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鄭州大學研究生專業(yè)介紹：熱能工程

專業(yè)介紹來源：中國考研網(wǎng) 2016-07-01　相關(guān)院校：鄭州大學

熱能工程

一、學科概況

熱能工程學科（學科代碼080702）隸屬于動力工程及工程熱物理（學科代碼0807）一級學科。主要研究能源、電力、冶金、石化、輕工、食品、制藥、環(huán)保、等流程性工業(yè)中所涉及的熱能轉(zhuǎn)換工藝與裝備。培養(yǎng)學生掌握熱能工程學科扎實的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識，了解本學科的進展和發(fā)展動向，具有獨立從事本學科科研與應(yīng)用開發(fā)工作的能力，能解決本學科領(lǐng)域內(nèi)的高新技術(shù)問題。畢業(yè)研究生能熟練運用計算機，掌握必要的實驗技能和研究方法，較為熟練地掌握一門外語，并具有一定的外語聽、說、讀、寫能力，主要在能源、動力、制冷與空調(diào)、電力、化工、石油、輕工、環(huán)保、醫(yī)藥、食品、機械及勞動安全等部門從事熱能工程或相鄰學科的教學、工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)技術(shù)、經(jīng)營管理以及工程科學研究等工作。

該學科于2001年開始招收本科生，2004年開始招收碩士學位研究生，2003年被列為國家“211工程”重點建設(shè)學科。本學科現(xiàn)有教學科研人員25人，其中教授6人，副高職稱14人，博士生導(dǎo)師6人，碩士生導(dǎo)師15人，具有博士學位者8人，有6人享受政府津貼。已基本形成了一支具有較高素質(zhì)、充滿活力、老中青相結(jié)合、結(jié)構(gòu)合理的科研及教學隊伍。

本學科主要包括：工業(yè)節(jié)能技術(shù)與設(shè)備；太陽能現(xiàn)代利用技術(shù)；可再生生物能源現(xiàn)代利用技術(shù)；制冷與蓄能技術(shù)研究方向；熱力系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究等研究方向。

工業(yè)節(jié)能技術(shù)與設(shè)備研究方向：

導(dǎo)師隊伍：董其伍教授*、劉敏珊教授*、魏新利教授*、王三保副教授、劉宏副教授、吳金星副教授、郭茶秀副教授、閆水保副教授、尹華杰副教授。（帶*號者為博導(dǎo)，下同）

主要針對我國重大耗能行業(yè)如鋼鐵工業(yè)、石油化工、化肥化工、電力工業(yè)、氯堿工業(yè)等能源利用率相對較低的現(xiàn)狀，研究開發(fā)高效節(jié)能新技術(shù)、新裝備并應(yīng)用于主要耗能行業(yè)中，以提高我國的能源利用率，達到節(jié)能降耗目的，所開發(fā)的節(jié)能技術(shù)節(jié)能達到20％以上。同時針對能源、石油化工、電力等國家大中型企業(yè)一些重要設(shè)備的關(guān)鍵零部件，由于高溫、腐蝕、磨損引起的表面損傷和早期失效問題，采用先進的等離子噴涂技術(shù)，通過失效分析、數(shù)值仿真、涂層設(shè)計和工藝優(yōu)化，以有效解決大型電站鍋爐過熱器受熱面含硫煙氣的熱腐蝕、磨蝕爆管等問題；太陽能空調(diào)系統(tǒng)中蒸發(fā)器、冷凝器等表面腐蝕、氧化鋁蒸發(fā)器焊縫區(qū)堿脆開裂問題；液態(tài)排渣爐析鐵熔蝕問題，以及各類高溫、高壓閥門密封面修復(fù)、煙氣輪機零部件高溫硫腐蝕、熱磨損等表面涂層防護和延壽問題。

太陽能現(xiàn)代利用技術(shù)研究方向：

導(dǎo)師隊伍：魏新利*教授、盧景霄教授、王定標副教授、吳金星副教授、郭茶秀副教授。

重點開展第二代太陽能電池—薄膜太陽電池的研究。其技術(shù)路線是采用多晶硅薄膜為材料，研究光電轉(zhuǎn)換效率為6%左右，成本在15元/瓦左右的多晶硅薄膜太陽電池技術(shù)。同時開展儲能式太陽能空調(diào)技術(shù)的研究與開發(fā)，根據(jù)國內(nèi)外太陽能空調(diào)研究的水平和狀況以及太陽能空調(diào)在我國的應(yīng)用實際情況，著重研究適于家用的太陽能空調(diào)系統(tǒng)，使太陽能空調(diào)系統(tǒng)性能系數(shù)ＣＯＰ值達到0.5～0.6，相同制冷量的太陽能空調(diào)價格限制在目前壓縮式制冷空調(diào)價格的2倍左右，達到節(jié)能、環(huán)保、壽命周期長的目的。

