国家重点学科申报报告

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,热能工程学科,申报单位：哈尔滨工业大学,二,OO,一年十一月,国家重点学科申报报告,1.,学科历史回顾,2.学科组成及梯队,3.学科研究方向,4.近五年完成科研项目情况,5.目前承担的科研项目,6.人才培养,7.实验及图书条件,8.学科发展目标,汇报提纲,1.历史回顾,1954年，成立全国第一个锅炉专业，前苏联专家开始培养研究生,1963年，国内导师开始培养研究生,1981年，获硕士学位授予权,1990年，获博士学位授予权,1994年，建立博士后流动站,2000年，获准按一级学科授予博士学位,2000年，批准为黑龙江省重点学科,学科骨干,教授,18,人,(,含,8,名博导),副教授,6,人,博士学位教师,25,人 占,56.8,%,2.学科组成及梯队,总人数,43人,本学科由热能工程教研室，工程热物理教研室和燃烧工程研究所组成,学科带头人,中国工程院院士秦裕琨 教授,主要研究方向：,燃烧及其污染控制,炉内传热,两相流动,秦裕琨 教授,1956,年，哈工大研究生班毕业,1963年，出版国内首部教材蒸汽锅炉的燃料、燃烧理论及设备,1974年，出版国内首部关于电站燃油锅炉的专著燃油燃烧锅炉设备及运行,1980年，提出旋风燃尽室，解决褐煤流化床锅炉的燃烧效率问题，1985年获得部级科技进步二等奖,1982年，首次提出热水锅炉自然循环，提出相应的水动力计算方法，1987年获得部级科技进步二等奖,1984年，出版国内首部教材炉内传热,1985年，主持制定机械部标准层状燃烧及沸腾燃烧工业锅炉热力计算方法,1987年，出版国内首部专著煤粉燃烧器的设计及运行,目前，受五大锅炉厂委托制定电站锅炉炉膛传热计算方法,80年代，130,t/h,矸石流化床锅炉研制，85年国家科技进步三等奖,90年代，系列浓淡煤粉燃烧技术，2000年国家技术发明二等奖,2001年，中国工程院院士,学术带头人,学 术,方 向,学 术,带头人,年龄,学位,评博导时 间,备 注,燃烧学,吴少华,49,硕士,1997,国家863计划洁净煤主题专家组成员,燃烧学,孙绍增,38,博士,2001,1998-1999留学英国,两相流,陆慧林,45,博士,1999,1994-1997留学美国,辐射换热,谈和平,49,博士,1995,国务院学位委员会学科评议组成员,国家杰出青年基金获得者,1985-1988留学法国,2000留学美国,3.研究方向,煤的高效、清洁燃烧技术,煤粉燃烧理论和技术,流化床燃烧技术,烟气净化的理论和技术,生物质燃料燃烧和废弃物焚烧技术,城市燃气工程,3.1 燃烧学和清洁燃烧技术,风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术,首次发现有很多情况下煤粉被无意识分离到炉膛四周，引起结渣、高温腐蚀、且降低燃烧效率；,标志性成果,风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术,采取措施使煤粉相对集中于炉膛中部燃烧，而炉膛四周则空气相对过剩，实现了“风包粉”。,和浓淡燃烧相结合,改善低负荷稳燃,降低,NOx,排放,研制了高效率、低阻力的百叶窗煤粉浓缩器，强化浓淡燃烧作用,发明了“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术,获发明专利,1,项，实用新型专利,6,项,另有1项发明专利申请正在进行实质审查,适用面广,我国所有煤种,无烟煤、贫煤、烟煤、褐煤,主要煤粉燃烧方式,四角切向燃烧,六角切向燃烧,墙式布置旋流燃烧器,“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术的性能,防高温腐蚀,稳燃性能好,防 结 渣,燃烧效率高,NOx,排放低,安,全,经,济,环保,50座电厂,93台锅炉,总装机容量,15692.8,MW,哈尔滨锅炉厂,上海锅炉厂,东方锅炉厂,北京,B&W,公司,武汉锅炉厂,“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术,在我国获得广泛应用,经济效益和社会效益,按照不完全统计，因节油，节煤，减少维护费用，年创直接经济效益逾3亿元,燃用烟煤,NOx,排放量为318424,mg/m,3,，,燃用贫煤时410768,mg/m,3,，,燃用无烟煤时,NOx,800 mg/m,3,，,大幅度降低了,NOx,排放量。