质子交换膜燃料电池（PEMFC）因能量转化率高且环境友好，成为新一代能源动力的选择。通过分析温度对PEMFC运行性能的重要影响说明对电池进行有效热管理的重要性，按照主动冷却和被动冷却的分类方式对目前PEMFC热管理的研究现状进行归纳和综述，着重介绍运用相变材料的电池热管理系统中材料的选择和强化传热的方法，并对该领域未来研究方向进行了展望。

太阳能的充分应用是解决目前人类所面临的能源短缺和环境污染的根本途径。聚合物太阳能电池作为第三代太阳能光伏技术已得到二十多年的研究，其太阳能转化效率已超过10%。回顾聚合物太阳能电池的发展历史和理论研究，太阳能电池的材料与结构对太阳能电池的效率影响很大，尤其是给体材料。从PPV类材料到PT类材料再到PCDTBT、TTBDT、BDTTPD等能级调节后的受体材料，每一次材料的升级，都能让聚合物太阳能电池的效率大幅提高。在聚合物太阳能电池的理论逐渐认识清楚，聚合物太阳能电池制作工艺不断成熟的情况下，研究新型给体材料对向聚合物太阳能电池实用化迈进尤为重要。

最大反应速率到达时间（TMR_ad）是物质热危险评价中一个非常重要的参数，常用于评估绝热条件下物质或混合物发生分解反应的可能性。传统的TMR_ad计算方法需要计算物质或混合物的分解动力学参数和热力学参数，如指前因子、活化能、反应级数和分解反应热。为了使用绝热加速量热仪（ARC）计算TMR_ad，需要用测得物质或混合物完整的放热曲线来计算动力学参数。然而，在实际的测量中，由于放热机理复杂或实验安全的考虑，常常难以得到完整的放热曲线，即没有放热终点。在这种情况下，传统的TMR_ad计算方法就失效了。因此，提出一种可以适用于这种情况计算TMR_ad的新方法。实验验证结果表明这种方法亦可以用于计算拥有完整放热曲线的TMR_ad。

在制冷空调的满液式蒸发器中，制冷剂在壳侧沸腾蒸发，管内为水的单相对流传热。实验研究了高热通量下R134a在一根光管和一根强化管（No.1）外的池沸腾传热，并将光管实验结果和Cooper公式进行了比较。在不同的饱和温度下，热通量10～250 kW·m^-2的范围内，研究了R134a在光管和强化管外的沸腾传热系数随热通量的变化关系。光管和强化管外径分别为15.93 mm 和 25.36 mm。通过研究发现，在热通量10～250 kW·m^-2的范围内，光管的池沸腾传热系数和Cooper公式符合较好，偏差小于±15%。在双对数坐标下传热系数和热通量实验结果拟合直线斜率为0.67。在较高热通量，即热通量大于250 kW·m^-2时，光管的传热系数相对Cooper公式偏差开始增大。对于高效管，在小于40 kW·m^-2热通量下的传热效果最好。强化管的强化倍率随热通量增加一直减小，在较高热通量250 kW·m^-2下，强化管的传热系数和光管相同，甚至比光管小。

利用VOF多相流模型对R32在1、2 mm水平光管内流动沸腾换热进行了二维非稳态数值模拟。模拟的工况为：质量流速100 kg·m²·s^-1，热通量12 kW·m^-2，饱和温度15℃。模拟结果显示：2 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、弹状流；1 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、受限泡状流、弹状流。利用模拟所得气相体积分数分布、温度分布，分析了R32管内流动沸腾过程中的基本规律和气泡运动特点，以及管径对流动沸腾换热过程流型的影响。利用数值模拟结果与实验结果进行对比，显示较好的一致性。

毛细压力与饱和度的关系是多孔介质多相流最基本、最重要的关系之一。综述了毛细压力与饱和度关系的研究现状，列举了多种毛细压力与饱和度关系模型，展现了Leverett-J函数的发展历程。在此基础上以单个球形空腔内气液两相流体为研究对象，依据几何分析推导得到了固液接触角分别为10°、30°、60°和90°时毛细压力随饱和度的变化关系，计算结果与文献中的实验结果具有相同的变化趋势，从而很好地说明了毛细压力与饱和度关系曲线的变化特征。

以去离子水为实验工质，在窄缝宽度δ=3、4 mm，质量流速G=143、300 kg·m^-2·s^-1，主流过冷度ΔT_sub=17、25℃，热通量q=1～20 W·cm^-2的参数范围内，对常压下竖直窄缝通道内向上流动过冷沸腾的换热规律进行了实验研究。对不同宽度窄缝通道内的同一区域过冷沸腾气泡演变过程进行了可视化实验分析，发现窄缝宽度因素对过冷流动沸腾的流动换热特性和壁面核化特性影响显著，其中包括沸腾起始点ONB，压降ΔP，传热系数h，汽化核心密度N_a，气泡脱离直径D_d，气泡脱离频率f等。

