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科学研究

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科研平台

1)能源与动力电气国家级虚拟仿真实验教学中心

     

能源与动力电气国家级虚拟仿真实验教学中心

该中心以电力行业中“发电-输电-配电”为主线,根据“以能力培养为核心”的教学理念,构建了“五模块(基础实验模块、专业实验模块、专业实践模块、工程伦理模块、创新实践模块)、四层次(基础层、专业层、创新层、综合层)、一主体(以自主开发为主体,科学研究与实践教学相结合)”的能源动力类仿真实验教学资源体系。可进行600MW及以上火电机组、核电机组全工况仿真培训,对能源动力类专业学生及专业运行人员都可进行上机培训,形成了独具特色的能源动力系统数值模拟、控制与优化的科学研究及人才培养基地。

仿真实验教学中心与国内知名企业合作开发引进了600MW超超临界电厂仿真系统;1000MW超超临界电厂仿真系统,300MW循环流化床仿真系统,丰富并完善了教学中心的硬件条件,目前,教学中心基本涵盖了国内外主流火电机组仿真控制系统,对能源动力类专业学生实训及电厂操作人员岗前仿真培训具有重要作用。

2光微流体流动及传递实验研究平台

目前,该平台扩展了激光光刻加工系统、微量流量控制系统、可见和红外聚焦激光系统、显微红外测量系统、m-PIV测量系统、高速摄影仪等仪器设备,具备微流控和微槽道加工、微小尺度两相流可视化实验、微小槽道内流场及温度场测量、微流体光驱动和分离等多个实验功能,为太阳能利用中光流体流动及传递研究以及光微流控机理及技术研究奠定了基础。

 

 

1550nm红外激光聚焦加热观测系统                       

3)平面激光诱导荧光燃烧研究系统(PLIF

       PLIF 系统由四波长输出(红外-可见-紫外-极紫外)的脉冲 YAG 激光器,染料激光器,紫外片光成型器,微弱光信号检测器(一般由图像增强器和非增强型数据采集器(俗称 CCD相机)耦合而成,结构更灵活),时间序列同步延时触发控制器,控制主机,DaVis数据采集控制分析软件平台,及其上加载的应用软件数据分析处理系统,配合若干电子和光学零件有机组成.是一套集成、非介入、灵活开放可升级的多功能综合测量系统。目前搭建的测试分析平台可进行燃烧机理的研究, 2015年实验室加大投入完善了平面激光诱导荧光燃烧研究系统(PLIF),目前经过扩展调试,该系统可以进行测试自由基OH*CH*NO*CO*等研究内容。

PLIF 系统部分组成示意图如下:

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平面激光诱导荧光燃烧研究系统图

 

 

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平面激光诱导荧光燃烧研究系统

4)气体燃烧弹研究系统

实验室完成了气体燃烧弹研究系统组装调试,该系统主要包括双腔泄压式球形火焰燃烧器、光学纹影系统、压力表、温度热电偶、钨丝电极及点火器、真空泵、气瓶及气路管道、高速摄像机、计算机等。目前,可进行气体燃料燃烧火焰传播以及爆炸过程等研究内容,可利用纹影系统、可视化设备记录整个火焰传播过程,对于研究气体爆炸中火焰传播过程等具有重要作用。

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气体燃烧弹研究系统

5)气相色谱质谱联用系统及液相质谱联用系统

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气相色谱质谱联用系统及液相质谱联用系统

重点实验室投入130余万元,强化建设了分析测试中心的测试设备及测试能力,先后配备了气相色谱质谱联用仪及液相质谱联用仪。气相质谱联用仪可以用于有机物的常规谱库检索定性、定量分析,还可以用于对基质复杂的样品的分析,能有效的消除复杂基质对目标分析物的干扰,得到准确的样品信息及丰富的数据,简化复杂基体内的分析。液相色谱质谱联用仪,适用于对含有盐或成分复杂的样品的检测,高效,耐用,操作简单,利用内置快速校准和输入功能,可自动进行质谱检测。

气相色谱质谱联用仪及液相质谱联用仪对于强化重点实验室分析测试中心的测试能力有较大提升作用,完善了能源动力领域的大型精密仪器配备,有助于提升重点实验室的科研测试水平。

6燃烧过程污染物排放研究平台

实验室继续加大投入完善燃烧污染物排放研究平台。目前,该平台扩展了污染物排放测试系统及红外烟气分析仪等仪器设备,红外烟气分析仪是基于 FTIR 技术的烟气排放监测系统,内置有大的光束干涉系统,稳定性高,精度高,设计上方便运输和携带。通过 UK  MCERTS 认证,用于烟气监测、实验室应用和 BS EN 14181 排放监测。广泛用于垃圾燃烧、烟囱排放、工作场所和环境空气的气体分析。预装有 28 种气体的校准方法、自动氮气清洗、内置压力和温度报警器、模拟和数字输出\输入。经过扩展本系统现已具备燃烧过程多点采样、快速检测、测量范围宽广、检查精度高等多个实验功能,为燃料燃烧过程污染物排放机理及减排工程技术研究奠定了基础。

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红外烟气分析系统

7 “可再生绿色能源岛”研究平台

 


