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公开(公告)号：CN118005126B
公开(公告)日：2025-02-28
申请号：CN202410285327.1
申请日：2024-03-13
Applicant: 中南大学
IPC: C02F1/14 , C02F1/04 , B01J13/00 , C02F103/08
Abstract: 本发明公开了一种低迂曲率的分层梯级孔隙结构气凝胶界面蒸发装置，旨在应用于高盐浓度下的海水淡化时，能保持高效、稳定的界面蒸发速率和蒸发效率。所述该气凝胶界面蒸发装置由界面蒸发器和平板隔热支撑结构组成，界面蒸发器主体结构呈圆柱形，通过定向冷冻干燥法制备。界面蒸发器的孔隙尺寸在竖直方向呈现梯级分布，其中底层为大孔隙结构、中间层为中等孔隙结构、顶层为小孔隙结构。本发明的气凝胶界面蒸发器通过分层梯级孔隙结构，提升了蒸发过程中的水输运速率，有效协调了气凝胶界面蒸发器输水性能和隔热性能之间的竞争性关系，显著降低了盐离子的扩散回流阻力，从而大幅度提升了界面蒸发装置的阻盐性能。
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公开(公告)号：CN118005122A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410285330.3
申请日：2024-03-13
Applicant: 中南大学
IPC: C02F1/04 , C02F1/14 , B01J13/00 , C02F103/08
Abstract: 本发明公开了一种内外非均匀孔隙结构蒸发器，属于海水淡化领域，旨在协同强化高盐浓度条件下蒸发器的蒸发效率和阻盐性能。所述该内外非均匀孔隙结构蒸发器的外层为低孔隙率的界面蒸发层，内部主体是高孔隙率的多孔结构；所述低孔隙率的界面蒸发层主要由凝胶结构和附着在凝胶结构上的光热转换物质组成，其中凝胶结构由亲水高分子材料交联形成。所述高孔隙率的多孔结构主要由高孔隙率的海绵构成。本发明通过孔隙结构的内外非均匀设计实现对水输运过程的精准调控，在大幅降低蒸发器导热损失的同时加快了盐离子回流速率，有效协调了水输运与热局域化之间的矛盾，从而实现了蒸发器高效蒸发与高效阻盐的有机统一。
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公开(公告)号：CN116419549A
公开(公告)日：2023-07-11
申请号：CN202310458386.X
申请日：2023-04-26
Applicant: 中南大学
IPC: H05K7/20
Abstract: 本发明公开了一种强化冷凝传热的倒置复合湿润性微十字柱台结构化表面，属于强化冷凝传热领域。本发明包括冷却基板与其上的微十字柱台阵列，其中相邻微十字柱台之间形成了若干槽道；此外，每个微十字柱台的顶部表面呈亲水性，微十字柱台侧壁表面及槽道表面呈疏水性。本发明的冷凝传热强化机制为：所述微十字柱台的亲水顶部表面优先冷凝成核，成核后的液滴与微十字柱台侧壁凹角处的冷凝液滴快速聚并后向顶部表面滑移，促进了顶部表面冷凝液滴的脱离，同时疏水槽道有效延缓了冷凝液滴在冷却基板累积成液膜。所述表面充分利用了复合湿润性与微十字柱台结构的协同效应，实现了对冷凝成核密度和液体脱落频率的提升，强化了表面的冷凝传热效率。
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公开(公告)号：CN116182614A
公开(公告)日：2023-05-30
申请号：CN202310224053.0
申请日：2023-03-09
Applicant: 中南大学
IPC: F28D21/00
Abstract: 本发明公开一种利用微管与微孔协同强化沸腾换热的复合微结构表面，包括微柱基体和呈阵列分布在微柱基体上的若干个微柱单元。其中，微柱单元由呈阵列分布的多个微柱构成，每个微柱的各侧壁面对称开设微管、顶部对称开设微孔。通过在微柱顶面增设微孔有效提高了微结构表面的汽化核心数量，降低了表面的过热度，从而提高了表面的沸腾换热系数；其次，在微柱的各侧壁面开设微管，通过利用微柱、微孔及微管在调节沸腾过程气液行为的相互作用，建立了从补液通道向微柱单元槽道以及微管补液的多方位补液系统，从而增强了表面的补液能力，提高了表面的临界热流密度，延缓了沸腾危机的发生，获得对微结构表面沸腾换热性能的协同强化。
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公开(公告)号：CN113825365B
公开(公告)日：2022-07-26
申请号：CN202111044454.5
申请日：2021-09-07
Applicant: 中南大学
IPC: H05K7/20 , F28D15/04 , H01L23/427
Abstract: 本发明公开了一种强化沸腾传热的分层式微纳复合结构及其加工方法，分层式微纳复合结构包括硅基板、硅基板上生长的柱形微结构以及柱形微结构顶面四周的纳米空穴。该复合结构以阵列式排布的柱形微结构为基础，能有效提高热流密度区的液体补给速度；在柱形微结构顶面四周生成的纳米空穴，能有效提高汽化核心密度，从而提高沸腾传热系数。纳米尺度空穴仅分布在柱形微结构顶面的四周，有效防止高热流密度区气泡在柱形微结构底部的大面积横向合并，有效延缓传热恶化的发生，并保证液体补给能力不会因为纳米结构的引入而遭到削弱。通过干腐蚀法一次加工成型分层式微纳复合结构，实现微结构的精确调控，该加工方法操作简单且制造成本较低。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114524479A