采用分子动力学的方法，进行了在不同高压电场作用下，甲醛分子在纤维素Iβ中扩散运动的模拟。结果表明：当电场强度从0增大到10⁹ V·m^-1时，扩散系数由5.64×10^-10 m²·s^-1增大到7.768×10^-10 m²·s^-1，增大了约38%，说明高压静电场加强了甲醛分子在纤维素Iβ中的扩散运动，提高了扩散系数；电场强度能有限增强纤维素链的整体移动，并不会破坏纤维素的稳定性；高压静电场的施加，改变了甲醛分子与纤维素Iβ相互作用，提高了静电作用、范德华作用和总相互作用。

利用FLUENT软件对蒸汽喷射器复杂的内部流场进行数值模拟计算，并对喷射器内部流体流动过程中压力、速度等参数的变化规律进行分析研究，重点讨论了混合蒸汽压力和主喷嘴出口直径的变化对蒸汽喷射器引射性能的影响。结果表明：蒸汽喷射器存在一个临界出口压力，主喷嘴出口直径存在一个最优范围，此时喷射器的引射性能达到最佳，而且激波的耗散损失较小。

等离子弧焊接中，强电弧可以穿透工件，在焊接熔池内形成一个充满高温电弧的小孔，热量由小孔内的电弧直接传输给下部工件，有利于焊接大厚度的工件。针对移动焊接工况开发出一种耦合小孔演变的热源模型。上表面采用双椭圆面热源，有效地表征工件运动引起的热量不均匀分布；下部采用动态增长的椎体热源，热源作用区域随小孔生长而增大。应用流体体积函数法（VOF）追踪小孔界面，将小孔深度作为热源参数调控热源动态增长。数值模拟获得了移动焊接的小孔传热机理和相应的温度场，同时详细考察了小孔界面及熔池内流动的演变过程。通过实验对比焊接熔池的形状尺寸，验证了该模型的正确性。

低温腐蚀是造成换热设备失效并降低其经济性的重要原因。基于汽液平衡理论和多组分扩散影响数值模拟了不同换热管管壁表面及翅片表面酸露点温度和酸蒸气、水蒸气冷凝沉积速率等影响低温腐蚀的相关因素，数值预测了换热表面局部酸露点温度，为换热器精细设计提供指导。结果表明，燃料类型、飞灰颗粒和翅片结构均会对换热表面酸露点温度造成不同程度影响。燃料类型决定烟气成分和燃烧温度，对酸露点温度影响较大；烟气中飞灰颗粒的存在会降低酸露点温度；翅片结构能够改变周围烟气速度，影响酸露点温度和壁面上酸蒸气、水蒸气冷凝沉积速率。基于以上数值研究提出丁胞和矩形纵向涡复合H型翅片结构可降低壁面上烟气酸露点温度，降低酸蒸气、水蒸气冷凝沉积速率。

采用SIMPLE算法，对不同几何结构圆内开缝圆自然对流换热进行数值模拟，研究了开缝度、半径比改变对流动换热的影响。结果表明，在相同条件下计算数值结果与已有的实验结果吻合良好；把内圆开缝可以强化换热，但并非开缝度越大换热越好；半径比对换热效果产生影响，表现为半径比越小，环形空间越窄，换热效果越差。随着半径比的增大，K_eq显著增加，当半径比超过2.0时，K_eq基本保持不变。

建立了液滴在高温对流和辐射环境中的受热和蒸发模型，结合液滴均质沸腾模型，编制了计算程序。以正十二烷液滴为例，考虑液滴的膨胀效应以及液滴与周围气流的热物性变化，数值模拟了高温辐射与对流加热下的液滴升温和蒸发过程。分析了不同对流和高温辐射条件下，液滴内部是否能够发生沸腾。研究表明，液滴在高温辐射和对流加热下，蒸发伴随热膨胀；高温热辐射加热可导致液滴内部温度高于表面温度，升温到一定程度后可达到液滴内部沸腾状态；影响液滴沸腾的因素有液滴半径、辐射温度、环境气流温度等；同时，随着液滴蒸发，高温环境中液滴的沸腾过热度逐渐增大。

传统上，湿空气流经除湿换热器的热质传递过程被认为是耦合过程，这使得研究该过程的热质传递规律及除湿换热器的优化设计变得十分困难。为此，在对实验结果分析的基础上，通过少量的近似处理，提出了一种的对该热质传递过程进行解耦分析的处理方法，从理论上揭示了该类型的单元式固体吸附除湿空调具备天然的温湿度独立处理能力，为后续的空调系统性能分析及除湿换热器的优化设计提供了一个简单有效的分析方法。

根据体表红外热像图获得体内异常热源信息可抽象为一个含有未知内热源的导热反问题，其求解过程需要对计算区域内温度场进行反复计算，对于复杂的三维物理模型反演过程耗时较长。采用粒子群算法用以反演未知参数，并结合最小二乘法对部分粒子位置对应的目标函数值进行预测。在反演过程中，对远离群体的粒子进行位置的重新分配，避免计算资源的浪费。分析不同预测系数对粒子搜索过程的影响，采用了线性递减的预测系数。数值验证结果表明：基于最小二乘法预测的粒子群算法能在保证反演精度的前提下减少导热问题计算次数，缩短反演所需时间。

