热能工程

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学科名：热能工程
负责人：李九如
所属类别：学科介绍
简介：
热能与动力工程专业始建于1985年的原哈尔滨电工学院，热能工程学科现在具有硕士学位授予权,学科带头人为刘伟军教授。本学科自上世纪九十年代开始承担省部级项目，于98年开始至今已承担和参加4项国家自然科学基金项目，承担黑龙江省及哈尔滨市重大、重点科技攻关、基金及国际合作项目5项，以及其它省、部、市级基金及企业委托等各类项目15余项。在介质热管锅炉、角管锅炉研究等方面曾获教育部科学技术进步二等奖、哈尔滨市科技进步二等奖。获得国家专利6项。结合科研项目完成了具有较高学术价值的科技论文约160 篇。完成专著3部，教材6部。本学科重视培养本科生及研究生在外语、计算机应用，更突出培养能源清洁转换与利用和热力环境保护领域既有扎实的理论基础，又有较强实践和创新能力的人才，以满足社会对该学科领域的教学、科研、工程技术、经营管理等各方面的人才需求。本学科有如下二个主要研究方向： 1．洁净能源与污染控制技术 2．红外辐射加热与节能技术
研究方向及特色：
各个研究方向及其特色：一、洁净能源与污染控制技术本方向的洁净能源研究主要立足于两个方面：一是洁净煤燃烧技术；二是可再生生物质能源利用技术。污染控制研究主要重点放在粉尘收集、固体废弃物利用、烟气脱硫与脱氮及污水处理技术方面。长期以来，我国政府坚持能源开发、节能与环境保护并重的方针，把坚持洁净能源技术的开发应用作为一项重要的战略任务。本研究方向长期致力于洁净煤燃烧技术研究与开发，取得了一些可应用于工业的成果。如近几年提出的生物质型煤配方与燃烧技术，新型低NOx煤粉燃烧器、RDF垃圾混煤处理技术及排烟污染控制技术等。此外，去年创新提出了“电晕荷电煤粉的强化燃烧”构想，即“电晕荷电煤粉的强化燃烧机理与实验研究”已经获得国家自然科学基金委的项目资助。几年来，在各级学术刊物及学术会议已发表论文达80余篇，已完成各类科研项目13项，通过省部级鉴定与验收的6项，已经转让或被采用的项目3项，在研项目8项。（一）洁净煤燃烧与污染控制技术研究洁净煤燃烧与污染控制技术主要研究重点：复合强化和低污染燃烧机理；各种气、液、固燃料燃烧器的燃烧机理，结构优化及燃烧技术应用；新型除尘与脱硫技术。尤其是低压空气雾化喷嘴技术应用到上海第三炼钢厂加热炉中，效果良好；引进消化的PM燃烧器技术在实际中的应用效果明显；新型低NOX煤粉燃烧器的机理和试验研究已完成，进入中试阶段研究；多级复合式电旋风除尘器的研制已经完成，核心技术获准国家专利，并已经开始产品化推广。至今，完成省部级项目3项，在研项目3项。目前主攻方向：1．首次提出煤粉颗粒荷电与分离及强化燃烧机理； 2. 新型低NOX煤粉燃烧器技术开发与中试；3. 脉冲荷电式电旋风除尘、脱硫和脱氮机理与技术开发。以上几项特色技术处于世界先进水平。（二）新能源和废弃物能源化利用技术研究太阳能已经被深入研究和广泛利用的新能源。生物质属于清洁燃料，而且为可再生能源，其燃烧过程具有二氧化碳零排放的特点，对于缓解日趋严重的温室效应有特殊意义。我国迫切需要更科学和适当的垃圾处理方法，以缓解迅速增加的城市垃圾产量对环境带来的压力。此方向研究正是围绕这三方面主题展开，主要研究重点：生物质型煤配方与成型；生物质型煤层燃与脉动燃烧机理；垃圾型煤（RDF）化技术；型煤燃烧设备技术与应用；生物质制液体燃料技术；太阳能利用技术。