绿色能源岛教学部分总体框架图

 

 

可再生多能互补分布式能源系统创新教学实验平台以多种能源如化石能源、生物质能、风能、太阳能、地热能,以及低品位余热余能等为能量来源,通过高效的能量转换、储存、利用及分布式能源系统构建与优化控制系统,形成稳定循环而达到能量自给自足的目的。该实验教学平台以能量的转换、储存、利用及优化控制过程为主线,让学生,在实验教学过程中培养学生自主的发现问题、思考问题、解决问题能力,极大地训练学生实践动手能力及创新能力。目前该平台已获重庆大学创新教学基地建设项目立项,给与400万元经费建设。

8)半实物仿真研究平台

重点实验室半实物仿真系统外设组件扩展设备为一种面向仪器系统的PCI扩展,而该扩展设备为NI-PXI(National Instruments-PCI Extensions For Instrumentation,面向仪器系统的PCI扩展) 是一种由美国国家仪器公司发布的坚固的基于PC的测量和自动化平台。在半实物仿真系统中,PXI可以完成实物部分不同的设备以及不同厂家生产的传感器的数据的实时采集,以及对采集到的数据的可视化和数据处理等,同时能够通过OPC传输到其他设备中运行的模型部分。同时,PXI的系统配置中采用较为通用化的设备,包括USB接口的主机、通用的温度、压力、流量等采集模块等做到“一物多用”。半实物仿真研究平台对于具有重要作用。

 

半实物仿真研究平台示意图

 

9EDS能谱测试平台

         SEM&EDS组合是应用最广的显微分析仪器,它能快速、同时对各种试样的微区内的所有元素进行定性、定量分析。SEM&EDS在定性、定量分析时,是利用束径(10~1µm范围的高能电子束,激发出试样µm范围的各种信息,进行成份、形貌等分析。成分分析的空间分辨率在立方µm范围,微区分析是其重要特点之一,它能将微区化学成份与显微结构对应起来,是一种显微结构的分析。特征X-射线的产生是入射电子使内层壳电子激发而发生的现象。当内层电子被轰击后跳到比费米能级高的能级上,电子轨道内出现的空位被外壳层轨道的电子填入时,作为多余能量放出的就是特征X-射线。高能级的电子落入空位时,要遵从所谓的选择规则(Selection Rule),只允许满足轨道量子数l的变化Δl=±1的特定跃迁。特征X-射线具有元素固有的能量,所以,将它们展开成谱后,根据它的能量值就可以确定元素的种类。而且根据谱的轻度分析就可以确定其含量。另外,从空位在内壳层形成的激发状态变到基态的过程中,除产生X-射线外,还放出俄歇电子。一般来说,随着原子序数增加,X-射线产生的几率(荧光产额)增大,但是,与它相伴的俄歇电子的产生几率却减小。因此,在分析试样中的微量杂质元素时,EDS对重元素的分析特别有效。

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EDS能谱仪测试平台

10三通道平行管反应实验系统

  三通道平行管反应实验系统

三通道平行管反应实验系统

    三通道平行管反应实验系统可用于气体及固体燃料的催化燃烧研究,具有三通道平行反应管,同时开展3组不同工况的催化燃烧平行反应,可研究催化燃烧的反应动力学,反应历程,再活化等方面。本装置设计有三根反应器,材质为石英,采用特殊设计的大热容量加热炉,可满足实验过程中反应温度的稳定。开式加热炉,采用多孔隔离板设计,满足炉内高温的同时保证了实验安全,同时反应器加热炉具有风冷快速降温设计。装置可采用PID二次仪表控制、DCSPLC等多种控制形式,采用PID二次仪表控制系统并配套控制软件。该装置设计有5条气路,均采用热式质量流量控制器进行控制,并可选择性通入N2/CO2/乙烷/H2/空气等多种气体组分。其压力采用气瓶减压阀进行调节,阀后均安装有压力表和过滤器。反应气经混合和进行预热处理进入反应器参与反应,响应管线进行电伴热处理,稀释用氮气也进入预热器加热炉进行预热处理后进入混合罐,与检测器稀释后进入色谱分析。

11)有机碳分析仪(TOC

 

有机碳分析仪

总有机碳分析仪(TOC)。包括燃烧炉、 NDIR信号的检测器、SCS自动检测系统、自动进样器、主机、配套分析软件等。可同时定量测定样品的总碳、无机碳、非挥发性碳等多个指标。因其催化燃烧氧化非分散红外吸收法只需一次性转化,流程简单、重现性好、灵敏度高,因此该系统可广泛用于生物、化工、水样检测,微生物生长固碳评估、污/废水检验等方面。 

12)高速冷冻离心机

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高速冷冻离心机

高速冷冻离心机是指转速可达10000rpm以上,具有冷冻功能的离心机,它由离心机主机,轻质碳纤材料角转头,Auto-Lock转头自锁系统,聚乙烯硬塑料离心管,适配器,ClickSeal防生物污染密封盖,Auto-ID瞬时转头识别系统及安全操作控制系统组成。该仪器具有很宽的测量范围和高水平的自动化,可用于微生物、细胞碎片、细胞、大的细胞器、沉淀物等生物、化工方面的采样分析及固液分离



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