基于超重力场的真空获得机制及低品位能源海水淡化技术

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51769006
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    41.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1101.海岸工程与海洋工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Due to the huge energy requirement, it is hard for seawater desalination to become a sustainable, environment-friendly, and economic water supply solution. If the renewable energy or low-grade energy is employed, the energy, environment and economic pressure of seawater desalination could be relieved. The Super-gravity Vacuum Desalination (SGVD) technique can be easily coupled with the renewable energy or low-grade energy, but its key scientific and technical problems, especially mechanisms of the vacuum acquisition and seawater desalination, are urgent to be revealed and solved. In this project, choosing fluids with various states and phases in the SGVD process as the research objectives, based on the comprehensive modelling of flow and heat and mass transfer, a series of key scientific problems, such as the acquisition mechanism of “Vacuum Super-gravity Pattern”, the seawater desalination mechanism under super-gravity vacuum conditions, the effective coupling of low-grade energy or renewable energy with SGVD process, will be systematically studied. Based on which, the design scheme of the complete equipment of the SGVD technique is obtained, and the recovery rate model and energy consumption model are built together with the evaluation system of the technique, to offer the theoretical and technical support for the SGVD technique, guide and promote the research, explore and application of the technique, and reach the goal of effective utilization of renewable energy or low-grade energy, alleviation of the energy consumption and protection of ecological environment.
海水淡化巨大的能源需求使之很难成为一种可持续的环保型和经济型供水方案,利用可再生能源或低品位能源为其供能可使以上问题迎刃而解。超重力真空海水淡化技术应运而生,但该技术的关键科学和技术问题,尤其是基于超重力场的真空获得机制及低品位能源海水淡化机理亟待研究。本项目以超重力真空海水淡化过程中的各态、各相流体为研究对象,以流动、传热、传质过程全方位建模为基础,系统研究“真空超重力场形态”的获得机制、超重力场真空区域内海水淡化机理、低品位热能及可再生机械能的有效利用方法等关键科学问题,基于此形成超重力真空海水淡化技术成套设备设计理论,建立海水淡化回收率模型和能耗模型、获得技术评价系统,为超重力真空海水淡化技术的实现提供理论和技术支撑,指导和推动超重力真空海水淡化技术的研发和应用,达到充分利用可再生能源及低品位能源、缓减海水淡化能耗和环保压力的目的。

结项摘要

海水淡化巨大的能源需求使之很难成为一种可持续的环保型和经济型供水方案,利用可再生能源或低品位能源为其供能可使以上问题迎刃而解。超重力真空海水淡化技术应运而生,但该技术的关键科学和技术问题亟待研究。本项目聚焦于超重力真空海水淡化技术中超重力场的真空获得机制及低品位能源海水淡化机理等关键科学问题,以超重力真空海水淡化过程中的各态、各相流体为研究对象,以流动、传热、传质过程全方位建模为基础,按照研究计划系统开展了“真空超重力场形态”的获得机制、超重力场真空区域内海水淡化机理、低品位热能及可再生机械能的有效利用方法、以及超重力真空海水淡化技术成套设备设计理论等方面内容的研究,并探索了更具有南海特色的可再生/低品位能源海水淡化方法。. 提出了双筒旋转式“真空超重力场形态”的有效形成机制,并通过了实验和CFD模拟结果的双重验证;耦合超重力真空(低压)技术与膜蒸馏海水淡化工艺,建立了CFD仿真模型与实验平台,揭示了海水淡化过程的流动、传质、传热机理,验证了超重力低压对膜蒸馏海水淡化过程的强化作用;根据南海开发利用的特色需求,探索了低品位能源包括太阳能、风能、海洋温差能以及深海静压能驱动海水淡化过程的方法与机制;形成超重力真空(低压)海水淡化装备模块化设计方法,建立了超重力低压膜蒸馏海水淡化能耗和产水评价指标,以指导和推动超重力真空(低压)海水淡化技术的应用,达到充分利用可再生能/低品位能源、缓减海水淡化能耗压力的目的。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(10)
Experimental investigations on a portable atmospheric water generator for maritime rescue
海上救援便携式大气造水机的实验研究
  • DOI:
    10.2166/wrd.2020.048
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Water Reuse and Desalination
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Du Runze;Ma Qingfen;Lu Hui;Wang Gaoping;Ye Wei;Cao Guangfu;Cui Yifan
  • 通讯作者:
    Cui Yifan
Modeling and experimental research on the formation of the super-gravity vacuum/low-pressure region for seawater desalination
海水淡化超重力真空/低压区形成的模拟与实验研究
  • DOI:
    10.5004/dwt.2019.23727
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Desalinatin and water treatment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Xiaolong Zang;Qingfen Ma;Kaier Liang;Hui Lu
  • 通讯作者:
    Hui Lu
A Hydrostatic Pressure-Driven Desalination System for Large-Scale Deep Sea Space Station
大型深海空间站静水压驱动海水淡化系统
  • DOI:
    10.1155/2021/8898472
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Yifan Cui;Qingfen Ma;Zhongye Wu;Hui Lu;Zezhou Gao;Junqing Fan
  • 通讯作者:
    Junqing Fan
基于ANSYS的超重力真空蒸发室模态分析与优化
  • DOI:
    10.13922/j.cnki.cjovst.2020.04.01
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    真空科学与技术学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    叶玮;马庆芬;臧小龙;曹光福
  • 通讯作者:
    曹光福
Seawater Desalination Based on a Bubbling and Vacuum-Enhanced Direct Contact Membrane Distillation
基于鼓泡真空强化直接接触膜蒸馏的海水淡化
  • DOI:
    10.1155/2021/3587057
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    International Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Guangfu Cao;Qingfen Ma;Jingru Li;Shenghui Wang;Chengpeng Wang;Hui Lu;Yun Zheng
  • 通讯作者:
    Yun Zheng

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其他文献

超重力真空海水淡化蒸发室两相流动模拟研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    水处理技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    解利昕;马庆芬
  • 通讯作者:
    马庆芬
基于灵敏度分析的木薯收获机机架结构优化设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖宇兰;刘世豪;孙佑攀;马庆芬;林茂
  • 通讯作者:
    林茂
Design of a continuous sloar desalination system with humidification-dehumidification cycle
加湿除湿循环连续式太阳能海水淡化系统设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Advanced material research
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈阳;马庆芬;解利昕;何文晋
  • 通讯作者:
    何文晋
木薯收获机挖掘铲仿生设计及其有限元分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    科学技术与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹翔翔;廖宇兰;马庆芬;刘世豪;朱冬云
  • 通讯作者:
    朱冬云
Design of a simulating control system for hybrid wind/PV power generation
风光互补发电模拟控制系统设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马庆芬;刘建华;喻晓
  • 通讯作者:
    喻晓

其他文献

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马庆芬的其他基金

风力直驱式超重力海水淡化工艺关键技术研究
  • 批准号:
    51349009
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
风力驱动热力循环海水淡化工艺应用基础研究
  • 批准号:
    51009044
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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