拥有排汗冷却技术的织物材料可以提高排汗效率，提高人体热舒适性。概述了织物面料排汗冷却技术的主要特征及实现原理，包括快速吸汗、快速排汗和提高透气性；详述了新型排汗冷却材料，包括吸湿快干纤维、表面张力驱动微流体排汗材料、水驱动形状记忆聚合物材料、吸湿膨胀多层复合材料和湿度梯度响应聚合物材料；介绍了排汗冷却材料应用在功能性衣物上的商业化进展；最后总结了各种排汗冷却技术的优缺点，并对未来研究和发展方向提出了建议。

目前，汽车已经成为人们工作和生活不可缺少的交通工具，与此同时汽车也成为环境污染的重点源头，为了节约能源，减少环境污染，实现人类社会的可持续发展，发展新能源汽车已成为世界各国的汽车生产和使用的主要趋势和基本政策。动力电池的温度控制是电动汽车的关键技术，为了解决锂电池的温度不稳定问题，提高新能源汽车锂电池的安全性能，许多学者研究了PCM应用于锂电池控温技术和热性能，并且通过加入金属、石墨、纤维素等化合物以改善电池传热性能，还用计算机模拟的方法，建立起热传导的数学方程式，为PCM在锂电池的应用提供理论依据。此外，将PCM应用于汽车尾气排放过程中的能源回收和汽车室内温度调节过程也是汽车节能的研究方向，这些过程可以采用主动式或者被动式的控温和制冷。不仅可以减少汽车运行过程中对环境的污染，节约能源，提高汽车的安全性，而且还能保持汽车在运行和停止过程中室内的温度恒定，提高车乘人员的舒适程度，有利于车乘人员的身心健康。

喷射循环和双级蒸发循环都能有效提高蒸气压缩制冷循环COP，因为它们分别降低了由等焓节流和温差传热造成的热力学损失。为了进一步提高循环能效，通过复合使用上述两项节能措施，提出了一种压缩机和喷射器耦合的双级蒸发喷射循环。通过建立新型循环的热力学模型，使用数值计算的方法验证了其显著的节能效果。在特定工况下，双级蒸发喷射循环制冷COP较简单循环、喷射循环和双级蒸发循环分别可提升20.4%、10.9%和7.4%，且该循环在使用多种不同制冷剂时均能获得能效提升效果。

LNG物性参数是LNG接收站模型建立、工艺流程模拟计算及研究必不可少的基础数据。以国外实验数据为基础，采用Aspen HYSYS软件分析评价PR、SRK、LKP、BWRS状态方程对气液相组成、焓、密度等物性参数的预测结果，比选汽液相平衡和热力学参数的计算状态方程，建立了LNG接收站储罐蒸发模型，并比较了四种状态方程的准确度。结果表明：PR方程在汽液相平衡计算方面计算精度最高，相对误差为4.70%；LKP方程计算热力学参数最准确，预测误差为2.59%。综合考虑相平衡参数和热力学参数计算精度，PR方程精度最高，预测误差为3.77%。此外，PR方程对LNG储罐蒸发和储罐压力的模拟计算值与现场数据吻合度最好，因此LNG接收站蒸发计算推荐选用PR方程。研究结果对物性参数和LNG接收站蒸发计算状态方程的选择具有借鉴意义。

分析了R161/[hmim][Tf₂N]、R32/[emim][Tf₂N]、R290/[emim][BF₄]三种工质对的热力学性能；采用NRTL模型对制冷剂/离子液体的汽液相平衡数据进行了关联；探讨了发生器出口温度、蒸发器出口温度及吸收温度对循环比、COP及?效率的影响。R32/[emim][Tf₂N]和R161/[hmim][Tf₂N]的COP相近，R290/[emim][BF₄]的COP最小；在蒸发温度、吸收温度分别是5、25℃时，R32/[emim][Tf₂N]系统的COP随着发生温度的变化可达到0.59以上，R290/[emim][BF₄]的COP低于0.1；降低吸收温度可以扩大循环的可行温度，提高COP；蒸发温度为5℃，吸收温度从30℃降低到25℃，COP可提高1.4倍以上。

采用实验方法对比制冷剂R410A在3根强化管和1根光滑管内的换热和压降特性。所有的三维双侧强化管均通过高压分层轧制制成，其立体化内表面结构分别是旋涡状凸起和船型凹坑与花瓣纹背景图案的叠加。通过热平衡分析，实验热损失小于5%。保持制冷剂侧流量不变的情况下，改变水侧的质量流率，可以通过Wilson图解法计算每个管型的水侧传热系数。经热阻模型计算，1EHT-1的管内单相换热性能最佳，3EHT次之，1EHT-2最弱。3根强化管的蒸发和冷凝换热实验结果差距较大，不锈钢的低热导率对凸起/凹坑区域的温度分布影响是主要原因。

提出一种新型半解耦式除湿热泵系统，并对该系统在夏季工况下的降温除湿性能进行了测试。结果表明，该系统可实现对空气温湿度的高效处理：送风温湿度分别为18.36℃、11.67 g/kg，送风温度波动范围仅为1℃，系统COP高达4.71。此外，还对不同新风温湿度下的系统性能进行了实验研究。

采用计算流体力学（CFD）技术数值研究了外部晃动激励下低温液氧贮箱内部热力耦合过程。计算中详细考虑了贮箱外部漏热以及气液相间传热的影响，分析了正弦激励对箱体所受晃动力、流体反作用晃动力矩、箱体压力以及箱内流体温度分布的影响。计算结果表明：外部正弦激励使箱体所受晃动力以及流体晃动力矩呈波动降低的变化；晃动使过冷液体对过热气相以及高温壁面产生良好的冷却作用，以致在整个过程中箱体压力近似线性降低。对于气液相温度测点，其距离界面越近，受流体晃动影响越显著。整体上，贮箱内部流体温度呈现上部高下部低、外部高内部低的分布。由于处在贮箱顶部的气相温度测点受箱体上封头影响较大，气相温度出现大幅波动；而处在贮箱底部的液相温度测点直接接受壁面对流换热，其温度值略高于其他液相测点。

由于具有换热性能突出、制冷剂充注量小等优点，降膜蒸发器已被广泛应用于海水淡化等行业。然而，由于存在液位控制和干斑效应等实际操作问题，在压缩式制冷系统中，降膜蒸发器的设计还需要进一步优化。为解决这个问题，构建了水-水降膜蒸发器的仿真模型。采用有限元方法，获得了沿管程的温度、热流变化情况。对于现有的四管程降膜蒸发器，在80℃蒸发沸腾和0.4 kg·s⁻¹的喷淋量下，为获得最大的换热量，进行了详细的模拟计算，基于模型的计算结果，建议采用两管程降膜、两管程满液的液位控制方式。本模型同时给出了沿管程换热时的传热系数分布情况，提出了满液降膜分界线，为后续的降膜蒸发器结构设计优化提供了新思路。