,根据29台机组统计，每年节约标准煤70万吨，少向大气中排放飞灰 28万吨，少排,CO,2,200,万吨,鉴定意见,：,“风包粉”系列浓淡煤粉燃烧技术，理论上有创新，技术上有突破，适应面宽，投资回收期短，经济效益突出，社会效益明显，市场前景广阔，,为煤粉燃烧技术发展做出了贡献,，达到了国际先进水平。特别是在用煤粉燃烧方式燃用无烟煤、贫煤时，在同时取得稳燃性能好，燃烧效率高，低,NOx,生成排放，防止结渣并可望控制高温腐蚀的综合效果方面，属,国际领先水平,。,获奖情况,2000年获得,国家技术发明二等奖,黑龙江省科技进步一等奖,已经与,Mitsui Babcock Co.,达成许可使用角置直流式燃烧技术的协议,生物质燃料燃烧技术,本学科将流化床燃烧技术用于生物质利用上，对,媒体流化床中生物质烧结现象、流化参数和媒体选择方面,进行了研究。,研制开发了燃稻壳、葵花籽壳、废木与木屑、甘蔗渣及棕榈空果穗等生物废料流化床锅炉10余台，已,出口,泰国、马来西亚和加纳。,1998年获,航天工业总公司科技进步二等奖,。,标志性成果,稠密气固两相流,提出多组分稠密气固两相动理学方法,两相流系统多尺度方法,复杂体系内部结构及内在规律,煤燃烧技术中气固两相流基础理论和实验的研究,3.2 两相流体动力学,多组分稠密气固两相动理学方法,论文发表在,Physica A,Physic Review E,等杂志上,1999年的美国流态化领域最高奖,Fluor-Dianiel,奖得主,Hamid Arastoopour,在其受奖综述中回顾了气固两相流的数值模拟和试验研究方法,共引用：,图 9 幅,其中引用上文,图2 幅,（占22.2%）,热辐射与耦合换热研究,军用目标与环境光辐射特性,能量有效利用与工质热物性研究,3.3 辐射换热与热力学,分析,理论研究,表面辐射传递,针对镜、漫反射，各向异性反射表面组成的,复杂系统内辐射传递,，提出一种可,在时间域（计算步骤）和空间域（计算域）上,同时并行处理的计算方法,。,半透明介质内辐射传递与耦合换热,将,散射传递分解为两个子过程,，建立了新的物理模型。,热辐射反问题多参数群联合反演,NASA,辐射换热专家,R.Siegel,荣获96年度美国传热学最高奖,“,Max,Jakob,Memorial Award”,时的讲演，综述了半透明介质内热辐射的研究成果(,ASME J.Heat Transfer，Vol.120，No.1，1998,年,),共引用：文献100篇，图29 幅,其中引用上述,论文2 篇,（占 2%）,图4 幅,（占13.8%）,Solution from a few typical references,法国学者,Andre、,Degiovanni,，,1998,年的数值计算与本学科1991年的计算作了比较，结果完全一致（,ASME J.Heat Transfer，Vol.120，No.4，1998,年）,应用研究,“资源一号”卫星,重型主战坦克,弹道导弹,“,资源一号,”卫星,多光谱扫描仪,杂光分析,CCD,相机,杂光分析,资源一号卫星多光谱扫描仪光学系统结构示意图,红外辐射出射图,重型主战坦克,的红外热像理论建模,弹道导弹,主动段喷焰,红外特性研究，为预警卫星红外探测波段选择提供依据,再入段激波层、尾流,光辐射特性研究，为导弹突防和反突防识别提供依据,弹道导弹,主动段,全场光谱辐射强度,弹道导弹再入段,弹头红外光谱区,辐射强度,4.近五年完成的科研项目情况,科研项目与经费,主持完成国家级、省部级、国际合作等科研项目,7,项，科研经费达,234,万元。