基于分级结构骨架相变储热系统强化传热特性

添加金属骨架的多孔介质复合相变材料可以改善纯相变材料的低导热性能,进一步提高复合相变材料的传热速率,具有重要研究意义。本研究采用数值模拟,提出构建主干-分支两级分级结构金属骨架并与石蜡方腔相结合,形成传热效果更好的复合相变传热材料,并在此基础上添加翅片管结构来进一步优化复合相变材料的传热性能。结果表明,翅片管结构对相变传热过程影响显著,在横向主干附近产生的流速突进现象可使熔化前沿更加倾斜,腔内环状流动传热快速向方腔下部移动。优化后的复合相变材料相较于均匀骨架复合相变材料固液相变时间可缩短37.4%,熔化初期瞬时液化速率曲线的波谷提高了1.88倍并且使熔化后期800s时的最大温差减小了20.9%,提高了温度均匀性。本研究在定孔隙率情况下对骨架结构进行了改变,通过更合理的金属骨架体积分布提高了复合相变材料的储热速率。

含梯度孔密度骨架石蜡方腔相变传热特性

多孔骨架的孔密度对改善金属骨架复合相变储能材料的传热效果具有重要意义,本工作采用有限元方法,利用三种不同的孔密度对金属骨架进行梯度孔密度优化,制备五种不同方向及梯度的金属骨架,研究了侧壁面加热情况下不同方向梯度孔密度排布的传热特性。结果表明,纵向负梯度孔密度骨架传热效果最佳,在此基础上优化梯度分布,得到了采用三段梯度时的最佳工况,即纵向负梯度二工况。纵向负梯度结构改善了方腔内部流动形态,兼顾了骨架导热和流动传热的影响,从而增强了对方腔角落熔化死区的传热效果,达到了提高温度均匀性的目的。纵向负梯度二骨架相较于均匀骨架完全熔化时间缩短了8.2%,尤其在液相率达到0.9之后,相较于横向负梯度和均匀方腔的熔化速率分别提高了29%、14%。采用纵向负梯度工况时的相变储热速率相较于横向和正梯度分别提高了17%、11.6%。本研究提出的采用多段梯度孔密度金属骨架制备复合相变材料,有助于在定孔隙率不增加骨架体积的情况下,加强复合相变材料的储能效率,为更好地利用能源提供理论依据。

含穿孔翅片腔体中石蜡相变传热特性研究

由于相变材料传热性能差,添加翅片可以改善其传热性能。本文采用数值模拟方法研究了在石蜡中添加交叉翅片骨架的复合相变材料的热性能,分析了复合相变材料的温度变化、熔化过程和骨架在不同方向穿孔及大小对复合相变材料热行为的影响。结果表明,横小纵大穿孔骨架对复合相变材料热性能提升显著,在节约材料的同时,增加了方腔蓄热量,与纯石蜡相比,复合相变材料的熔化时间缩短了56%。交叉穿孔翅片方腔中表现为大环流伴随小环流的流动特征,铝骨架与石蜡温度特征点处会出现沉积现象,造成温度波动。

新冠肺炎疫情对科技创新的影响与应对策略

2019年底暴发的新冠肺炎疫情对全球经济社会发展和科技创新都产生了深远影响,在推动生物、信息等领域实现重大科技进步的同时,导致全球科技创新在一定程度上减缓,科技创新在应对疫情中的根本支撑作用凸显,以任务为导向的公私合作科技创新模式发挥了重要作用,同时导致科技创新不平衡现象加剧,面向人类共同挑战的国际科技创新合作需求显著增加。中国一方面应加强科技创新在应对疫情上的支撑力度,另一方面要提前谋划疫情后科技创新的发展策略。

梯度多孔介质腔体内固液相变过程数值研究

基于格子玻尔兹曼方法,利用四参数随机生长法生成梯度多孔介质,采用描述相变糊状区的两区域模型,求解了孔隙尺度下梯度多孔介质腔体内固液相变过程,分析了相变材料的相场分布、融化速率及热壁面平均努塞尔特数的变化,并改变相邻多孔介质孔隙率的差值,探究了梯度多孔介质对固液相变影响的一般性规律。结果表明:相变材料的融化过程与多孔介质梯度的方向有关,沿热量传递方向梯度(x向梯度)变化对相变材料融化速率影响大,且低孔隙率多孔介质靠近高温壁面时相变材料融化速率最快;竖直方向梯度(z向梯度)变化对相变材料融化速率影响小,融化速率的不同主要体现在相变后期方腔内竖直方向温度均匀性的差异;相邻孔隙率差值的改变影响方向梯度多孔介质的传热能力。