研究R410A制冷剂在新研发的内径为11.07 mm的三维双侧强化管内的蒸发换热特性，并与相同直径的光管内蒸发换热特性进行了对比。实验段测试管长2 m，制冷剂质量流速范围为70～150 kg/（m²·s），饱和温度维持在10 ℃，干度变化范围为0.1～0.9。分析了低质量流速低干度和低质量流速高干度区域内光管和强化管内传热特性。光管实验结果同4个蒸发关联式进行比较，结果表明关联式的预估值与95.48%的光管实验数据吻合误差在±20%以内。

以去离子水为工质，针对高宽高比的矩形微细通道内竖直向上的饱和流动沸腾进行了实验研究。利用等离子增强化学气相沉积工序在原本光滑亲水的硅片表面上沉积100 nm厚度的二氧化硅薄膜得到超亲水表面。通过实验测量探讨了热通量、质量流量对超亲水和普通表面换热特性的影响，并进一步通过高速摄像对观察到的两相流型结合换热进行解释。结果表明超亲水表面在低流速和高热通量下可以通过延缓局部干涸的发生从而强化换热。

面对严重的能源与环境问题，开发节能与环保的新技术一直都是国内外特别重视的研究热点。采用自然工质水的高温热泵系统结合了高温热泵与自然工质水的优势，不仅可以有效地回收低品位热能，而且绿色环保，是理想的下一代高温热泵技术。从理论计算以及实验验证两方面对采用自然工质水的高温热泵系统进行了性能分析研究。结果表明，负压条件下蒸发、正压条件下冷凝的水蒸气闭式热泵循环系统是可行的，同时实验结果表明当压缩机吸气温度为80℃，排气饱和温度从117℃提高到133℃，系统压比从3.47升高到5.94时，采用自然工质水的高温热泵系统COP从5.6下降到3.7。其中压缩机的排气饱和温度为120℃，压比为4.2时，热泵系统的COP接近于5，性能优越，在工业生产中具有较大的推广应用价值。

海上纵荡工况下，板翅式换热器通道内两相流体相变流动特性会发生变化，从而影响换热器性能。为了明确纵荡对换热特性的影响机理，建立了纵荡工况下板翅式换热器通道内两相流动沸腾换热性能预测模型。首先对板翅式换热器内流型变化和传热传质机理进行分析，建立了陆基非晃荡工况下的流动与传热过程的数值模型；然后将纵荡加速度模型嵌入模型中，从而实现晃荡工况下换热特性的模拟；通过陆基工况下的实验数据对模型进行了验证。基于建立的模型，分析了不同干度下纵荡幅度和纵荡频率对传热性能的影响。结果显示：纵荡幅度增大，传热系数增大；纵荡频率提高，传热系数降低；随着干度的增大，纵荡对换热的影响逐渐由恶化变为加强；在0.2～0.8干度之间，纵荡对传热系数的影响因子范围为87.9%～110.0%；晃荡对传热系数时均值影响随工况不同而变化，最大恶化5.0%，最大强化2.0%。

以自行开发的一台补气增焓空气源热泵机组为实验对象，通过分步运行法对机组噪声源进行识别和频谱分析，研究变工况下机组供热性能及噪声变化规律，通过对噪声特性和变化规律原因的探究，为针对性地降低机组噪声提供了方向。结果表明：风机旋转噪声频率和压缩机激励频率接近时，噪声声压级会放大；风机在部分负荷工况下从高转速切换到低转速，噪声下降了6.44 dB；补气提高了补气压力和吸气压力，导致管路噪声增大，−12℃环境温度下噪声较补气阀关闭时增加了1.05 dB；主路阀开度100%时噪声声压级较开度30%时增加了2.1 dB，主路膨胀阀开度对噪声的影响大于补气膨胀阀。

搭建了气泡泵输送性能实验装置，对提升管管径为6、8、12 mm的气泡泵输送不同R134a/R23-DMF浓度溶液的性能进行实验研究。结果表明，在相同制冷剂浓度情况下，三种管径气泡泵的气相流量随着输入功率的增加均呈线性增加趋势，液气比随着气相流量的增加均呈现反向趋势，发生温度随着输入功率增加而线性升高，而输入功率对于系统压力的影响较小。在不同制冷剂浓度情况下，R134a/R23浓度对液气比的影响不明显，但对系统压力影响很大，R134a/R23浓度的增加使得发生温度有微小的升高。8 mm管径气泡泵液气比和稀溶液流量变化幅度居中，而气相流量变化范围最宽，发生温度最低，比较适合用于扩散吸收制冷系统。这些实验结果对扩散吸收制冷系统的气泡泵设计具有重要参考价值。

介绍了新型B型液化天然气模拟舱结构和绝热方式，搭建了模拟舱绝热效果低温测试装置，测试了破损工况下模拟舱绝热层的温度分布情况，然后得出了模拟舱的当地液氮蒸发率2.138%/d，与绝热层完好工况相比增加0.226%/d。由此可知，局部的绝热结构的损坏对于模拟舱和实际船舶的绝热性能有很大影响。研究结果为LNG船液货舱的开发设计提供重要参考。

绕管式换热器广泛应用于大型天然气液化装置，而管板是绕管式换热器的重要组成部件。由于管板处于管程、壳程交界处且布有密集的孔洞，降低了结构强度，使其成为LNG绕管式换热器的相对薄弱部位。利用Ansys有限元计算软件，对LNG绕管式换热器管板及其相连的管箱、换热器壳体进行整体建模和多工况下的有限元应力分析，并根据JB4732—1995进行强度校核。计算结果显示，换热器壳体对管箱短节部分的应力有较大影响；实例中换热器外壳的拉伸作用导致短节内侧局部薄膜应力过大，超出许用强度。增加短节厚度可以有效提高管箱强度；通过将原短节厚度由45 mm增加到57.5 mm，解决了局部薄膜应力过大的问题。

