超常传热传质理论与应用

超常传热传质理论与应用

传热传质理论是工程热物理学科的灵魂，是流程性工业技术中各种“单元作业”的理论基础。针对超常极端环境下、非常规物料对象和非常规工艺过程所涉及的超常传热传质问题，是当今工程热物理学科的研究新热点。在此领域，开展了真空干燥技术和真空冷冻干燥技术的基本原理、过程工艺及其应用设备的研究。

研究课题1：真空冷冻干燥过程原理、技术与设备的研究

将“真空”与“低温”相结合，应用于“干燥”技术领域，便有了真空冷冻干燥技术。对于冻干过程中各种物理现象内在机制的理论研究，各种新奇物料冻干工艺的实验探索，以及各种特殊用途专用冻干设备的开发设计，构成了此领域研究工作的三条主线。

主要工作 学位论文          丁济琳，人造板材真空脱气过程传质机理的研究，导师：张世伟，张志军，2015，7          金长宇，干燥参数在线测量设备的开发与研究，导师：张世伟，张志军，2014，7          孔宁华，基于实体模型的玉米颗粒热风干燥模拟研究，导师：张世伟，张志军，2013，7          张文慧，各向异性物料干燥过程传质问题的研究，导师：张世伟，张志军，2013，7          刘玉凤，皮层阻力占优物料干燥过程传质问题的研究，导师：张世伟，张志军，2013，7          葛玉姣，玉米种子干燥过程中皮层阻力影响的研究，导师：张世伟，张志军，2012，7          武 越，鹿茸冻干过程的特性研究，导师：张世伟，2008，7          宋先霖，溶液真空蒸发冻结现象的研究，导师：张世伟，2008，3 科研课题          张世伟，刘军，徐成海，张志军等，典型植物果实皮层组织在干燥过程中传质机理的研究，国家自然科学基金面上项目，项目编号51176027，学科编号E060305 ,研究期限2012.01 至 2015.12          张世伟，黎勋，刘军，一种测量微波真空干燥过程工艺参数的实验装置， 发明专利 ZL 201410300967.1，申请日期2014年6月27日，授权日：          刘军，张世伟，一种快速冻干冬虫夏草的方法， 发明专利 ZL 201110070964.X，申请日期2011年3月23日，授权日：2012-08-29          刘军，张世伟，一种用于冻干鹿茸的冷冻干燥机可变工件架， 发明专利 ZL201010578638.5，申请日期2010年12月8日，授权日：2012-06-27          张世伟，徐成海，张志军，一种真空低温显微观测仪，发明专利ZL200810010475.3 申请日2008年2月26日， 授权公告日2010年6月2日          张世伟，LZG-5型冷冻真空干燥机的研制，横向课题（2009）          刘军，张世伟，鹿茸冷冻干燥新技术的开发，辽宁省高等学校科研项目计划（2008462），2008~2010          徐成海，张世伟等，角膜真空冷冻干燥与储藏过程中传热传质的理论研究，国家自然科学基金(59876008)，1999.1～2001.12          徐成海，关奎之，张世伟，大型食品真空冷冻干燥机设计与控制系统研制，横向课题，1998          徐成海，关奎之，张世伟，100平方米食品真空冷冻干燥设备及工艺开发，横向课题，1998          徐成海，张世伟，真空保鲜罐设计与有限元强度计算，横向课题，1997~1998          徐成海，关奎之，张世伟，“ZLG—1型人参真空冷冻干燥机的研制”；“人参真空冷冻干燥机理的研究”；“ZLG—0.5型真空冷冻干燥机的研制”（1996~1997）。沈阳市科委计划项目。分别通过市级鉴定。获辽宁省科技进步三等奖，沈阳市机械委科技进步一等奖 编写教材          徐成海、张世伟、谢元华、张志军，《真空低温技术与设备》（第二版），北京：冶金工业出版社，1995，4，1997再版 学术论文          张世伟，陈帅，黎勋，张志军，基于三维实体模型的玉米颗粒真空干燥数值模拟[J]，真空科学与技术学报，Vol. 36（2016）, No. 1， pp 51- 56 ,           张世伟， 孔宁华，张志军，徐成海， 基于三维实体模型的玉米热风干燥模拟计算， 东北大学学报（自然科学版）, Vol. 34, No. 6， pp 871- 874, 2013, 国内杂志 Ei收录。           Shiwei Zhang （张世伟）, Ninghua Kong(孔宁华)，Yufang Zhu (朱玉芳)，Zhiun Zhang （张志军）, Chenghai Xu （徐成海）,3D Model-Based Simulation Analysis of Energy Consumption in Hot Air Drying of Corn Kernels, Mathematical Problems in Engineering，Volume 2013 (2013), Article ID 579452, 12 pages，http://www.hindawi.com/journals/mpe/2013/579452/， 国际杂志SCI收录。           S.W. Zhang (张世伟）, J. Liu （刘军）, N.H. Kong （孔宁华）, Z.J. Zhan（张志军），HOT AIR DRYING SIMULATION OF CORN GRAINS BASED ON 3D REAL BODY MODEL，the 18th International Drying Symposium (IDS 2012), 2012/11/11-2012/11/15, 厦门, 2012/10/6, 国际会议论文。          