健全科研人员全职业生涯激励制度研究

激励是科研职业的基础性问题。在科研职业化过程中,激励问题变得越来越重要,激励制度的设计也越来越复杂和专业化。科研人员激励主要受到自身和外部两方面影响,科研动机和科研能力、科研物质条件和科研交流协作构成了科研人员激励的主要影响因素。科研人员的职业生涯,跨越准备期、早期、成长期和成熟期4个阶段,职业生涯所处阶段不同,科研人员自身需求以及外部条件也存在很大不同,客观上要求激励目的和手段更加具有针对性。本文在激励理论的基础上构建科研人员全职业生涯激励框架,经过分析认为我国科研人员激励制度的设计还存在面向全职业生涯的针对性不够问题,为此提出构建和完善新时期科研激励基本框架、针对职业生涯不同阶段进行针对性的激励设计等建议。

梯度骨架-翅片结构强化传热的模拟研究

添加金属骨架是提高相变材料热性能的有效途径之一。为了探究含金属骨架相变方腔内部因对流而导致融化不均的问题,采用有限元方法,数值模拟了4种骨架(均匀骨架、梯度骨架、均匀骨架-翅片、梯度骨架-翅片)的融化过程。结果表明:4种不同结构的金属骨架中,梯度骨架-翅片结构具有最优的传热特性,翅片的存在提高了方腔内部相变材料的融化速率,缩短了融化时间;添加翅片还可以改善复合相变方腔内部温度的均匀性;以添加均匀骨架腔体为基准,含梯度骨架-翅片结构复合相变方腔的蓄热率提高了24.83%;翅片结构参数也影响相变方腔的传热特性,当翅片层数为2层、间距为4 mm、厚度为0.4 mm时,梯度骨架-翅片结构具有较好的传热特性。

美国能源部国家实验室培养科技人才的做法与经验

美国能源部国家实验室是世界上先进的科学研究系统之一,在探索前沿科学方面发挥引领作用,在培养科学人才方面也发挥了重要作用。数十年以来,美国能源部国家实验室广泛参与科学人才培养工作,形成了覆盖美国基础教育(K-12)至大学本科、研究生、博士后全阶段的科学人才培养体系,通过提供独特的资源和实践训练,对教育体系中的科学教育形成了有力补充。美国国家实验室实施了丰富多彩、对接前沿科学的各类教育项目,为中国提供了有益的借鉴。

含V形结构金属骨架石蜡的相变传热特性研究

在节能减排的背景下,新能源的开发和利用对国家发展至关重要,相变蓄能技术可以解决新能源时间和空间不匹配的问题。文章构建了V形结构金属骨架,对纯石蜡方腔、含均匀结构金属骨架石蜡方腔、含V形结构金属骨架石蜡方腔的模型,采用有限元方法数值模拟并分析了不同模型的熔化速率、蓄热速率和局部热非平衡效应。结果表明:添加金属骨架有利于相变材料的熔化,其中V形结构金属骨架的效果更好;与均匀结构金属骨架相比,V形结构金属骨架具有更加明显地提升相变材料蓄热速率的效果;在传热前期,V形结构金属骨架的局部热非平衡效应更明显,而在传热后期,其温度均匀性更好。

含金属骨架复合PCM融凝过程传热特性研究

为探究不同材料(Sn、Al、Cu)金属骨架对相变材料融化和凝固的影响,采用焓-孔隙率方法对复合相变材料进行三维数值模拟研究。结果表明,添加金属骨架可以加快相变材料的融化和凝固速率,并改善相变材料内部温度均匀性;对于融化过程,含不同材料金属骨架复合相变材料均受导热和自然对流的综合影响。对于凝固过程,骨架材料导热系数较低时,相变凝固受导热和自然对流对流共同影响,导热系数较高时,相变凝固主要受导热影响,自然对流的影响可以忽略不计;不同材料骨架对复合相变材料的蓄热量和放热量影响相差较小,但是随着骨架导热系数的增加,复合相变材料的蓄热率和放热率均增大。