丙烷作为自然工质具有良好的换热性能并且对环境影响较小，是替代传统制冷剂的选择。目前对于丙烷在螺旋管中沸腾传热的研究较少。实验测量了丙烷在管内径8 mm、螺旋半径42 mm、螺距21.5 mm的螺旋管中的流动沸腾传热系数。实验采用套管的形式，在螺旋管外用恒温水对丙烷进行加热，调整水入口温度与水流量得到不同的热通量。实验表明，螺旋管对流动沸腾换热具有一定的强化作用。实验数据与已有的螺旋管流动沸腾换热关联式进行了比较，在6 kW·m⁻²以下的低热通量时，Guo（1998）换热关联式比Ji（2015）预测准确度更高，推荐使用Guo（1998）关联式。

针对用在LNG动力船上的供气系统，在给定的低压供气条件下，分别以丙烷和50%浓度的乙二醇水溶液作为中间换热介质，整理适合绕管式换热器的螺旋管传热关联式和壳程传热关联式，使用MATLAB编程计算绕管式LNG气化器的换热面积和换热管长，结合工程实践，讨论使用两级换热器时管长和换热面积的分配情况。HYSYS模拟结果表明，当管内LNG的流动换热状态一样时，所需水乙二醇的质量流量是丙烷的10倍。丙烷发生相变，气态丙烷在绕管式换热器管外的流速变化很大，在出口达到1.7 m/s，换热器所需承压能力较高，水乙二醇在壳程流速仅0.2 m/s左右。分为两级换热器时，气化级换热器的换热面积和换热管长小于加热级的12.7%，当选择两级尺寸相同时，会浪费至少80%的换热面积。

对浸没燃烧式LNG气化器（SCV）传热计算方法进行了研究，通过分段计算，校核现有传热计算模型对浸没燃烧式LNG气化器传热计算的适用性。管外传热利用流体横掠管束Zukauskas模型，管内段传热利用Dittus-Boelter模型、Shah （1982）模型、Kandlikar（1990）模型和Kew and Cornwell （1997）模型分别进行计算，结果表明，Kandlikar（1990）模型和Kew and Cornwell （1997）模型对LNG管内沸腾换热的计算结果偏差较小，分别为38.46%和38.33%。

液滴合并弹跳对强化热泵空调系统中的凝结传热及防结霜、除霜等方面均有良好的应用前景。在综合考虑固-液、气-固和气-液表面自由能，重力势能，液滴内部黏性耗散功及表面黏附功的基础上建立了液滴合并及弹跳的分阶段能量模型，并进行了超疏水表面不同半径液滴合并弹跳时的模型模拟与实验验证，得到较好的吻合。基于该模型研究了液滴数量、半径均匀性及不同表面状态对液滴合并弹跳过程的影响规律。结果表明，液滴数量增加时，合并阶段临界接触角由120°减小至105°，半径尺寸均匀性增加时，弹跳阶段临界接触角从140°减小至130°。当表面接触角大于140°时，固液接触系数影响微乎其微。可见，液滴数量的增多及液滴尺寸均匀性的提升有利于合并弹跳过程的发生，固液接触系数对合并弹跳过程的影响程度随表面接触角的增大而减小。

采用微通道换热器作为数据中心回路热管冷却换热器，在微通道冷凝器侧进行了蒸发冷却实验。实验利用焓差平台测量了不同因素对采用蒸发冷却技术的微通道冷凝器换热影响，并分析了室内外不同温差、室外不同湿度条件下采用蒸发冷却的微通道冷凝器及蒸发器的进出口空气温差。实验结果表明：采用蒸发冷却可使冷凝器入口空气温度实现大幅温降，并增加冷凝器及蒸发器的进出口空气温度差值，喷淋后可使流经热管空气降温0.3～1.9℃，增大2%～20%的系统换热量，冷凝器换热效率得以提升，并可扩大回路热管换热器使用地区，延长回路热管年利用时间。

多股流换热器是气体液化低温系统的核心部件，其工作性能对低温系统的降温特性和热力效率的影响显著。基于气液两相的容积节点原理建立多节点耦合的混合工质低温换热器动态模型及计算方法，对多股流换热器动态降温特性进行研究，重点分析换热器的漏热率和（屯液）液位波动对系统降温特性的影响。研究结果表明漏热对启动过程降温特性影响不大，而在降温至低温区时较为显著。换热器液位波动对系统动态降温特性会有显著影响，低温多股流换热器通道内液位波动会引起循环工质组分、有效制冷量、降温速度的波动，从而造成系统降温速度显著偏离优化工作状态，效率降低。这表明在混合工质低温多股流换热器的设计和操作过程中应尽量采取措施，以避免通道内积液波动现象出现。

两相流在普通T型管中的压降特性已经得到充分研究，但是鲜有文献关注侧管为扁平管的T型管（扁平T型管）中的压降特性。以R134a作为工质，对水平放置扁平T型管进行了压降特性的实验研究。结果表明，现有的微通道摩擦压降经验关联式不能够准确预测两相流在微通道扁平管的摩擦压降。通过实验数据的拟合，得到了干度范围为0.01～0.45，流量范围为0.7～3 g/s的分层流在微通道扁平管中的摩擦压降经验关联式，并对Chisholm模型中气液两相相互作用系数C进行修改，使其能够预测主管进口流量在1.1～5.3 g/s，进口干度在0.03～0.26，流量分离比在0.1～0.8时的分层流从集管流入微通道扁平管时的不可逆压降。

针对家用“煤改电”空气源热泵，提出采用毛细管作为节流元件替代热力膨胀阀或电子膨胀阀，搭建了热泵系统实验装置。研究压缩机不同频率下，不同的毛细管长度对压缩机吸气压力、排气温度和机组制热量等制热性能的影响。实验结果表明，毛细管替代热力膨胀阀或电子膨胀阀后，系统能够长时间稳定运行；毛细管长度为500 mm、压缩机频率为35 Hz时系统制热性能最优，制热量、制热COP获得最大值，而其吸气压力和排气温度适中。

空气源热泵系统节能减排效果显著，但在低温高湿的冬季制热工况下，室外蒸发器表面会发生结霜现象，霜层会直接影响换热性能，进而影响系统运行的可靠性及能效。对翅片管换热器霜层生长特性进行了实验研究，实验中采用红外热成像仪对霜层表面温度进行测量，并用千分尺热电偶直接测量装置进行校核。分析了环境温度、相对湿度及迎面风速对结霜厚度、结霜量、霜层-湿空气界面条件的影响，并将霜层表面温度与环境温度之差作为结霜的传热驱动力，将湿空气中水蒸气分压力与霜表面温度下饱和水蒸气分压力之差作为结霜的传质驱动力，对结霜机理进行了分析，为换热器的防结霜和除霜提供了依据，为优化空气源热泵系统的设计奠定了基础。