可再生生物能源現(xiàn)代利用技術(shù)研究：

導(dǎo)師隊伍：魏新利教授*、盧景霄教授*、樊耀亭教授*、劉金盾教授*、劉國際教授*、馬曉建教授、張瑞勤教授、李洪亮副教授、方書起副教授。

針對代用燃料進行研究，開發(fā)生產(chǎn)變性燃料乙醇的專用吸附劑，該吸附劑的各項技術(shù)性能指標均達到國際先進水平，其性能價格比是國外一流技術(shù)（美國ADM公司谷物吸附劑）的1.2倍，是國外二流技術(shù)（分子篩吸附劑）的3倍。已完成河南省重大科技攻關(guān)項目（編號：0122032200）“含醇汽油生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)及開發(fā)應(yīng)用研究”，為新建30萬噸生物柴油廠和籌建50萬噸生物柴油廠提供技術(shù)服務(wù)。另外采用等離子體技術(shù)和熱化學方法，將生物有機質(zhì)轉(zhuǎn)化成氣體，采用相應(yīng)的凈化技術(shù)將生物質(zhì)氣中的焦碳和灰塵分離，吸收微量污染物，轉(zhuǎn)化可凝結(jié)的焦油為永久氣體，以使其成為內(nèi)燃機、渦輪機及燃料電池可用燃料和成為化學原料。此外研究開發(fā)生物質(zhì)氣合成混合燃料醇的技術(shù)，其目的在于加速生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)的更新?lián)Q代，發(fā)展高效的轉(zhuǎn)化技術(shù)、凈化技術(shù)、用生物質(zhì)氣合成混合燃料醇及用農(nóng)作物秸稈轉(zhuǎn)化為氫能的技術(shù)。

制冷與蓄能技術(shù)研究方向：

導(dǎo)師隊伍：魏新利教授*、吳金星副教授、郭茶秀副教授、閆水保副教授、尹華杰副教授。

針對相變蓄能系統(tǒng)開展研究工作，主要是解決系統(tǒng)的傳熱和優(yōu)化問題。根據(jù)相變原理、傳熱理論和數(shù)值方法，解決多種PCM的物性和外壁的邊界條件對貯（釋）熱過程的影響，掌握其固-液界面的變化規(guī)律及相變過程所需要的總時間等，由此確定系統(tǒng)性能最優(yōu)時貯熱介質(zhì)的數(shù)量和質(zhì)量，并通過可視化實驗將結(jié)果顯示出來加以驗證。

熱力系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究方向：

導(dǎo)師隊伍：董其伍教授*、劉敏珊教授*、魏新利教授*、劉宏副教授、吳金星副教授、郭茶秀副教授、閆水保副教授。

主要針對我國主要耗能行業(yè)如鋼鐵工業(yè)、石油化工、化肥化工，電力工業(yè)等能源利用率相對較低的現(xiàn)狀，研究過程系統(tǒng)能量集成、模擬與優(yōu)化理論，以能量的工藝利用環(huán)節(jié)為核心，通過分解協(xié)調(diào)，在子系統(tǒng)有效能經(jīng)濟化基礎(chǔ)上實現(xiàn)全局調(diào)優(yōu)，研究開發(fā)性能更為優(yōu)良的換熱網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并應(yīng)用于主要耗能行業(yè)中，以提高我國的能源利用率，達到節(jié)能降耗目的，為能源高效、潔凈、集約化利用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。另外針對高速或超高速旋轉(zhuǎn)機械研制可用于透平壓縮機組或透平膨脹機組轉(zhuǎn)子—軸承—供油系統(tǒng)的動力學參數(shù)和潤滑狀態(tài)控制與計算機管理系統(tǒng)，可實時監(jiān)測和控制機組心臟部分的工作和潤滑狀態(tài)，控制潤滑各環(huán)節(jié)的漏油現(xiàn)象，研制可主動控制靜、動態(tài)性能的滑動軸承，以配合潤滑控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使整個機組的能耗可降低10～15％，節(jié)省潤滑油亦可達10～15％，并可保證機組的安全、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

