuring VOC emission rates of dry building mate
59、rials under various background concentration, submitted to Environment Science and Technology.44 T Cheng, X Li, Y Zhang, Y Jiang, Prediction of volatile organic compounds concentration in buildings (part 1: modeling), 8th International Conference on Air Distribution in Rooms (Roomvent), Sept.;2002,
60、Copenhagen, Demark.45 X Li, T Cheng, Y Zhang, Y Jiang, Prediction of volatile organic compounds concentration in buildings (part 2: Application of the model), 8th International Conference on Air Distribution in Rooms (Roomvent), Sept.;2002, Copenhagen, Demark.46 T Cheng, J Yi, Y Xu and Y Zhang, A universal
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