在模拟枝晶生长的相场方法上，耦合多松弛格式的格子Boltzmann方法，建立了相场-格子动力学耦合模型，对聚合物结晶过程中出现的枝晶生长形貌进行了数值模拟。耦合模型规避了传统相场法需要高分辨率场精确解决固液界面的难点，其中高精确的解析度会严重影响时间步长的选取。运用LBM方法，提出了一种自适应的时间步长计算方法，允许在改变时间步长的同时不需要相应地改变网格大小，时间步长允许设置得较大而数值模拟结果不会出现发散现象，也避免了高精度差分格式的使用。使用FORTRAN语言对相场-格子动力学耦合模型进行了求解，通过对聚合物等规聚苯乙烯结晶的数值模拟，研究了在不同实验温度下等规聚苯乙烯晶体的数值模拟形貌，并与实验结果进行了比较，验证了模型的有效性。

为保证食品果蔬冷藏保存的品质，细胞层面的基础研究是必不可少的一部分，细胞内冰的形成（ⅡF）会导致严重的细胞损伤从而导致低温储存中的诸多问题。预冷过程对胞内冰晶的形成具有重要影响，因此拍摄到细胞内冰晶形成过程为优化冷冻保存方案提供必要的支持。在冷冻洋葱表皮细胞时，采用不同的降温速率，并使用低温显微系统配合高速摄像机，可视化细胞内更清晰的ⅡF过程。实验结果表明，冷却速率的增加使得在相同温度下细胞内ⅡF出现的概率降低，但细胞边缘冰晶生长速率增加，使细胞受到的损伤程度变化波动明显。

针对高压微波催化湿式氧化技术（MW-CWPO）降解苯酚类废水进行了研究，实验设计了一种耐高压微波催化实验系统，选择对硝基苯酚（100 mg/L）为目标污染物，使用多壁碳纳米管和过氧化氢分别作为催化剂和氧化剂，研究发现高功率、高压、高浓度的催化剂和氧化剂均能有效促进对硝基苯酚的降解，并且在某些特定条件下（800 W，0.3 MPa）反应5 min后其降解率可以达到100%。此外，实验发现在优化条件下该技术对实际印染废水也有着很好的处理效果，上述研究结论可应用于实际工业生产中，通过人为控制压力、微波功率等因素以加速化学反应从而提高实际化工废水的降解率，实现污染物的降解和资源的可持续化利用。

以五硫化二磷脱砷剂分别开展了搅拌混合及SK静态混合脱除工业磷酸中砷（As）的研究。利用单因素实验、正交实验和响应曲面实验设计，得到了最佳反应条件。结果表明：两种反应器最佳的脱砷剂用量均为理论用量的4倍，脱砷率大于99.8%，净化后的产品砷浓度小于0.5 mg·kg⁻¹，满足国家标准GB 1886.15—2015规定的食品级磷酸指标。搅拌反应器脱砷过程最佳反应温度65 ℃，反应时间70 min，搅拌速度300 r·min⁻¹；以SK静态混合器进行磷酸脱砷，最佳磷酸流速为0.66 m·s⁻¹，反应时间2.4 s，单位时间内处理的磷酸量是搅拌反应器的372倍。用SK静态混合器进行磷酸脱砷，具有工艺流程短、结构简单紧凑、可连续操作等优点，可以实现工业磷酸脱砷的过程强化。

在液化页岩气的同时分离制取液化乙烷是一种经济合理的选择。采用HYSYS软件进行流程模拟研究，在传统氮膨胀液化流程的基础上设计了一种高含乙烷天然气的液化分离流程，并根据天然气中的乙烷含量，取10%、20%、30%、40%共4种含量，分析比较了不同液化压力下流程的比功耗。为降低流程的能耗，在满足LNG产品中C₂H₆含量小于1%、液化乙烷纯度达到99.5%的情况下进一步研究了制冷剂流量、氮气膨胀机出口压力、节流温度的影响，在此基础上结合HYSYS软件中的优化器进一步对流程进行了优化。结果表明，对应10%、20%、30%、40%的乙烷含量，比功耗分别降低7.24%、6.13%、5.8%、7.07%。

蓄冷浆体制备过程中，晶层在换热器表面附着并积累，极大地恶化了传热特性，降低了系统效率。研究发现，当二元共晶溶液处于固液两相区时，传热面与晶层之间存在微米级液膜，会显著降低晶层的附着力。提出了二元共晶溶液的结晶模型，并以尿素溶液为研究对象，通过结晶冲刷实验检验了不同工况下的晶层的附着情况，对处于固液两相区的尿素溶液晶层的冲刷实验中，发现在适宜的流速和过冷度下，晶层可以被冲刷脱落。而在纯固相区的溶液晶层无法被彻底冲刷。实验证明了过冷度与附着力存在正相关，也间接证明了微液膜的存在。

研究了一套新的从冬凌草中提取冬凌草甲素及处理提取液的方法。采用溶剂套用的方式提取冬凌草甲素，得到目标产物浓度较高的提取液。应用单因素变量法找出了冬凌草甲素浸取的适宜条件：物料溶剂比为1（g）∶8（ml），新旧溶剂套用组成的混合溶剂中冬凌草甲素的含量为652 mg/L，温度为35℃，pH5.5。通过往提取液中逐次添加水改变提取液的极性，并且配以低温，得到一系列浓度不同的冬凌草甲素沉析物。沉析处理后余下的提取液通过减压蒸发，得到质量分数为22.2%的冬凌草甲素浸膏，显著高于文献报道数据。在整个提取液处理过程中，几乎没有冬凌草甲素的损失，解决了常规的脱溶浓缩过程中冬凌草甲素大量损失的问题。

采用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜作为膜材料，利用直接接触式膜蒸馏法处理质量分数分别为5%、15%和25%的NaCl溶液；使用正交实验方法对操作条件进行优化设计，研究表明当料液侧入口温度T₁为80℃，渗透液侧入口温度T₃为20℃，流量100 L/h时膜通量最大，可达12.599 kg/（m²·h）；当料液侧入口温度T₁为80℃，渗透液侧入口温度T₃为35℃，流量Q为40 L/h时造水比最高，可达13.775，截留率均可达到99.9%以上；单因素实验结果表明膜通量随着T₁和Q的增大而增加，随着T₃的升高而降低；造水比随着T₁、T₃的升高而增加，随着Q的增加而降低。研究表明膜蒸馏技术处理含盐溶液具有很好的应用前景。