板式换热器在工业生产中广泛应用。基于换热器(火积)耗散热阻理论，采用数值模拟和实验相结合的方法对新型蜂窝板式换热器进行研究。结果表明数值模拟和实验结果在合理的误差范围内，验证了数值模拟的可靠性。新型板式换热器内部蜂窝结构附近的速度场出现规律的周期性变化，流体湍流强度增加，提高了换热效率。新型板式换热器换热量与其(火积)耗散和(火积)耗散热阻呈反比例关系，这为新型蜂窝板式换热器的优化提供了理论依据，并为工业生产提供参考。

通过对MIG坡口焊接工艺过程的分析将三维焊接物理过程简化为二维数理模型，建立移动高斯热源模型用于描述电弧与工件的热作用，建立熔池内的CFD模型用以描述熔池内熔化／凝固过程的流动传热传质现象，对典型V型坡口焊接过程进行实验和数值模拟研究，通过与实验得到的工件截面金相图对比分析验证了数理模型的准确性，最后对数理模型中高斯热源参数及熔池流动的驱动力机理模型进行了进一步讨论。结果表明通过合理的模型参数选择二维数理模型可以准确地分析MIG坡口焊过程熔池的演变过程。

采用移动计算域方法研究0.5 mm毛细管内充分发展的气液Taylor流动换热特性，分析了Taylor气泡的形状、压降与换热特性。结果表明，随着入口Reynolds数Re的增大，气泡尾部的不稳定区域增大，液膜厚度逐渐增大，气泡长度变长；随着气泡体积分数ξ_g的增大，气泡形状基本不变而长度逐渐增大。阻力因子f随Re、ξ_g增大而降低，两相阻力系数高于单相的情况。平均Nusselt数Nu_tp随Re增大而增大，增大趋势逐渐降低；随ξ_g增大而线性降低。Taylor流的Nu_tp为单相的1.2～3倍，强化换热效果。

采用数值计算方法研究设置在电站系统中空气流道内集热面上的三角形小翼对立式太阳能热气流发电系统非稳态自然对流流动及传热的强化作用，分析了肋对数、肋倾角、布置方式对系统进出口气流的温升、速度差的影响，并结合场协同原理对其强化太阳能热发电系统传热的效果进行评价。结果表明：空气流经三角形小翼时温度梯度增大，换热增强，系统进出口气流温度差、速度差大幅增大；随着肋对数的增加，气流受到的扰动作用增强，速度与温度梯度的协同角减小，但相应也使气流的流动阻力增大，能量损失增大，肋倾角取45°时系统进出口气流速度差最大；三角形小翼成对布置在竖直矩形通道内时，叉排布置效果优于顺排。

针对工程中广泛存在的管内层流换热传热系数低的问题进行了强化传热研究，并在传热强化理论的指导下，开发了一种新型变截面换热管。分别建立不同参数下的新型变截面换热管和普通圆管模型，采用大型CFD分析软件FLUENT借助数值模拟的方法，研究新型变截面换热管结构对管内层流换热的影响。研究结果表明，该新型变截面换热管在层流情况下可较大程度地强化管内换热，而其流阻增加较小，具有良好的综合强化传热性能。在本文研究的范围内，变截面换热管的Nu和η均随L₁/d_i或L₂/d_i的减小而增大，且η>2.22。计算结果为强化管内层流换热提供了一定的指导和理论依据。

探究了全钒液流电池在外加磁场、电场、磁电复合场下正极电解液中的钒离子在Nafion117膜上的跨膜传质过程，以及在磁电复合场下硫酸浓度和电解液添加剂对传质过程的影响。根据达西定律拟合得出相应的扩散传质系数。实验结果表明正向电场会加剧钒离子渗透，且当电场强度达到30 V·m^-1时渗透情况严重可达到无电场时的2.53倍。非匀强磁场的加入可明显降低钒离子的跨膜渗透性。且当外加磁场和电场复合场时，磁场对降低钒离子跨膜渗透的作用更加显著。实验还得出在不同的外加复合场中较高浓度硫酸有利于降低钒离子的跨膜渗透。此外丙三醇、木质素磺酸钠正极电解液添加剂的加入也降低了VO₂⁺的跨膜渗透性。

利用ANSYS软件对声表面波传感器进行温度频率特性的数值模拟研究。分析了在一定压力情况下，基于氮化铝压电薄膜铝叉指换能器的延迟型传感器结构内部的温度有限元分布情况。结果表明外界自然对流对传感器内部的温度场及应力场分布影响很小。并模拟计算出温度与输出串联谐振频率变化的关系，通过数据拟合得出，SAW传感器的输出谐振频率与环境温度变化呈良好的线性关系，因此可应用于温度的精确测试。

界面广泛存在于复合材料中，对介孔复合材料热物性起着决定性的影响，研究界面的导热特性对于认识和理解介孔复合材料的导热机制十分重要。利用非平衡的分子动力学模拟方法计算介孔复合材料中基材与填充物间的界面热阻，考察界面热阻随温度、材料质量差异的变化，进一步用界面热阻修正介孔复合材料的有效热导率。结果表明，界面热阻的数量级为10^-11m²·K·W^-1，并随温度升高逐渐降低。界面两端材料质量差异越大，界面热阻越高。可通过减小孔径、减小纳米线长度、增大纳米线间距、降低纳米线填充率来降低介孔复合材料的有效热导率。界面热阻能降低材料的有效热导率。孔径越小、纳米线间距越小、纳米线长度越长、填充率越高，界面热阻降低热导率效果越显著。

