科研部门

传热传质研究中心

  研究领域  

  新型高效紧凑式换热技术与装备、超/跨临界CO2工质能源动力循环新体系理论与技术、新型高效吸附式制冷/热化学储能、先进热功能材料与器件等。 

  研究方向  

  1.新型高效紧凑式换热技术与装备:新型高效紧凑式换热器传热机理、换热器动态响应特性理论计算、结构完整性设计与优化、原理样机研制及测试验证等。 

  2.超临界流体基础研究及能源动力循环研究:研究超临界 CO2工质复杂相平衡机理,掌握高参数下工质非线性行为与关键热-功转换过程的强耦合机制,探索由此形成的关键超临界压缩、膨胀等过程稳定性、灵活性和效率提升的方法技术,形成超临界 CO2工质低碳能源动力系统新体系实用化的科学基础和装备基础。 

  3.新型高效吸附式制冷/热化学储能:高效吸附式制冷/热化学储能材料研制与规模化制备、反应传递过程耦合及性能强化、吸附式制冷/热化学储能装备的研制和应用推广。 

    4.先进热功能材料与器件:高导热垫片、硅脂、凝胶、相变材料、液态金属等系列先进高效热界面材料应用研究;超薄/超导系列热管技术及产品;风冷散热模组;高功率液冷板;热管理系统整体解决方案;热设计评估、测试、优化改造服务等。

  人员组成

  现有职工16人,其中正高级岗位人员3人,副高级岗位人员6人,在站博士后3人,在读研究生39人。

  2023年项目情况  

  2023年度在研项目30项,新争取各类项目6项,其中重点研发项目1项、中法国际合作项目1项、企业委托课题4项。结题并通过验收项目5项。 

  2023主要成果与工作进展  

  新型高效紧凑式换热技术与装备方面,建立超临界CO2换热器动态响应平衡时间及结构最大应力预测模型及定量预测关联式,完成换热器动态特性及许用升温速率实验测试,完成院青年团队项目年度任务。搭建了燃机间冷器性能测试平台,开展自主设计研制的新翼型间冷器性能测试,完成“LJ”专项里程碑节点任务。 

  超/跨临界CO2工质能源动力循环新体系理论与技术方面,开展超/近临界环境下的能质传递机制与技术研究,通过热-波动传递模型重构了临界区域界定基本方法,实现临界区域热-声机制器件搭建及测试;搭建超临界流体环境传质大尺度处理系统并完成试验测试;推进中国科学院基础研究团队项目,建立相关热流材控及相容性评价技术,获得了超临界压缩-膨胀稳定性等耦合机制并应用于设计工作,形成非平衡热力学体优化分析程序,实现对超临界循环优化方法发展的重要支撑。 

  新型高效吸附式制冷/热化学储能方面根据重点基金和院先导专项研究需要,完成了SFO型磷酸铝分子筛材料吨级放大制备和成型,研制了具有高效传热传质性能的新型吸附床,建成了百千瓦级磷酸铝-水吸附式制冷中试机组,60℃以上驱动制冷最高COP达0.66,对比常用硅胶-水体系性能显著提升,通过第三方权威检测;研发了高质稳定热化学储能材料和新型移动床反应器。

  先进热功能材料与器件方面,揭示了多维多尺度复合热界面材料热传导机理,掌握了导热通路优化、高分子结构控制和定向排列关键技术,热导率1-20W/mK系列高导热垫片、凝胶、相变材料和液态金属等实现量产;掌握热管风冷散热器从设计到产品的全流程研发技术,设计开发大功率液冷板可满足市售CPU/GPU芯片热控需求。 

  先进非接触温度测量方面,探究了高温燃气参数对多光谱测温精度的影响,建立了基于神经网络的燃气环境修正模型,有效提高了测温精度;改进了多光谱测温仪光路、二级运放电路及系统控温策略,进一步提高了信噪比。

    本年度共发表学术论文37篇,其中36篇被SCI收录,1篇被EI收录。申请发明专利12项,获得14项专利授权(实用新型9项),软件著作权4项。

  主 任:陈林 副主任:李勋峰