数据中心空调系统的故障直接影响其能耗及运行可靠性。结合深度学习技术，利用长短时间记忆神经网络提出了一种空调系统传感器故障检测与诊断的方法。经实验验证，该方法可通过对液管温度传感器、排气温度传感器分别建立故障诊断模型，成功检测出传感器固定偏差故障和漂移偏差故障。对于无故障数据，该方法的检测正确率在90%左右；对于偏差程度大于该方法的最小检测偏差的传感器故障数据，其检测正确率在94%以上。

开发了带闪发器的中间补气型热泵系统的稳态仿真模型。在模型中，通过建立基于理论的显式表达式，开发了补气压缩机性能计算模型；采用分相区计算方法，建立了能够反映相区特点的换热器性能计算模型；并开发了基于顺序模块的系统迭代算法对各部件模型进行求解。验证表明，压缩机模型对于流量和功率的计算误差分别小于±7%和±5%；换热器模型对于换热量和压降的计算误差分别小于±3%和±4%。与传统热泵系统相比，在室外温度为−20℃的低温工况下，带闪发器的中间补气型热泵系统制热量提升18.9 %。

化工过程通常为高维大系统，在进行底层常规PID控制系统设计时，难以得到最佳配对方案，迫切需要一种简便且快速的计算机优化算法解决该问题。对此提出了一种基于遗传算法的分散常规控制系统结构设计的优化求解算法。该算法基于遗传算法的思想，对结构矩阵进行字符串形式的编码，将变量配对转换成数组形式，选择合适的遗传算子，通过交叉、变异、选择等遗传操作，解得无约束条件下的最优变量配对方案。其次，结合约束条件对遗传算子适当改进和调整，以无约束条件下的最优配对方案为基础，仅需通过变异和选择算子，就可解得存在约束条件的最优变量配对方案，并且具有较快的计算速度。最后通过包括TE过程在内的实例分析证明了该算法的有效性与准确性。

与传统的蒸发干燥工艺相比，微波干燥技术采用微波辐射的方式，具有内外同时加热、加热速度快等特点，使得褐煤干燥提质的过程耗能小、效率高、无污染。但是，在微波干燥褐煤的过程中易出现热过度和热失控的情况，会导致褐煤自燃，甚至爆炸，给生产线带来极大损失。为了实现微波干燥过程中褐煤温度的最佳控制，提出了一种基于褐煤含水率的目标温度范围动态调节方法。在该方法的基础上结合微波干燥腔的建模仿真及现场取样数据的分析，构建了一套生产线中多级微波腔的微波功率主动协调控制系统，以温度和反射系数作为输入参数，通过PID控制模型来动态调节微波源的输出功率。将该系统安装于南京三乐公司在内蒙古海拉尔建立的微波干燥褐煤生产线上进行测试，结果表明，该系统能够对各级微波腔内褐煤的温度范围精准控制，保证生产的安全性，并且将褐煤的含水率控制在10%以内。

以美国某型弹射器为研究对象，建立蓄热器非平衡热力过程数学模型和基于牛顿定律和气体动力学的飞机力学模型，基于美军标实际数据进行了仿真验证。对不同飞机质量弹射过程进行动力学与热力学综合仿真研究，结果表明：当飞机质量为8、20、35 t时，弹射末速度均大于72 m/s，弹射最大加速度均小于6g，弹射时间均小于3 s；飞机质量越大，蓄热器放汽质量越多，蓄热器最终压力越小，开槽汽缸压力下降越缓慢，开槽汽缸漏汽质量越多

针对微波加热过程的非线性相关性和时滞性，提出基于相关原则优化阈值的小波去噪和改进型粒子群算法优化支持向量机相结合的微波加热褐煤温度预测方法。采用相关原则优化阈值的小波对微波加热褐煤温度进行提取，通过引入相似度函数和控制参数α改进粒子群算法，用于优化微波加热褐煤温度支持向量机预测模型的惩罚系数C、不敏感损失函数参数ε、核函数参数g等3个直接影响温度预测精度的参数。相似度函数增大，粒子随机变异率增大；迭代次数增加，控制参数α减小。仿真实验结果表明，优化后的支持向量机回归预测模型提高了微波加热褐煤温度预测的准确率，为微波干燥褐煤控制方法的研究提供一种可供参考的数学模型。

提出一种基于SOFC/MGT/ORC的微型冷热电联供系统，首先建立并验证了联供系统数学模型，然后给出设计工况下联供系统的输入参数，重点分析在夏季工况下，燃料流率、燃料利用率、蒸汽碳比、压缩机压比等关键操作参数对系统性能的影响。结果表明，在夏季设计工况下，该联供系统发电效率及?效率分别为69.12%、64.4%，同时系统一次能源利用效率可达92.65%，比冬季设计工况高13.1%。

研究分析液化天然气（LNG）汽车自增压系统工作段储罐内的压力和温度的动态变化，利用仿真软件SindaFluint，对经典自增压过程进行了基于集总参数法的建模与计算分析，研究不同工况以及不同环境温度下储罐内的压力和温度变化，分析结果表明，在自增压过程中，储罐内的压力波动频率由快变慢，随着增压过程的继续，压力渐趋平稳，气相温度随着压力同步波动，而液相主体温度基本保持112.5 K不变。车速越大，储罐内压力波动频率越大，而环境的漏热对自增压系统的影响甚微。

船用涡轮增压机组在快速降负荷过程中，维持合理的风油配比，保证燃烧正常以及避免压气机发生喘振是需要关注的重要问题。建立由增压锅炉、涡轮增压机组等主要设备构成的蒸汽动力系统仿真模型，对不同负荷突降程度下的涡轮增压机组动态特性进行仿真研究，仿真结果表明：动力系统负荷由100%突降至20%，旁通挡板打开持续时间约为5 s，排走过剩空气；在快速降负荷过程中，负荷突降幅度越大，压气机瞬时喘振裕度越小，越易发生喘振；系统最终稳定负荷越低，压气机喘振裕度越小，越易发生喘振。

在保证危化品运输车辆安全的前提下，为了更加快速地处理在危险化学品车辆运输过程中的路径优化问题，在基于全局规划与局部优化的车辆规划方案的基础上，充分利用初始规划得到的最优路径信息，并引入类决策树剪枝法的局部优化方案，实现了危化品运输路径的实时更新。并将其应用于中国航油集团北京石油有限公司到中石油北苑加油站运输路线规划，验证了该方法的可行性。