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202210091379.6
申请日：2022-01-26
Applicant: 中南大学
IPC: C02F1/14 , C02F103/08
Abstract: 本发明公开了一种基于热转移强化的太阳能驱动界面蒸发器，解决了现有蒸发器面临的适用光强低、适用盐水浓度低、盐易析出的问题，包括平板形隔热支撑结构、s形导热结构、n形亲水性热竞争次蒸发层、n形亲水性输水层和平板形光热主蒸发层，n形亲水性热竞争次蒸发层和n形亲水性输水层两侧的亲水性材料与隔热支撑结构下方的水体接触，实现持续供水，并将输水层中的高浓度盐分排到下方水体中。s形导热结构可将平板形光热主蒸发层获得的部分热量转移到n形亲水性热竞争次蒸发层，从而实现双层蒸发，同时其可依靠对流和扩散作用抑制盐析出，最终实现在高光强、高盐浓度下高速、稳定地进行海水淡化的效果。
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公开(公告)号：CN114001568A
公开(公告)日：2022-02-01
申请号：CN202111271118.4
申请日：2021-10-29
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种射流式超临界CO2套管换热器，包括自外向内同轴布置的外管、中间管和内管，外管左端与第一密封端盖焊接、右端与第二密封端盖焊接，中间管左端与第一密封端盖焊接、右端贯穿第二密封端盖，内管两端分别贯穿第一密封端盖和第二密封端盖。分别在外管的左端和中间的右端设置超临界CO2进口和出口，内管的两端设置第二流体进口和出口。在中间管管壁加工有按一定规律布置的多个射流孔，连通外管、中间管和内管之间的2个环形流道，超临界CO2通过射流孔形成射流冲击内管外壁面，强化壁面的传热。本发明能有效提高换热器的综合流动换热性能，同时能避免使用真空扩散焊等高价加工手段，降低换热器成本。
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公开(公告)号：CN112856837A
公开(公告)日：2021-05-28
申请号：CN202110030092.8
申请日：2021-01-11
Applicant: 中南大学
IPC: F24S70/225
Abstract: 本发明公开了一种用于太阳能水气化的光谱选择性吸光结构，将具有高介电常数虚部的金属与传统的电介质复合为特殊纳米结构，实现了对阳光的光谱选择性吸收，吸收光谱范围广，光热转换效率高，其包括底层支撑板，底层支撑板上形成有金属薄膜，金属薄膜上形成有电介质薄膜，电介质薄膜上形成有多个金属纳米弧边四角星形棱柱构成的正方形阵列，金属纳米弧边四角星形棱柱的中心具有圆孔，正方形阵列中任意相邻的四个金属纳米弧边四角星形棱柱围成一个正方形，每个正方形的中心具有贯穿底层支撑板、金属薄膜和电介质薄膜的圆柱孔，金属纳米弧边四角星形棱柱绕自身中心轴旋转90°、180°、270°或360°之后均能与自身重合。
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公开(公告)号：CN112462513A
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN202011402484.4
申请日：2020-12-04
Applicant: 中南大学
IPC: G02B27/00
Abstract: 本发明公开了一种组合式抛物面型太阳能聚光器设计方法，首先，确定聚光器的光学和运行参数；随后，根据需求设定出光口面积，并将阳光垂直进光口入射时在出光口获得的聚光功率作为设计目标参数并设置其值；随后，确定聚光器几何参数组合，建立各组合下的设计方案的几何模型；然后，模拟太阳能在各方案内的聚集过程，获得对应的聚光功率；最后，选出符合设计要求的方案，并将其中接收半角最大的方案选为最终方案；若在当前几何参数组合下未能获得满足要求的方案，则自动调整几何参数组合，重新进行设计直至获得符合要求的方案为止。能够快速、准确地进行组合式抛物面型聚光器的几何设计和模型构建、光学建模和性能评估，实现了聚光器自动化设计。
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公开(公告)号：CN118005126A
公开(公告)日：2024-05-10
申请号：CN202410285327.1
申请日：2024-03-13
Applicant: 中南大学
IPC: C02F1/14 , C02F1/04 , B01J13/00 , C02F103/08
Abstract: 本发明公开了一种低迂曲率的分层梯级孔隙结构气凝胶界面蒸发装置，旨在应用于高盐浓度下的海水淡化时，能保持高效、稳定的界面蒸发速率和蒸发效率。所述该气凝胶界面蒸发装置由界面蒸发器和平板隔热支撑结构组成，界面蒸发器主体结构呈圆柱形，通过定向冷冻干燥法制备。界面蒸发器的孔隙尺寸在竖直方向呈现梯级分布，其中底层为大孔隙结构、中间层为中等孔隙结构、顶层为小孔隙结构。本发明的气凝胶界面蒸发器通过分层梯级孔隙结构，提升了蒸发过程中的水输运速率，有效协调了气凝胶界面蒸发器输水性能和隔热性能之间的竞争性关系，显著降低了盐离子的扩散回流阻力，从而大幅度提升了界面蒸发装置的阻盐性能。
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