采用直接接触法提高吸附热变换器内的传热传质速率，回收热水直接生成过热蒸汽。对蒸汽生成过程进行数值建模，耦合质量、能量和动量方程。气液固的三相计算被合理简化成两个由一个移动水-气界面连接的两相区域计算。模拟研究填充床内的沸石颗粒分布如松散-密集型和密集-松散型对蒸汽生成的影响。两种填充床生成蒸汽的总质量相同。密集-松散型生成蒸汽的时间短，但生成速率快。密集-松散型生成蒸汽与入水的时间比值为58.8%，生成的蒸汽均保持在峰值，最高温度达249℃，系统整体温升达139℃，而松散-密集型生成的蒸汽仅有1/3保持在峰值。密集-松散型出口处与水-气液面产生蒸汽的质量比值大，表明该床层的颗粒分布更有利于蒸汽的快速通过。

针对泡沫流体在储层介质内的流动特点，对泡沫薄膜液在变径管内的流变学特性进行实验研究。基于两相流动假设，利用量纲分析法确定量纲1参数ΔpD/δ及（3μU/σ）^2/3。通过CO₂及N₂泡沫的实验结果发现泡沫薄膜液在变径管内流动时需克服启动压力，量纲1参数间呈明显的线性关系，而且N₂泡沫与CO₂泡沫相比具有更大的流动阻力。与直管相比，泡沫薄膜液在变径管内具有更大的流动压差。实验结果表明，对于揭示泡沫液在多孔介质中的流动机理，Herschel-Bulkley模型优于幂律模型。

设计了一种内热源盘管作为填料支架、溶液和空气采用逆流换热的内热型再生器，并将其用于一种冷凝热分段利用的热湿独立处理空调系统中，可大幅度提高再生性能。搭建了逆流内热型再生器实验台，以氯化锂溶液为除湿剂，研究了溶液温度、流量，空气温度、流量对再生热效率和再生量的影响，结果表明内热型再生过程中应尽量避免通过提高空气进口温度来提高再生性能。并将内热型与绝热型再生过程进行了对比研究，结果表明内热型再生器再生量高于绝热型再生器。

针对一种新型的外凸式波节管结合内插扭带（CT）的流动与传热特性进行了RNGk-ε数值模拟研究。数值结果与实验结果进行了对比，验证了数值模型的精确性。将CT和传统的光管结合内插扭带（ST）的流动与传热特性进行了对比研究，揭示了其复合强化换热机理。结果表明CT相比于传统的ST，传热性能以及综合传热性能最多分别提高1.48和1.3倍，并且在低Reynolds数时提高得更加明显。CT在波节与扭带的间隙区域形成了脱体涡旋，破坏了近壁面的热边界层，同时扭带增加了主流区的扰动，使得湍动能增加，因此波节和扭带的协同作用使管内达到了复合强化换热效果。

通过实验研究了去离子水和10%浓度相变微胶囊悬浮液在1 mm、2 mm管道内换热特性，结果表明：在Reynolds数Re=400～1000，1 mm管道内去离子水和10%浓度相变微胶囊悬浮液局部Nusselt数Nu_x均比2 mm 管道的小，分析其原因，这主要是由于1 mm管道壁厚管径比大导致的轴向导热比2 mm管道强引起的；1 mm管道内去离子水中加入相变微胶囊颗粒能够增强与管壁之间对流换热，且随着Re的增加，Nu_x增大，而2 mm管道内去离子水中加入相变微胶囊颗粒，构成10%浓度相变微胶囊悬浮液，表现出比水更差的换热特性，并且随着Re的增加Nu_x降低。

为解明钝体绕流机理，设计了开式低速循环水槽，建立了钝体绕流实验平台。采用粒子图像测速法（PIV）和染色法，对钝体绕流特性进行实验研究。采用INSIGHT 4 G进行全面调控。通过检测水槽不同高度激光面上的流动状态验证实验台稳定性。将PIV及染色法所得数据与已有模拟及实验结果进行对比，验证了实验方法正确性。选取过渡流下特定钝体（圆柱）进行周期研究，探寻钝体绕流周期性。并分析圆柱、方柱绕流在不同Reynolds数下的流动特性异同。实验表明：Re=200时，在一个周期内，圆柱周围正涡、负涡周期性脱落，正涡逐渐形成、增强、消散，负涡也在对应的位置循环发展。通过圆、方柱流动实验对比可知，圆柱绕流分离点不固定而方柱绕流分离点固定，位于其前后锐边上。

以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型，考虑一、二次侧流体的共同作用，进行蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值模拟。计算结果表明：所采用的双向流固耦合方法能较好地捕捉到蒸汽发生器传热管的位移变化规律，传热管中心截面的位移最大，且平衡时向第3象限偏移，由于流体弹性不稳定性的影响，X、Y方向的位移大小并不相等。沿传热管高度方向应力关于中心截面（0.5 m）对称分布，固定端附近由于固定约束的作用产生应力集中应力最大。不同截面上应力沿圆周方向的分布规律相似，受传热管位移的影响关于20°和200°所连的直线对称分布，在20°和200°附近出现应力极值。蒸汽发生器传热管双向流固耦合方法可为蒸汽发生器安全运行提供理论参考。