以25000 t LNG燃料动力化学品船为研究对象，在分析及评估原船废气余热利用系统以及高温冷却水系统用能水平基础上，针对船舶发电、海水淡化、冷库及空调等需求，综合考虑原船余热资源及未加以利用的LNG冷能，以加装废气动力涡轮、LNG冷能ORC发电、冷冻法海水淡化及设置高低温冷库与空调系统等方式组合提出了五种能量系统梯级利用方案。通过HYSYS软件模拟计算和对比分析，从（火用）效率及经济性两个方面对各方案进行了评估。结果表明，诸方案中以低温冷库+高温冷库+空调系统经济性最好，所形成的新设计系统经优化后（火用）效率可提高至62.87%，每年经济收益可达1227.85万元。

提出了一种新型冷热电联供系统，通过TCO₂循环和溴化锂制冷机回收SOFC/GT循环的排烟余热，实现对外供冷、供热和供电。建立了联供系统热力性能的数学模型，对系统进行了能量分析和（火用）分析，并研究了空燃比、SOFC压力、CO₂工质流率、CO₂工质分流比和TCO₂泵出口压力对系统性能的影响。研究结果表明，在额定工况下，系统的净发电效率为70.79%，系统总（火用）效率为68.29%，综合能源利用率为108.5%。增大空燃比、CO₂工质分流比或降低SOFC工作压力、CO₂工质流率和TCO₂泵出口压力可提高联供系统的综合能源利用率；增大SOFC工作压力、TCO₂泵出口压力或降低空燃比可提高联供系统的净发电效率和总（火用）效率，随CO₂工质流率和CO₂工质分流比的增大，净发电效率和总（火用）效率先降低后增大。

针对日趋严峻的石化行业工业控制系统（ICS）安全形势，提出一种基于粒子群优化（PSO）和万有引力搜索算法（GSA）的前向神经网络（FNNPSOGSA），用于解决其中的入侵检测问题。分别利用GSA的全局寻优能力和PSO快速局部收敛优势，提出了一种基于PSO和GSA的混合算法PSOGSA，并将其用于前向神经网络（FNNs）的训练。通过多组基准测试数据集，将FNNPSOGSA预测结果同FNNPSO、FNNGSA和参考文献中改进的FRGNN（K-NN）和FRGNN（Naive Bayes）预测结果相比较，验证了PSOGSA在训练FNNs中是可行的，并且FNNPSOGSA具有更高的预测准确率和更强的泛化能力。更进一步，对工控入侵检测标准数据集的仿真结果表明其在工控系统入侵检测中的可行性和有效性。

主动回汽控制是舰船蒸汽动力系统在快速减速过程中，避免蒸汽压力急剧上升影响系统正常运行的一种有效措施。建立增压锅炉、主汽轮机、调节阀、冷凝器等模型并集成了蒸汽动力系统仿真模型。研究不同主动回汽控制条件下动力系统的响应规律，研究结果表明：倒车阀的最大开度为30%～35%；倒车阀最大开度保持时间越短，回汽控制效果越好。

采用气相模板沉积法制备超疏水表面，并对其防附尘性能进行实验研究。所制备的超疏水表面接触角为157°，滚动角为2.6°。将不同倾角的超疏水表面和普通载玻片置于自然通风良好的实验室中，考察其防附尘性能，静置一段时间后，结合显微成像技术，对表面粉尘的质量、数量和直径进行分析。结果表明：超疏水表面粉尘质量是普通载玻片的46%～80%；静置时间越短，倾角越大，超疏水表面防附尘效果越显著；两种表面粉尘直径变化几乎一致，但超疏水表面粉尘数量是普通表面的24%～83%，超疏水表面防附尘效果显著。

有机朗肯循环（ORC）与吸附式制冷结合的冷电联供系统可实现对低品位热能较好的回收利用。针对应用中存在有/无须制冷情况，提出了一种热驱动的双模式ORC-吸附式冷电联供系统，并建立数学模型进行性能对比分析。冷电联供时，ORC和吸附式系统分别输出电和冷；电力单供时，吸附式系统制出的冷水直接用于冷却ORC系统冷却器，获得更大的电输出。数值计算结果表明，与单一ORC系统、单一吸附式系统和传统单模式ORC-吸附式冷电联供系统相比，双模式ORC-吸附式冷电联供系统在可获得更佳的性能，且在高热水温度条件下，性能优势更加明显。

空气源热泵是一种利用高位能使能量从低位热源空气流向高位热源的节能装置。阐述了小型低环境温度空气源热泵（输入功率在1～4 kW，工作环境温度可达−20 ℃）的概念和用能效率评定方式。介绍了适用于小型低环境温度空气源热泵的两种全封闭压缩机：转子压缩机和涡旋压缩机。对比了两类压缩机的压缩原理；通过技术分析和产品调研，对两类压缩机的基本特性、喷气增焓和喷液增焓技术、变频技术和适用工况等方面进行了分析，并对其变压比特性进行阐述；对其制造工艺进行比较。得出了两种压缩机的适用性对比。

随着全球气候环境问题不断显现，关于CO₂减排的问题受到社会各界越来越多的关注。其中，以燃烧矿物作为主要能源来源的火电厂是CO₂最大的排放源，减少火电厂CO₂排放对缓解温室效应也就具有重大意义，当前火电厂实现CO₂减排的有效措施为富氧燃烧，研究富氧技术对减少火力发电厂CO₂减排有着重要的实用价值。根据传统的电渗析溶液除湿技术，提出了一种新型的基于电渗析技术直接作用于空气的富氧方法，并根据理论分析发现：在电场强度小于50 kV的情况下提高空气湿度与电场强度能显著增加装置富氧效果。

比较了以二氧化碳（R744）为工质的超市中央制冷系统制冷技术方案，包括普通两级制冷（CB）、旁通压缩两级制冷（PC）和多引射器-旁通压缩耦合两级制冷（EJ），讨论了配置空调系统（AC）之后的功耗变化。根据计算得到，在环境温度20℃以上，相较于CB系统，PC系统的功耗减少了6.8%～12.3%；EJ系统功耗降低了6.3%～17.5%。在耦合了AC系统之后，相较于PC-AC系统，EJ-AC系统的功耗降低了4.9%～6.5%。与R404a系统相比，超市两级R744系统都有明显的节能效果。

利用热质传输方程、流体动力学方程、连续性方程和生长动力学规律分析了晶体生长的物理机制，同时利用元胞自动机法建立了凝华相变的模型，通过计算机模拟了水蒸气以及CO₂在低温液态甲烷中凝华形成晶体的过程，得到了冰晶的二维模拟结果以及CO₂晶体的二维和三维模拟结果。结果显示该模型能够模拟出指定温度和过饱和度下的冰晶以及CO₂晶体生长过程。冰晶以及CO₂晶体生长过程中具有一定的各向异性。该模型可以用于分析LNG中冰晶以及CO₂晶体的形成，有利于改善LNG储存运输使用等过程中的技术流程。