熱能過程裝備安全及動力設(shè)備狀態(tài)檢測與故障診斷研究方向：

導(dǎo)師隊伍：魏新利教授*、劉金盾教授*、劉國際教授*、王定標副教授、閆水保副教授、尹華杰副教授。

主要進行熱能過程中關(guān)鍵裝置要害部位的風險評估技術(shù)研究；大機組風險評估技術(shù)研究；熱能過程設(shè)備設(shè)施定量風險評價技術(shù)研究；研究火災(zāi)、爆炸和危險品泄漏等的發(fā)生機理和動力學演化過程，用數(shù)學、力學和熱物理理論揭示發(fā)生發(fā)展的規(guī)律，為預(yù)防裝備事故和控制災(zāi)情提供理論基礎(chǔ)；研究熱能裝置的損傷積累和災(zāi)變行為的演化規(guī)律、失效模式與事故特征、人機環(huán)作用規(guī)律及安全監(jiān)測與控制理論；研究動力設(shè)備在使用過程中的荷載與響應(yīng)特性、災(zāi)變行為與健康診斷；研究災(zāi)害事故智能診斷和仿真模擬技術(shù)、重大事故調(diào)查分析技術(shù)與裝備；研究災(zāi)害分析的精細模型、方法和現(xiàn)代試驗技術(shù)，提高事故分析的科學性、準確性和結(jié)案的及時性；研發(fā)新型的安全裝備及設(shè)施。目前承擔有國家和河南省安全生產(chǎn)科技支撐體系建設(shè)的重要任務(wù)。

該學科在以上幾個主要研究方向上具有較高水平和初具規(guī)模的實驗室，擁有多普勒激光測速儀、透射電子顯微鏡、X射線能譜儀、PIV粒子圖象儀、超臨界萃取實驗裝置、氣液兩相流性能測試裝置、吸收冷模試驗裝置、發(fā)酵及提取實驗裝置、高溫管板試驗裝置、換熱器試驗平臺、多功能流動與傳熱實驗臺等現(xiàn)代化分析、檢測設(shè)備，儀器設(shè)備價值2000萬元。擁有相關(guān)圖書期刊420余種7萬余冊，外文圖書、期刊150余種1萬余冊，為科研和教學提供了良好的條件。

該學科積極捕捉前沿課題，緊密結(jié)合工程實際，不斷拓寬研究領(lǐng)域，積極承擔國家和部、省級科研項目及企業(yè)委托的工程項目。

近年來，完成國家、部、省級科研項目40余項，企業(yè)委托和工程項目30余項。

該學科還積極開展國際間的合作科研，先后與美國賓夕法亞尼大學、日本東北大學；澳大利亞可丁科技大學；國立臺灣科技大學；德國ROSTOCK公司；華東理工大學；浙江大學；南京工業(yè)大學；天津大學；南陽天冠集團；濮陽大化集團。

本學科點近幾年共投入科研經(jīng)費1500余萬元，進行實驗室改造與建設(shè)。同時十分注重科技成果的轉(zhuǎn)化工作，有專人負責成果推廣工作。利用我們的技術(shù)與南陽天冠集團共建的年產(chǎn)30萬噸乙醇燃料項目被列為國家重點建設(shè)項目，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著效益。

二、主要研究成果

1.新型縱流殼程換熱器現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)研究及應(yīng)用，國家科技進步二等獎；
2.新型高效節(jié)能組合式換熱器，國家科技進步三等獎。
3.SM型氣升式發(fā)酵罐，國家科技進步三等獎。
4.新型高效水加熱器，河南省科技進步二等獎。
5.新型熱管換熱器，河南省科技進步二等獎
6.過程裝備常用零部件CAD系統(tǒng)研究與開發(fā)，河南省科技進步二等獎
7.熱力系統(tǒng)換熱設(shè)備CAD技術(shù)研究與應(yīng)用，河南省科技進步二等獎
8.NCC氨冷凝器，河南省科技進步三等獎。
9.新型廢熱鍋爐，河南省科技進步三等獎。
10.熱媒閉路循環(huán)多功能溫控裝置，河南省科技進步三等獎
11.SMK-II型列管式換熱器，化工部科技進步三等獎。
12.SMK型外管式換熱器，河南省科技進步三等獎。
13.GJ型外管式凈化器，河南省科技進步三等獎。
14.造氣吹風余熱回收裝置，河南省科技進步三等獎。

另外，還獲得省教學研究成果一等獎1項；獲國家專利14項；列入國家“九·五”重點科技推廣計劃項目3項；正式出版教材與著作9部；已完成并通過鑒定的國家級、省部級各類科研項目21項；在國內(nèi)、外正式發(fā)表論文200余篇。