采用不同浓度的羧甲基纤维素钠（CMC）溶液替代菌丝发酵液进行两种桨型组合（三层平直叶圆盘涡轮，3PY和底层半圆管圆盘涡轮HY及上面两层三宽叶翼型轴流桨KCXu，HY+2KCXu）的功率消耗和体积氧传质系数研究。结果表明：相同功率下，低浓度CMC溶液中上翻操作的HY+2KCXu组合的传质能力更好，但是随着黏度的增加，两种组合的传质能力趋于相同。同时采用两种桨型组合进行黑曲霉产糖化酶的发酵实验，通过调节转速实现两种桨型下发酵罐内菌体的氧摄取速率相近，通过对产酶量、菌形、发酵液流变特性以及反应器内的传质能力对比研究发现：发酵过程中装有HY+2KCXu组合的罐内发酵液的表观黏度低于装有3PY组合的罐，HY+2KCXu罐内似乎更容易形成菌球，菌球的形成降低了发酵液的黏度，传质系数增大，从而提高了产酶效率。

为了增加大螺旋角下单位长度换热管上螺旋折流板数量提高换热，提出三螺旋折流板导流结构，对设置三螺旋折流板后壳程流体的流动与传热进行了数值模拟，重点考察了Reynolds数Re=1391～4174时的壳程压降及对流传热系数，与设置单螺旋折流板的对比结果表明：三螺旋折流板换热器壳程对流传热系数高27.9%，JF因子高13.67%，综合传热性能更好。在此基础上运用耗散理论分析了三螺旋折流板采取不同螺旋角时对换热效率的影响，发现由传热引起的耗散率随Reynolds数变化规律与壳程对流传热系数随Reynolds数的变化规律类似，相同流量条件下螺旋角为64.8°的换热器耗散率最小。另外，中心换热管与壳壁附近换热管的传热系数比较结果显示，中心管热交换量均低于壳壁附近换热管热交换量。

准确预测直流蒸汽发生器流动沸腾及蒸干对其设计、安全可靠运行极其重要。通过对B&W公司直流蒸汽发生器进行合理简化，引入两流体三流场数学模型及壁面热通量分区模型，分别进行基于常热通量和耦合传热的蒸汽发生器流动沸腾数值模拟。结果表明：蒸干发生时传热性能急剧下降，常热通量边界下壁温升高的幅度相当大（约300 K·m^-1），而耦合传热边界下壁温飞升幅度约为25 K·m^-1，与实际情形相一致；两种热边界中预热区会发生过冷沸腾，壁面处传热由液相对流换热、淬火换热和蒸发换热3部分构成，核态沸腾区蒸发换热为主要换热方式，同时伴随着液相对流换热和淬火换热，蒸干发生时淬火换热和蒸发换热全部降到0，在蒸干后传热区域换热方式为气相对流换热。

对质量流量为38～132 kg·m^-2·s^-1的蒸汽/氮气混合气在水平矩形通道内的凝结换热过程进行了实验研究，研究了氮气含量、混合气质量流量以及冷水质量流量对蒸汽凝结换热的影响。结果表明：在蒸汽流速较高时，不凝气对蒸汽凝结换热的削弱相对较少——8%的不凝气使汽侧凝结传热系数平均下降了26.4%；蒸汽的凝结传热系数随着混合气质量流量的增加而增加、随着冷水流量的增加而下降；此外，通过研究还发现，沿着混合气流动方向，蒸汽凝结传热系数逐渐减小。

基于Material Studio（MS）软件平台，构建了含有磺酸根和羧酸根双功能化基团的新型聚降冰片烯类质子交换膜模型。通过改变3种结构单元NBSC、DCNM以及DCNM-N的不同配比，探究了不同羧酸根含量对质子交换膜性能的影响，同时分析了质子交换膜的微观结构以及H₂O和H₃O⁺等小分子的输运特性。计算结果显示，H₂O和H₃O⁺的均方位移和扩散系数随着羧酸根含量的增加而逐渐减小。在298 K条件下，3种质子交换膜的质子传导率分别为22.75、46.14、56.77 mS·cm^-1。表明随着羧酸根个数的增加，质子传导率不断增大，但增幅先增大后减小。

以碱法水热合成径向尺寸6～10 nm的CeO₂纳米棒，采用湿法浸渍在纳米棒上负载不同含量的Co氧化物。通过实验探究Co含量改变对脱硝性能的影响原理，实验结果显示浸渍方案为3 g CeO₂∶30 ml 10%（质量分数） 硝酸钴溶液时，脱硝效率最高，在NO与CO摩尔比为1∶5，体积空速为30000 h^-1，无氧状态下，250℃ 即能达到70%以上的效率。采用氮气吸附、XPS、TEM以及XRD测试不同钴含量催化剂的物化性质，与催化性能结果比对分析后得出Co的添加是通过改变催化剂表面的活性官能团来提高效率，其中Co₂O₃对于催化CO与NO_x进行反应具有较高的效率，提高催化剂中Co₂O₃的比重可以将高效率温度段降低，CoO在一定程度上对CO与NO_x反应具有负面作用，而Co₃O₄对低温阶段N₂O选择性影响较大。

