交大要闻

交大学子在第十五届大学生节能减排大赛斩获佳绩

8月5日,“六百光年杯”第十五届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛决赛落下帷幕,上海交通大学学子再创佳绩——获得一等奖4项,二等奖2项,三等奖4项,上海交通大学获得优秀组织奖。此外,在首届“未来水下能源动力挑战赛”中,交大师生同样表现出色,获得专业组金奖1项,学生组银奖1项。

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本届大赛决赛采用线上答辩的形式进行。交大参赛选手克服疫情防控压力,精心准备、认真备赛,呈现了极高水准的作品,完成了比赛。

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一等奖:“火树银花”——基于盐晶体蒸发器的太阳能零液体排放水处理技术

团队成员:于杰、高金彤、郑思洋、张希、游锦方

指导老师:徐震原

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项目介绍

目前,海水淡化系统在产出淡水的同时也会产出大量对环境有害、难处理的浓盐水。针对这一问题,本作品通过利用浓盐水蒸发产生的盐结晶本身作为蒸发器,将盐结晶从浓盐水处理过程的关键难题转变为有利因素,基于此设计了一款太阳能零液体排放水处理装置。该装置可实现完全依靠太阳能被动运行。在户外实际测试条件下可实现6.47 kg·m-2·h-1的浓盐水处理速率,浓盐水年处理能力可达7.5吨/m2。该装置可以通过模块化扩展应用与海水淡化系统灵活适配,实现浓盐水的高效稳定零液体排放处理,并对于盐、水分别回收利用,实现浓盐水的“变废为宝”。

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基于镍钛合金微丝接续变形的固态弹热制冷空调机研制

团队成员:潘治宇、马康敬宇、简漠然、刘印为

指导老师:肖飞、翟晓强、金学军

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项目介绍

当前空调制冷行业的温室气体排放占全球总排放量的7.8%,温室气体的排放造成了严重的气候变暖。碳中和、碳达峰,是我国的发展战略。传统蒸汽压缩制冷技术存在着制冷剂和制冷技术的双重发展瓶颈。因此,急需寻求新的制冷技术解决该领域的瓶颈问题。

本项目主要以镍钛合金微丝作为核心制冷材料,将直径200微米的Ni-Ti合金微丝通过缠绕装置制成微丝组。并自主研发设计利用凸轮驱动微丝连续加卸载的驱动机构进行对微丝的交替加卸载,利用合金微丝连续加卸载的过程中的弹热效应对空气进行制冷。本项目自主研发的制冷机制冷量约0.9kW,单程的空气降温幅度可达10℃,冷风流量约350m³/h。制冷样机的COP值约6.5。

本项目自主研发的制冷机有着节能高效和绿色环保两方面优点,全球制冷行业年耗电量占比15%,每年可节省电量38万亿千瓦时(相当于38个三峡水电站年发电量);制冷过程仅涉及材料组元的固态相变,能够实现含氟烃类温室气体的0排放。

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低碳战“湿”——基于吸附除湿原理的列车空气控制装置

团队成员:邵昭、葛镥榕、寇小雪、邹启宏、杨辛格、邹豪

指导老师:王如竹、葛天舒

图7:成员合照.jpg

项目介绍

随着“新基建”和“一带一路”倡议的不断推进,在“双碳”背景下降低列车运行能耗的重要性日益突出,特别是占总运行能耗30%的空调能耗。针对列车环境湿负荷占比高的特点,本项目开发了一种基于吸附除湿原理的列车空气控制装置。该装置依靠蒸发器表面的吸附剂处理湿负荷,回收冷凝器废热再生吸附剂,通过换热器模式切换实现连续除湿。针对列车空调需求,本作品在水平方向上将装置分为三个模块,在纵向上划分为设备层与风道层,模块化的构造在紧凑空间内实现了功能切换。实验样机铁路标准工况下COP为2.43,较对照组提升43%,制冷量达到27kW。在不同气候条件下该空调均表现突出,以深圳工况为代表的高湿工况下COP可达3,有望在广泛气候区域内大幅降低列车空调能耗。若在全国范围内推广使用该装置有望节电25.5亿千瓦时,产生经济效益32亿元。

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图9:项目介绍图片.png

“叶幕降零”——一种零能耗航天推进剂管理与减排装置

团队成员:吕昊天、姜梦怡、赵思航、李培义、李家晟、杨晨昊

指导老师:杨光、吴静怡

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项目介绍

微重力条件下,传统获取液体航天推进剂的方法是利用正推或离心作用进行气液分离,其缺点是需要额外消耗燃料;而传统控制压力的办法是直接排出气液混合物,会造成大量的燃料浪费。针对这些问题,并以实现“航天双碳”为目标,本项目提出了应用于复杂气液边界条件的零能耗航天推进剂管理与减排装置。本作品基于微重力条件下表面张力主导的两相流动机理,设计了板式与膜通道式的组合式装置。本装置能够在零能耗的条件下完成液体燃料的获取与排放,并且对比单一的叶片式或网幕通道式装置,能够显著提高气液分离的效率。基于以上策略,装置实现了燃料的节约与高效利用,预计可使推进剂减重超过 20kg,降低单次发射成本至少十万美元,节能减排效果显著。本作品将为燃料管理系统的节能改进提供参考,并为密集化的航天发射密集化等提供节能减排策略。

图11:项目介绍图片.jpg

全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛是教育部高等教育司主办的全国大学生学科竞赛,系全国高校影响力最大的大学生科创竞赛之一。大赛以“节能减排、绿色能源”为主题,紧密围绕国家能源与环境政策,紧密结合国家重大需求,在教育部的直接领导和广大高校的积极协作下,起点高、规模大、精品多,覆盖面广,是一项具有导向性、示范性和群众性的全国大学生竞赛,得到了各省教育厅、各高校的高度重视。

本届大赛共有608所高校、6200余支队伍参与角逐。上海交通大学在校团委的指导下,由机械与动力工程学院牵头,积极备赛,首次举办“砺新杯”节能减排校内赛对参赛项目进行培训和筛选,在国赛申报和决赛备赛期间邀请专家教授开展了多轮的精心辅导。经过近八个月的备赛阶段,交大学子不懈努力,克服了疫情等重重困难,最终在全国决赛的舞台上以优秀的科创作品彰显交大风采,为母校再添荣光。

附大赛主赛道获奖名单:

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附未来水下能源动力挑战赛获奖名单:

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蒋天昊 郁中昊
机械与动力工程学院