提出一种基于物化热效应的制冷新循环，该循环利用氨基甲酸铵分解反应以及反应产物汽化的吸热效应进行制冷，利用该反应的逆反应实现放热。对不同运行工况下循环的热力性能进行了理论计算与分析，结果表明，吸、放热过程温差不宜高于40℃，中间压力、中间温度对循环热力性能影响显著，存在最佳的中间压力使循环热力性能达到最大，同时确定了该循环的最佳中间压力，且最佳中间温度为该压力下的平衡温度。与单级蒸汽压缩式制冷的理论循环相比，该循环的性能系数提高约20%，与液体汽化相变制冷循环相比，具有更高的能效。

天然气分输站压力能利用方式多样，需根据分输站条件选择最经济的系统方案。本文以流量为106 m³·d⁻¹的分输站为例，用HYSYS模拟计算直接膨胀发电、制取干冰、制取液化天然气三种压力能利用方案在不同初始压力、不同压差下的产出，并用净现值法分析方案经济性，结果表明：利用压力能制取LNG具有最好的经济性，并且对分输站初始压力和压差要求低；只有当分输站初始压力和压差达到某一值时，利用压力能膨胀发电才能产生经济效益；只有当分输站初始压力和压差达到某一值时，利用压力能制取干冰才能有产出；当分输站初始压力和压差处于中等条件时，直接膨胀发电经济效益好于制取干冰，当初始压力和压差足够大时，制取干冰经济效益好于膨胀发电。

本研究旨在寻求更经济的替代单一溶液的多元溶液并验证其除湿再生性能。基于简单混合法则，预测多元溶液的配制方案。以空气出口含湿量作为除湿、再生性能的评价指标，搭建实验台进行实验验证。综合考虑除湿性能、再生性能和经济性，实验结果表明，43%、45%、48% LiCl/CaCl₂多元溶液替代39% LiCl溶液作除湿剂，48% LiCl/CaCl₂除湿性能略差，再生能力比39% LiCl提高了29.5%，再生能力最优，成本是39% LiCl的1/3，是最佳的替代除湿剂；51% LiBr/CaCl₂多元溶液替代52% LiBr溶液作除湿剂，两者除湿能力相近，51% LiBr/CaCl₂再生能力提高了50.8%，成本是52% LiBr的1/2，是很好的替代除湿剂。

液化天然气（LNG）接收站运行过程中会产生一定量的蒸发气（BOG），目前常用火炬、压缩、再冷凝三种工艺来处理BOG。由于BOG温度较低，压缩工艺中普遍采用的是低温压缩机。然而低温压缩机造价十分昂贵，极大地降低了LNG接收站的经济效益。为此，提出了一种利用常温压缩机处理BOG的工艺。该工艺利用压缩机出口的高温BOG来加热压缩机进口处的低温BOG，一方面提高了压缩机进口温度，使得常温压缩机代替低温压缩机成为可能；另一方面，降低了压缩机出口BOG的温度，减少了BOG再冷凝所需冷量。借助HYSYS软件对低温压缩和常温压缩工艺进行了模拟分析，结果表明对于小型LNG接收站，常温压缩机工艺更有优势。

通过与NFPA59A为代表的描述性方法的对比，介绍了基于风险研究的QRA方法在LNG项目的应用，如在项目站址选择研究中的应用；通过国内某LNG接收站项目QRA的应用实例阐述了QRA方法的实际意义。以DNV对HRCD数据的QRA分析结果为例，阐述了当前QRA方法在LNG项目应用中存在的问题，并对其发展给出了建议。

对于特定的燃气管网和接收站设备环境，接收站的运行策略取决于其负荷特性，研究各种负荷条件下的最优运行方案对节能增效有重要意义。基于日负荷周期性和两部制峰谷电价建立了优化数学模型，并导出普适性优化准则，且结合动态仿真系统获得三种典型工况的优化方案，并以此得出普适性的日、月最优运行方案。通过对现场真实数据的分析导出用户负荷特性曲线方程，从而便于任何日负荷的寻优。计算表明，优化运行方案较现场运行策略成本日最高可节省12%。按夏季典型月负荷分布，优化运行方案较现场运行方案成本每月可节省6.3%。

通过Sinda/Fluint软件针对在不同保温层厚度及外界环境温度的条件，对LNG长输管道进行模拟仿真，得到了管道末端的温度及长距离输送的压力损失。模拟结果表明保温层厚度0.1 m，外界温度33.5 ℃时，−160 ℃、6.6 MPa的LNG经过12 km的长距离输送后温度升高4.068 ℃，压力损失2.52 MPa。以此为初始条件，通过HYSYS软件设计管道下游的LNG冷能利用方案，为LNG接收站12 km外的共30×10⁴m²的低温库、常温库和高温库提供冷量。

利用所搭建的小型动态制冰装置制取冰浆，实验探讨了结晶时间、载冷剂温度、添加剂种类与浓度、刮削速度等因素对冰浆动态制备过程的影响，研究中基于热平衡方法测得结晶过程不同时刻的含冰率，对所制取的冰浆进行显微拍照，并基于图像处理获取冰晶尺寸的当量直径。实验结果表明，在动态结晶过程的测试时间内，制冰溶液的降温速率受外界条件影响较小，但添加剂种类与浓度对制冰溶液的相变结晶温度以及过冷度影响较大；制冰溶液的含冰率与冰晶尺寸均随时间的增加而增大，其中载冷剂温度、添加剂种类与浓度对溶液含冰率影响较大，而对冰晶尺寸影响最大的因素是刮削速度与添加剂浓度；当结晶过程进行到30 min时溶液的含冰率均达到25%，冰晶尺寸均能达到0.12 mm左右。

为了满足LNG重卡驾驶空间的制冷需求，设计了一种具有蓄冷功能的LNG重卡冷能利用空调系统，构建了全路况行驶模型，并对LNG重卡在上坡段、平稳段和下坡段全路况下的制冷性能和影响因素进行了分析。结果表明：LNG重卡冷能利用空调系统上坡段的空调制冷量是6.150 kW，蓄冷量是0.551 kW；平稳段的空调制冷量是4.201 kW，蓄冷量是0.420 kW；下坡段的空调制冷量是2.902 kW，蓄冷器释放的冷量大于0.598 kW。该系统通过控制策略对蓄冷量进行合理的调控，满足LNG重卡全路况下空调系统稳定的供冷需求。