为了排除载体孔结构变化对催化性能的影响，研究了二氧化钛改性α-氧化铝载体对银催化剂催化乙烯环氧化反应性能的影响。研究结果表明，二氧化钛表面改性α-氧化铝载体对载体的比表面积、孔结构无明显影响；载体表面改性导致催化活性组分银在载体表面均匀分散，分散状况明显改善；经二氧化钛改性后载体表面与银的相互作用增强；对单负载银催化剂，由改性载体制备的银催化剂的活性和选择性均下降，改性对催化性能明显不利；对于共浸渍法制备的多组分银催化剂，低温焙烧对催化性能不利，而由经1000℃高温焙烧的二氧化钛改性载体制备的银催化剂的催化活性明显提高。研究表明，载体表面等电点降低及其与银的强相互作用是造成催化剂上金属银良好分散的主要原因；此外，银催化剂助剂的存在减弱了二氧化钛改性载体与银之间的强相互作用、抑制了环氧乙烷（EO）深度反应的活性，两者协同作用提升了多组分银催化剂的催化反应性能。

离子液体（C₂H₅）₃NHCl-xFeCl₃（FeCl₃摩尔分率x≥0.55）对异丁烯齐聚反应具有良好的催化性能。在反应温度40℃，反应时间30 min，酸烃比为1.2∶1的条件下，异丁烯齐聚转化率达到85%，液相产物中二聚物和三聚物的含量之和达到80%以上。在离子液体中引入适量CuCl可以提高异丁烯的转化率。当CuCl/[（C₂H₅）₃NH]Cl-0.6FeCl₃的摩尔比为0.25时，异丁烯的转化率达到98%，液相产物中二聚物和三聚物的含量之和高达90.20%。

采用一步包覆法成功地将磷钨酸（HPW）固载到多金属有机骨架MIL-101中，将其作为催化剂，氧气（O₂）作为氧化剂，用于催化氧化模拟油品的脱硫实验。系统地研究了氧气流速、反应温度、硫含量对脱硫效率的影响，筛选出最佳反应条件，同时考察了空气作为氧化剂用于油品脱硫的可行性。结果表明，当初始硫含量为350 μg·g^-1，氧气流速为90 ml·min^-1，反应温度为75℃，催化剂用量占模拟油品质量的1%，反应时间60 min，二苯并噻吩（DBT）的转化率可达74%。此外，通过重复利用实验证明催化剂有良好的再生活性。

以聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇（PBA-2000）和甲苯二异氰酸酯（TDI）为主要原料合成水性聚氨酯膜，并对苯/环己烷混合液渗透蒸发性能进行测试，讨论了苯/环己烷混合体系的渗透蒸发分离过程特点。结果表明，当膜厚度增大时，分离因子提高而渗透通量随之下降，这个变化趋势在膜较薄时很明显，达到一定厚度后则变化比较平缓；膜下游侧真空度提高会同时提高膜的分离因子和通量；增大料液中苯的浓度，提高料液温度会提高通量并降低分离因子。液体被分离组分在渗透蒸发膜中经历了吸附溶胀-膜内汽化-气体扩散的质量传递过程，“干区”对分离的影响作用更加显著。

采用CaHPO₄·2H₂O-H₂SO₄-H₃PO₄-H₂O体系模拟湿法磷酸生产过程，以磷矿浆成分为依据，在单因素条件下分别研究Al³⁺、Na⁺和Mg²⁺对结晶和CaSO₄·2H₂O水洗速率的影响。研究发现：添加Al³⁺有利于CaSO₄·2H₂O晶体粒径增加；添加Na⁺使得0.9% Na₂O含量的Na⁺引起CaSO₄·2H₂O晶体团聚，有利于水洗；Mg²⁺增加溶液黏度，严重影响晶体生长和水洗速率。通过X射线衍射、扫描电子显微镜对CaSO₄·2H₂O进行表征，发现其晶体生长符合非完整光滑突变界面模型，杂质离子影响反应速率和晶面生长速度。

合成了5种功能化离子液体（[CPL][TBAB]，[CPL]BF₄，[Bmim]HCO₃，[Bmim]OAc和[Bmim]Im）以及含有相同阳离子的多酸离子液体[CPL]₃PMo₁₂O₄₀和[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀，构建了以功能化离子液体为溶剂的多酸液相氧化脱硫体系，优选出最佳脱硫剂，并考察了不同吸收温度、气体流量下最优脱硫剂的脱硫性能。结果表明[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃脱硫效率最高，优化的吸收条件为温度高于40℃、气体流量为100 ml·min^-1；[Bmim]₃PMo₁₂O₄₀-[Bmim]HCO₃可以简单地用空气再生。

在流体对流换热分析的基础上得到局部?损率的表达式，以局部?损率为优化目标，满足能量与质量守恒条件，在流动功耗为定值条件下，根据拉格朗日泛函极值原理得到?损为极值时的控制方程组，发展了最小?损优化方法。将该方法应用到椭圆换热单管中，得到优化后的速度场与温度场。优化结果表明，优化流动结构为纵向旋流，具有较好的传热及流动性能，相比未优化椭圆管综合换热性能（Nu/Nu_s）/（f/f_s）可达3.21，同时得到了纵向涡在流场中的分布情况，这对椭圆管内强化换热发展具有指导意义。