不同梯度尼龙骨架对相变材料传热过程的影响

在纯相变材料中分别加入7种不同梯度的尼龙骨架,建立7种复合相变材料(XZ正梯度、XZ负梯度、均匀无梯度、X正梯度、Z正梯度、ZX正梯度、ZX负梯度)的三维模型,通过数值模拟方法研究不同梯度尼龙骨架对相变材料传热过程的影响。采用有限元法模拟矩形腔内石蜡的相变过程,分析加热过程中复合相变材料的液相率分布、温度变化、内部温度均匀性。结果表明:含尼龙骨架的矩形腔与纯相变材料相比,尼龙骨架起到阻碍自然对流的作用,隔热效果更好;沿次对角线方向孔隙率依次增大的尼龙骨架更有利于增强相变夹层的隔热效果;沿次对角线方向孔隙率依次增大的尼龙骨架升温最慢且内部均匀性最差,适合作为墙体内相变夹层中的梯度骨架结构。

金属骨架结构对相变材料熔化过程的模拟研究

将金属骨架加入到纯相变材料(石蜡)制备复合相变材料,以纯相变材料、复合相变材料为研究对象,建立数学模型。采用有限元软件模拟相变材料的熔化过程。结果表明:均匀、x、y、z-复合相变材料完全熔化时间分别为460 s、660 s、460 s、470 s,减小x方向圆柱骨架半径可使完全熔化时间增加43%,减小y方向的圆柱骨架半径对完全熔化时间无影响,减小z方向圆柱骨架半径可使完全熔化时间增加2%。在相同时间内,复合相变材料的液相率明显高于纯相变材料,纯相变材料、均匀、xy-复合相变材料完全熔化时间分别为1245 s、460 s、355 s,均匀、xy-复合相变材料的完全熔化时间分别比纯相变材料缩短了63.1%、71.5%。研究表明,金属骨架的加入可明显改善换热状况,xy-复合相变材料在强化换热方面优于均匀-复合相变材料。

空气导流板对天然气燃烧器降低排放的影响

采用数值方法模拟了14MW天然气燃烧器的燃烧性能,分析了加装空气导流板后,过量空气系数在1.05、1.10、1.15、1.20、1.25时,炉膛内的速度场、温度场,研究了空气导流板和过量空气系数对降低NOx排放的影响。结果表明:配有空气导流板的燃烧器的炉膛内产生了中心回流区,温度梯度变小,切向速度峰值增大,炉膛尾部NOx排放量由58mg/m^(3)下降至50.61mg/m^(3),降低了12.7%;在本文的研究范围内,加装空气导流板的燃烧器随着过量空气系数的增加,炉膛尾部NOx排放量开始有逐渐减小的趋势,在过量空气系数为1.15时达到最低值37.56mg/m^(3);然而当过量空气系数大于1.20时,炉膛内开始出现火焰贴壁现象,不再有利于降低NOx排放量。

3D打印共面穿刺模板辅助CT引导下肺原发小微结节穿刺临床研究

目的评价3D打印共面穿刺模板(3D-PCPT)辅助CT引导经皮穿刺活检术在肺原发小微结节诊断中的应用价值。方法对43例肺原发微小结节患者行经皮肺穿刺活检及诊断,评价3D-PCPT辅助CT引导下肺穿刺活检的穿刺成功率、恶性肿瘤诊断率及并发症发生率,并对与上述指标可能有关的因素进行相关性分析。结果43例患者均顺利完成穿刺操作。穿刺病灶直径为0.45~2.00 cm,中位直径为1.50 cm。35例患者采用1~2根定位针,8例患者未应用定位针;36例患者进行了1~2次活检,7例患者因取材不满意进行了3~4次活检。病理学诊断有1例患者无阳性结果,穿刺成功率为97.7%(42/43),恶性肿瘤诊断率为69.8%。并发症:针道出血发生率为62.8%(27/43),气胸发生率为30.2%(13/43),1例(2.3%)患者需胸腔闭式引流,2例(4.7%)患者出现术后咯血,所有并发症经对症处理后均康复。病灶直径与1次活检成功率、恶性肿瘤诊断率、针道出血发生率相关(P﹤0.05),病灶越小,1次活检成功率及恶性肿瘤诊断率越低,针道出血发生率越高。定位针与1次活检成功率相关,应用定位针者的1次活检成功率明显高于未应用定位针者(P=0.006)。结论 3D-PCPT辅助CT引导技术具有良好的临床应用可行性,有助于使穿刺技术流程标准化,值得进一步推广,有较好的临床应用前景。