分别采用固相反应法、溶胶凝胶法制备了Ni/Mg-Ca₁₂Al₁₄O₃₃催化剂、CaO-Ca₁₂Al₁₄O₃₃吸附剂，并将其作为重整催化剂、CO₂吸附剂应用在焦油蒸汽重整制取氢气的研究中，通过与普通蒸汽重整进行对比，系统地研究了重整温度、S/C比（反应体系中水蒸气与碳元素的摩尔比）、质量空速对焦油吸附强化蒸汽重整制氢特性的影响。结果表明，CO₂吸附剂的加入能够有效提升焦油重整效果，氢气产率、体积分数均得到显著提高，其中氢气体积分数达95%以上。随着S/C比的增加、质量空速的减小，普通蒸汽重整和吸附强化重整的制氢效果均是增强的，且均在S/C比、质量空速分别达到12：1、0.128 h⁻¹后增幅不再明显；尽管如此，相比普通重整，吸附强化重整降低了最佳重整制氢温度，在800℃时氢气产率能够达到87.35%。

对于没有配置再液化系统的半冷半压型液化天然气运输船，液货舱内的温度、压力在航程中会逐渐上升，同时液货的密度和体积也会相应改变。以14000 m³液化天然气运输船为研究对象，提出温度和压力日变化量的简化计算方法，经过实船计算验证，在装载率较高的情况下，采用简化方法计算的温度和压力日变化量的偏差较小，可满足基本的工程计算要求。讨论并分析了装载率和储罐压力释放阀最大许用设定值之间的关系以及装载率对液货温度压力变化规律的影响。

根据R290工质的商业冷柜的制冷需求，开发了直线压缩机样机，开展了国标工况下的制冷性能实验研究。实验结果显示，直线压缩机样机在供电电压145 V，频率70.2 Hz条件下，制冷量为604 W，制冷COP为1.42，部分负荷制冷COP会发生一定的衰减，负荷率越低衰减越大，40%制冷量时COP仅为1.02。降低供电频率导致其与固有频率的偏离增大时，制冷量和COP也出现了较大的衰减。功耗分析表明，为提高直线压缩机能效，需要从直线电机的性能系数和降低活塞与气缸配合间隙两方面同时进行优化。

传统地下水源热泵是直接利用地下水加热蒸发器，没有有效利用地下水低品位热能。为此，提出一种利用地下水预热新风的地源热泵空调系统，实现地下水低品位热能的梯级利用，即先利用地下水预热新风，再进入地下水源热泵机组二次利用，提高了地下水热能的利用率并显著节省机组能耗。分析新系统工作原理及供热空气处理方法，运用DeST软件对夏热冬冷和寒冷地区4个典型城市（武汉、常德、北京、郑州）的某学术交流中心在整个供暖季（120 d）的逐时热负荷进行模拟，并与传统地下水源热泵空调系统的供热特性及能耗进行比较。新系统能耗远远低于传统地下水源热泵空调系统并且适用于我国夏热冬冷地区和寒冷地区，节能率均超过50%，且夏热冬冷地区节能效果更好。

粉末状有机金属骨架材料（MOFs）普遍存在密度低热导率低的不足，是限制其在水蒸气吸附领域应用的关键因素之一。以典型的高吸水量MOFs材料对苯二甲酸铬（MIL-101（Cr））为研究对象，采用干混法将膨胀石墨（EG）与该MOFs材料复合并模压成型，制备了一系列不同密度不同石墨含量的复合吸附材料。利用光学显微镜表征了材料微观结构，分析了压制密度、EG含量对材料内部结构的影响；使用恒温恒湿箱测试了纯MOFs材料及复合吸附材料的饱和吸附量，发现纯MOFs粉末在压制压力超过3 MPa后吸附能力大幅下降。在此基础上制备了密度适宜的复合材料，测试发现复合材料的饱和吸附量随着EG含量的增加而显著降低，但EG对MOFs本身的吸附量未造成显著影响；采用体积法研究了材料的吸附动力学，其中片状纯MOFs相比粉末状MOFs吸附速率大幅下降，而复合材料由于内部产生了更多的传质通道使其表面传质系数相比于片状纯MOFs提高了2.7倍。热导率测试结果表明复合吸附材料的热导率随着石墨含量的增加而显著升高，而材料的密度对热导率的影响相对较小。采用干混法制备的石墨含量50%，密度408 kg·m⁻³的复合吸附材料，其热导率相比纯MOFs材料提高了22倍达到2.76 W·m⁻¹·K⁻¹。

以B型液化天然气（LNG）船为对象，通过计算流体力学（CFD）数值模拟方法，分析了不同工况下LNG液货舱的温度场分布以及传热量情况，同时计算了各工况的蒸发率。研究结果表明，在绝热层厚度400 mm、空气温度5℃时，绝热层破损1 m²和绝热层完好的情况相比，其蒸发率增加12%；绝热材料保温能力衰减和保温层破损对LNG液货舱传热量和蒸发率影响较大。

在实验室自制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置中，分析了高功率微波等离子体环境中甲烷浓度对金刚石膜生长的影响。利用等离子体发射光谱诊断分析高功率微波等离子体放电环境的特征，同时利用SEM及Raman光谱对不同沉积条件下获得的金刚石膜的形貌及质量进行表征，以确定高功率微波等离子体环境下金刚石膜生长的最优甲烷浓度范围。实验表明在保持微波功率为5000 W，CH₄/H₂≤1%时，金刚石膜中二次形核现象明显，晶粒尺寸较小；CH₄/H₂≥2.5%时，金刚石膜可获得较大的晶粒，但易于产生孪晶体；CH₄/H₂=1.5%～2%时，可获得晶粒完整且质量较高的金刚石膜。

沸腾液体蒸气膨胀爆炸（BLEVE）是液化气储运中的一类常见灾害，其爆炸剧烈程度取决于容器失压时亚稳态液体的过热度。为避免发生液化气爆炸，提出了一种采用微肋结构来促进过热液体成核的防制思路。通过搭建可视化的实验装置，对比观测了失压条件下光滑和微肋表面上的气泡成核过程，并测量了失压后容器内的瞬态压力曲线。结果表明，微肋表面上的成核起始时间相比光滑表面提前了50 ms；在200～500 kPa泄放压力范围下，通过采用微肋结构表面，暴沸引发的压力反弹相比光滑表面降低了24.1%，液体最大过热度下降了21.7%。