利用光全散射法，在独立模式下通过测量可见光不同波段下的光谱消光值反演几种常见粒径分布，其中正问题利用反常衍射近似（ADA）计算得到估计值，测量值通过Mie理论计算得到，反问题利用截断奇异值分解（TSVD）的正则化方法，并结合粒径分布非负和粒径分布积分和为1两个约束条件优化反演结果，通过数值模拟证明了带约束的TSVD方法在粒径分布的反演中具有更高的反演精度、稳定性和抗噪性。

环境温度和压力作为蒸汽动力系统的自然工作条件，对于动力系统尤其是增压锅炉装置运行的安全性及经济性有重要影响。建立了蒸汽动力系统仿真模型，对不同环境条件下的动力系统运行特性进行仿真研究。结果表明：环境温度越高，涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大，动力系统燃油消耗量越大；环境压力越低，涡轮增压机组辅机功率及蒸汽消耗量越大，动力系统燃油消耗量越大；动力系统负荷越低，辅助汽轮机在为压气机提供功率时所占的比重越大。

以供汽系统为研究对象，采用集总参数法建立相应的数学模型，进行充汽阀自动控制充汽和旁通阀自动控制充汽两种充汽方式的动态仿真。结果表明：旁通阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为76.3 s，充汽阀自动控制充汽时完成3次充放汽时间为62.9 s，充汽阀自动控制充汽时平均每次充汽时间减少4.5 s；两种充汽方式关键参数在充汽阶段均维持较为稳定，在阀门切换阶段存在较大波动，但压力波动均小于0.2 MPa；相同充汽方式下，汽包压力波动< 过热蒸汽压力波动< 供汽母管压力波动。

针对舰用蒸汽动力系统工况转换中主蒸汽压力调节过程波动幅度大、稳定耗时长等问题，提出一种PID和隐式广义预测控制复合的控制方法。建立包含增压锅炉、主汽轮机、冷凝器等设备的蒸汽动力系统仿真模型，并通过实验数据进行校验；采用PID-GPC隐式控制方式对仿真模型进行升降负荷实验。结果表明：PID-GPC隐式控制方法弥补了GPC隐式算法初次响应慢的缺陷，减小了动态变化过程中主蒸汽压力波动幅度，缩短稳定时间。

重点研究了纯铁（Fe）在2∶1酸性AlCl₃-氯化1-甲基-3-乙基咪唑（AlCl₃-EMIC）中的阳极行为。通过三电极体系测定了Fe在AlCl₃-EMIC中的阳极极化和不同电位下的电流-时间曲线，利用恒电位溶解计算了Fe溶解的价态，最后通过扫描电子显微镜（SEM）观察了不同电流密度下Fe的溶解形貌。结果表明：Fe表面的氧化膜会阻碍Fe的溶解，在去除氧化膜后，当电位达到-0.35 V时，Fe开始发生活性溶解，产物为Fe（Ⅱ）。Fe的阳极电流密度随电位的增加而增加，达到峰值后显著下降。小电流密度下（如2 mA·cm^-2），Fe的溶解形貌随时间的延长，呈现先点状腐蚀再均匀腐蚀的特点；而大电流密度下（如15 mA·cm^-2），Fe电极表面会生成一层固态物质，同时可见清晰的划痕，即不发生明显的腐蚀。

针对纯铁基离子液体（Fe-IL）在脱硫过程中气液传质效率较低、铁活性不高等缺陷导致的脱硫液易被击穿、硫容小和再生缓慢等问题，以铁基离子液体（Fe-IL）为基质，选用锌基离子液体（Zn-IL）、锰基离子液体（Mn-IL）和1，3-二甲基咪唑啉酮（DMI）为助剂，调节相互之间的质量比配制复合离子液体基脱硫液，并试验上述混合溶液的脱硫效果。实验结果表明，复合金属离子液体之间具有协同强化脱硫的作用，1，3-二甲基咪唑啉酮对铁基离子液体脱硫有着较好的活化作用，其中铁锌基离子液体与1，3-二甲基咪唑啉酮组成的复合液脱硫效果更为理想。

以入侵生物空心莲子草为原料，以K₂CO₃为活化剂，经一步共混活化法制备活性炭。研究了K₂CO₃与空心莲子草质量比、活化温度及活化时间对活性炭得率及吸附性能的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度下得到的活性炭进行了表面形貌观察。实验结果表明，K₂CO₃活化空心莲子草的最佳活化条件为：质量比为1.5，活化温度及时间分别为800℃，3.0 h，此时活性炭得率为13.79%，其碘吸附值及亚甲基蓝吸附值分别为1477 mg·g^-1和384 mg·g^-1。当氮气流量在20～100 ml·min^-1范围内变化时，K₂CO₃的回收率相差不大，且其回收率均能达到80%以上。SEM结果表明活化温度对活性炭孔结构具有明显影响。