完善促进科技人才成长成才的政策体系

党的二十大报告为如何完善促进科技人才成长成才的政策体系提供了基本遵循,党和国家高度重视科技人才政策体系建设,当前覆盖科技人才成长成才各个环节、链条的政策体系已基本形成,对于促进科技人才成长成才发挥着重要的推动作用。1.科技人才政策体系建设进展通过对党的十八大以来我国科技人才政策制定和出台情况的系统梳理,发现其呈现出3个主要特点:一是文件数量多,2013年以来,党中央、国务院,以及各个部门出台的与人才有关的政策文件达到近300个。二是供给强度不断提升。与“十二五”相比,“十三五”时期出台的政策文件大幅度提升,特别是2020年和2021年,年均出台政策文件达到50多个。

从被诉案件看中国科技创新政策与世贸规则的协调

自2001年加入世界贸易组织以来,中国科技创新政策的被诉案件已有12起,并在近年显示出更加频繁被诉的趋势。从被诉案件以及规则相关程度分析,补贴、国民待遇和知识产权是中国科技创新政策与世贸组织规则协调的重点问题。本文同时发现,中国科技创新政策被诉存在三个系统性的影响因素,包括科技与经济结合的因素、产业竞争的因素以及制度差异的因素。这些因素的长期化和显性化,意味着中国科技创新政策将面临更高的被诉风险。

面向科技创新智库的思想市场机制建设

思想市场是智库发展的基础,智库体系的建设和完善取决于市场深化程度。当前,我国科技创新智库体系建设存在市场化发育不足、智库功能有差距、市场供需机制和价格机制未有效形成等问题,应从建立和完善市场机制入手,发挥市场价格机制、供求机制及竞争机制的基础性作用,促进各类主体衔接协作、供需紧密对接,建立和完善我国科技创新智库体系。

胆总管结石的临床超声诊断价值探讨

目的探讨胆总管结石的临床超声的诊断价值。方法选取本院收治的40例胆总管结石患者进行研究,患者均行超声检查,并与胰胆管逆行造影(ERCP)取石术结果进行对比。结果本组40例患者均经胰胆管逆行造影(ERCP)取石术确诊为胆总管结石,其中梗阻性结石31例,占77.5%,非梗阻性结石9例,占22.5%;术前本组患者分别行CT诊断及CT联合超声诊断两种方式检查,分别记为CT组与超声组;超声组患者经超声诊断确诊率为92.5%,漏诊率为7.5%;CT组诊断准确率为75.0%,漏诊率为25.0%;超声组确诊率明显高于CT组,漏诊率明显低于CT组(P<0.05);定位诊断:经ERCP证实本组40例患者中29例为胆总管上段结石,占72.5%,7例为胰腺段结石,占17.5%,4例为壶腹段结石,占10.0%;超声定位诊断与ERCP检查的符合率为92.5%,CT诊断定位诊断与ERCP检查的符合率为72.5%,超声组明显高于CT组(P<0.05)。结论在常规CT检测的基础上采用超声诊断方式对在胆总管结石患者进行检查可发挥一定的作用,具有较高的诊断准确率;且可为结石定位提供一定的参考,可作为ERCP取石术前的常规检查,值得在临床上推广应用。

外来入侵植物的生态控制

外来入侵植物生态控制方法是指通过对生态系统中植物、微生物和生态环境要素的生态调控,从而防控外来入侵植物的方法。外来植物入侵的防控难点在于,利用现行的物理、化学和生物控制外来入侵植物后总是再次反复爆发。如何解决反复爆发成了的共识的世界难题。近期中外学者提出生态控制方法,以期解决外来入侵植物反复爆发的这一难题。本文在总结学科该领域的前沿研究结果的基础上,结合我们团队的研究实践,对生态控制的基本理论和方法进行综述,试图阐明外来植物入侵生态防控的4个方面研究:①土著植物控制机制;②植物-微生物反馈机制;③化感作用机制;④生态环境调控机制。以期为解决外来入侵植物反复爆发的这一世界难题提供理论基础与实践依据。

城市黑臭水体长效治理方法初探——以福州市茶亭河为例

城市黑臭水体问题日益严重,很多河道治理后返淤、返臭,黑臭水体治理陷入反复治理的恶循环。为打破这种恶循环,以福州市茶亭河黑臭水体治理为例,初步探索了城市黑臭水体长效治理的方法。结果表明,采用河床底泥原位覆盖和再造河床活性底泥等关键技术,能全面有效地控制水体底泥污染,提升水体自净能力,重建河道的自净化生态系统,最终达到黑臭水体长效治理。