,近三年来，承担了百万元以上的工程项 目,7,项，均顺利地完成了任务,科研获奖情况,国家技术发明二等奖,1,项,国家科技进步三等奖,2,项,国家自然科学四等奖,1,项,省部级科技进步和教学成果奖,35,项,发表论著（自1996年）,出版专著和全国通用教材,22,部。,发表论文,300,余篇。,被,SCI,收录,21,篇，,EI,收录,54,篇。,被国外学者他引,45,篇次，其中,SCI,他引,44,篇次。,5.目前承担的科研项目,目前承担科研项目,30,余项，总经费,1864.5,万元,国家计委、科技部、教育部项目,3,项,国家自然科学、社会科学基金项目,5,项,国务院其它各部门项目及国防重大项目,4,项,地方政府项目,4,项,企事业单位委托项目,14,项,主持,国家电力公司重大科技项目,“低,NOx,排放高稳燃性能煤粉燃烧技术的研究”,资助额度：200万元/450万元,获1项,国家杰出青年科学基金,资助项目 资助额度：80万元,获5项,国家自然科学基金,资助项目 资助总额度：87万元,6.人才培养,获,国家级教学成果特等奖1项,获,黑龙江优秀教学成果一等奖1项,1996年以来出版教材2部,1996年省部级优秀教材二等奖1项,专业及课程建设,五年来培养硕士、博士、博士后情况,招生,毕业,硕 士,107,90,博 士,44,32,博士后,6,4,近五年研究生在国内公开出版学术期刊上发表论文数,277,篇，其中,SCI,收录,7,篇，,EI,收录,37,篇。,毕业生活跃在重点大学、研究单位和一些重要领导岗位。,毕业研究生获霍英东基金,2,项,研究生所取得的成果,8.实验及图书条件,燃烧实验室,（,煤粉燃烧实验室,、,流化床燃烧实验室,、,型煤实验室,、,脱硫实验室,）,两相流实验室,（,空气动力特性实验室,、,气固两相实验室,、,水动力学实验室,）,传热与热工实验室,（,传热实验室,、,热物性实验室,）,受压元件疲劳实验室,（,仪表及标定实验室,、,机械加工实验室,）,哈尔滨市,型煤与洁净煤技术研究推广中心,拥有多个特色实验室和研究中心,自筹经费500万，用于本学科点所在的能源科学与工程学院的教学、科研楼的改造，2001年10月完工并投入使用，实验室面积增加,2200,m,2,。,从重点共建经费中获得建设经费，用于实验室建设，建成或购置如下实验系统。,1,PADA,测量系统,，投资180万元，,已建成,。,2,可见、红外双向光谱反射率测试台,，预计,投资90万元，已安装。,3,低污染燃烧实验台,，预计投资100万元。,4,气相色谱分析仪,，预计投资30万元。,5实验室环境条件改造，预计投资60万元。,利用本学科获得建设经费对实验室建设情况,建立低温与超导工程实验室。,、空间材料与环境工程实验室已实现20,K-300K,温区的,低温测试环境,正在筹建液氦温区的制冷设备以实现4.2,K-300K,的,全谱低温试验环境,、,建立一个温区在1.5,K300K,的,多功能低温实验系统,，可进一步加装超导磁体，提供15,T,的强磁场。,、已投资,140万美元,购进基础试验设备，开展,凝聚态物理研究,，以液氦温区和超流氦温区物性测试为特点。,贾林祥博士,美国,布尔海文国家实验室,的高能粒子加速器及对撞机部任职研究员，,低温技术研究与开发部负责人,。,哈工大讲聘教授，博士生导师，,哈工大低温与超导研究所所长,北京正负电子超导对撞机(,BEPCII),国际专家评委,纽约州立大学石溪分校机械工程学院的客座教授,全美华人低温与超导学会会长(,CSCS),近5年来，在国际科技刊物发表论文20余篇，为美国宇航局和能源部编写技术文件50余部。,1993年4月获全美大学“,BFGoodrich”,发明竞赛奖,成功地解决了航天飞机液氢系统重大泄漏的难题，为肯尼迪航天中心研制了一套新型液氢系统；1994年8月获美国宇航局特殊贡献奖，,其成果参加“,NASA TECH 2002”,展览。,引进人才,总体目标,通过“十五”期间的建设，将把本学科建成国内一流、国际知名的国家级重点学科。,感谢各位领导和专家！,