尤其是在生物质型煤层燃理论和技术已经有较大突破，燃烧技术进入中试阶段研究，具有广阔的应用前景。创新提出复合垃圾衍生燃料（简称C-RDF）构想，即指由至少两类可燃的废弃物，或者一类可燃废弃物与粉煤或泥煤压制成型块的固体燃料。如，粉煤与低热值垃圾混合物压制成的型块燃料；生活垃圾与某种生物质混合物压制成的型块燃料。至今，完成省部级项目2项，在研项目4项。该研究方向的教授与导师：刘伟军教授，吕薇教授，李九如副教授，王芳副教授，王佐民副教授。二、红外辐射加热与节能技术红外辐射加热技术在航空航天技术、暖通空调、工业加热等领域，具有重要的工程应用背景。其特色在于通过红外辐射强度的空间分布、红外辐射度在被加热物体表面的分布研究，是加热器（或辐射器）发射的辐射能量尽可能及终于被加热物体表面，且能量分布均匀。通过试验与数值计算研究，进行优化设计，提高换热设备的热效率，同时减少散失到环境中热量，起到环境保护效果。此外，还研究红外干燥的节能理论与技术、流动与传热数值计算仿真技术等。该研究方向对于提高辐射加热设备、红外干燥设备的热效率积极意义，对辐射加热、干燥设备的研制具有指导作用，增强工业设备发热冷却效果，具有重要的节能增效意义。（一）辐射换热及节能设备研究辐射的方向性与均匀性直接关系到能源利用率的高低及房间等的加热环境是否舒适。与欧美、日本等发达国家相比，我国的能源利用率很低，因此，进行提高能源利用率的辐射加热方向性与均匀性研究意义重大。围绕本研究方向，几年来，在各级学术刊物及学术会议已发表论文达30余篇，其中被SCI收录2篇，被EI收录4篇，7篇一级刊物论文，出版专著2部，编审教材3部，已完成各类科研项目10项，通过省部级鉴定与验收的4项，获省级科技进步3等奖1项，获市级科技进步3等奖1项；在研项目5项；已转让或被采用的科研项目3项。到目前为止已经形成稳定的科研方向，尤其在燃气定向辐射定向机理研究及产品开发方面处于世界先进水平。（二）流动与传热数值计算仿真技术研究流动与传热现象广泛存在于热能工程、采暖通风、工业加热与冷却（热加工、电机转子发热冷却、绝缘材料特性研究、刀具冷却、电子元件冷却）等工业领域。通过数值计算与仿真计算，进行多参数优化设计，对研究过程进行机理研究，弥补试验的不足之处；同时，经优化的实验具有典型性、代表性，因而可以减少实验次数，节省试验经费。已购进大型的CFD计算软件FLUENT,为流动与传热现象计算提供软件保障,也为研究生的数值计算工程仿真能力的培养提供技术平台。几年来，该方向在各级学术刊物及学术会议发表论文达10余篇，其中2篇被EI收录。（三）节能与环境保护理论与技术研究节能与环境保护理论与技术研究作用和意义在于：促进能源高效利用、减小能源利用所产生的环境污染，建立和完善相关理论，实现技术开发和设备创新和优化。研究特点是在研究中牢牢抓住伴随能源利用中的能量浪费和造成的环境污染这两条线进行。其中，在能源利用中节能与降污染统筹优化理论和应用技术方面进行较系统的研究，编著了《节能与环境保护》的学术专著。在远红外干燥的节能理论、技术研究及应用方面取得了一些实用成果，特别是在远红外节能加热应用于软基涂层的干燥中取得了良好的效果。燃油燃烧节能、降污染方面的研究也取得了较大的阶段性成果，在国内处于领先水平。至今，已发表相关学术论文10篇，3篇被EI收录，5篇一级刊物论文。完成省部级项目2项，在研项目3项。该研究方向的教授与导师：刘兴家教授，路义萍教授，黄波副教授，韩家德副教授。

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