高能激光武器毁伤机理的研究是对其毁伤效果进行评估的基础。基于高能激光武器的毁伤机理，对激光热破坏、力学破坏以及辐射破坏的破坏原理及效果进行分析。考虑激光辐照下不同材料表面状态的变化建立稳态与非稳态两种模型，考虑切向气流的影响开展数值仿真。此外对激光辐照能量的利用效率进行了讨论，对比了不同材料对激光的防护效果。研究结果可为激光毁伤评估提供理论依据。

研究套管绝缘纸聚合度与频域介电响应规律，提出基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。设计了油纸电容式高压套管作为被试品，开展老化试验模拟套管服役状态。获得一系列不同老化周期的套管，测试其绝缘纸聚合度和频域介电谱曲线。通过对被试套管的老化时间以及聚合度与电容量（C）、介质损耗因数（tan δ）的频域谱曲线的关系的研究，提出了一种油纸电容式高压套管绝缘状态评估的新方法，即基于绝缘纸聚合度油纸电容式高压套管绝缘状态无损评估方法。研究结果表明：（1）套管的电容量频域谱曲线在10^-3～1 Hz的频域段内能够明显随其绝缘纸聚合度的变化而变化；（2）聚合度倒数差与电容量的频域谱曲线的积分存在二次函数多项式关系；（3）在1 Hz左右频率下的介质损耗因数能够更好地反映其老化状态。

相变蓄热材料（phase change materials，PCMs）是相变蓄热技术研究的基础。针对普通相变蓄热材料热导率低的缺点，采用纳米技术改善石蜡的相变传热性能，从而提高其热导率及热扩散系数。通过纳米颗粒-石蜡复合材料熔化过程测试和纳米颗粒沉降过程观察，确定铜纳米颗粒和Hitenol BC-10分别作为实验用纳米颗粒和分散剂，在制备稳定的纳米铜颗粒-石蜡复合相变材料的基础上，对其热物性进行了实验研究。结果表明纳米铜颗粒的添加使得石蜡热导率增幅最大，实验测得固态纳米铜-石蜡热导率提高7.9%，液态提高3.8%，而固、液态热扩散系数则分别提高了20.6%和16%。

二氧化硅以其优越的耐热隔热性能引起各个行业的广泛关注。以硅酸钠为硅源、氯化铵为沉淀剂、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为分散剂，采用化学沉淀法合成二氧化硅纳米颗粒。采用TG-DSC测试分散剂CTAB的分解温度，并用傅里叶红外光谱、X射线以及扫描电镜对制备的二氧化硅粉末进行表征。结果表明，此方法制备的二氧化硅颗粒为无定形态纳米颗粒，平均粒径为80 nm。

含氟磺酸型质子交换膜是一类具有高热稳定性、化学稳定性及良好力学性能的离子交换膜，具有极其广阔的应用前景。采用⁶⁰Co辐照接枝技术，在聚偏氟乙烯（PVDF）基膜上产生自由基聚合位点，进而接枝对苯乙烯磺酰氯单体，经过一定条件酸碱处理得到一种新型偏氟磺酸型质子交换膜。并对其进行红外分析，结果显示PVDF膜上成功接枝上了对苯乙烯磺酰氯单体；定量研究了在相同辐照总剂量、不同剂量率条件下，所得质子交换膜的质子传导率、吸水率及离子交换容量与接枝率的关系，结果表明：当剂量率为40 Gy·min^-1时，所得质子交换膜接枝率为52.7%，吸水率为36.85%，80℃时质子传导率达到136 mS·cm^-1，离子交换容量为1.274 mmol·g^-1。

合成了用于辐照接枝制备质子交换膜的对苯乙烯磺酰氯单体，并采用红外光谱（FTIR）、核磁共振氢谱（¹H NMR）和核磁共振碳谱（¹³C NMR）对其结构进行了表征分析，分析结果表明：成功得到了目标产物对苯乙烯磺酰氯。基于密度泛函的量子化学方法对合成的单体进行了理论模拟，结果表明该单体具有与苯乙烯一致的电荷分布，乙烯基α碳位易发生亲电反应，β碳位易发生亲核反应和自由基反应。采用辐射接枝聚合的方法，将对苯乙烯磺酰氯单体接枝到聚全氟乙丙烯薄膜基材上并通过后处理制备用于燃料电池的质子交换膜，结果表明膜的质子传导率与接枝率正相关，在20 Gy·min^-1和40 Gy·min^-1条件下膜的室温质子传导率分别为45.74 mS·cm^-1和47.46 mS·cm^-1，20 Gy·min^-1条件下制备的质子交换膜其传导率在75℃时可达84.56 mS·cm^-1。

提供了一种在聚苯乙烯磺酸钠（PSS）的帮助下，合成氧化还原石墨烯稳定水溶液分散体的简单方法。这种方法制备的分散体非常稳定，长达几个星期都没有聚集或者沉淀。通过各种方法对材料进行了表征。扫描电子显微镜（SEM）和紫外-可见光吸收光谱的结果表明PSS紧密地包裹住了石墨烯，形成功能化石墨烯；石墨烯的亲水性大大提高。傅里叶变换红外光谱（FTIR）表明O=S=O官能团的存在，说明石墨烯中存在PSS。X射线光电子能谱（XPS）提供了C/S的原子浓度比等，进一步说明了PSS的存在。结果表明，覆盖有PSS的氧化还原石墨烯能够应用于石墨烯的复合材料中。