Shiwei Zhang（张世伟） and Jun Liu （刘军）, Distribution of Vapor Pressure in the Vacuum Freeze-Drying Equipment, Mathematical Problems in Engineering, Volume 2012 (2012),Article ID 921254,10 pages, 国际杂志SCI检索, http://www.hindawi.com/journals/mpe/2012/921254/。          刘军，张世伟，鹿茸的冻干新工艺及性质[J]，真空科学与技术学报，Vol.31（2011），No.2，pp229-233， EI收录          张世伟，张志军，徐成海，库尔勒香梨冻干的实验研究，第十届全国冷冻干燥学术交流会论文集, PP44-50, 国内系列会议          刘军，张世伟，鹿茸的冻干新工艺及性质，第十届全国冷冻干燥学术交流会论文集，PP20-26，国内系列会议          张世伟，张志军，鄂东梅，宋先霖，徐成海，刘军，液体真空蒸发冻结过程的动力学研究[J]，真空科学与技术学报，Vol.29（2009），No.6，pp619-623， EI收录          Zhang Shiwei（张世伟）,Zhang Zhijun（张志军）, Xu Chenghai（徐成海）, E Dongmei（鄂东梅），Study on the Freezedrying Experiment of Kuala Fragrant Pear Slice[J]， International Journal of Engineering and Technology, Vol.1, No.4, October, 2009，pp274-277          Zhang Zhijun（张志军）, Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, Zhao Lili, The Study on Heat, Mass Transfer and Stress of porous medium Vacuum Drying[A], Proceedings 2009 2nd IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology[C], volume12009,8: 34-38,EI收录, ISTP收录          彭润玲，徐成海，张世伟，李成华，李全顺，螺旋藻真空冷冻干燥实验研究，真空技术与表面工程第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集，北京：电子工业出版社，2009年8月，PP472-476          彭润玲，徐成海，张世伟，李成华，寇薇，The influence of vacuum freeze-drying technological parameters on the activity of nattokinase，真空技术与表面工程第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集，北京：电子工业出版社，2009年8月，PP533-476          徐成海,张世伟,彭润玲,张志军,真空冷冻干燥的现状与展望(一),[J]真空, 2008, 45(2):1-11          徐成海,张世伟,彭润玲,张志军,真空冷冻干燥的现状与展望(二)[J],真空, 2008, 45(3):1-10          Peng Runling（彭润玲），Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟），Liu Changyong et al．Fractal Porous Media Model for the Freeze Drying of biological materials[A], The proceedings of the 5th Asia-Pacifc Driyng Conference[C], Hong Kong, 2007, 8: 795-803          Zhang Zhijun（张志军）, Xu Cheng-hai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, et al. Maize low temperature continuous tower type vacuum dryer [A]. Proceedings of the 8th Vavuum Metallurgy and Surface Engineering Conference [C]. Beijing：Publishing House of Electronics Industry,2007.330-337, ISTP收录          彭润玲，徐成海，张志军等．山楂浆抽真空冻结干燥的实验研究[J]，真空，2007，44(6): 7-17          徐成海,彭润玲,张志军等，山楂浆抽真空冻结干燥的实验研究[A], 第十一届全国干燥会议[C], 北京，2007,8          彭润玲，徐成海，李全顺，张世伟等．螺旋藻冷冻过程微尺度传热传质的模拟[J]，低温工程，2006，152(4) ：63-68          张世伟、梅宇，真空冷冻干燥机温度控制模型与系统的研究[J]，干燥技术与设备，2006,4(2)          彭润玲，徐成海，张世伟等．真空冷冻干燥过程传热传质理论研究的动态[J]，真空与低温，2006，1：51-61          徐成海,张世伟,赵雨霞，真空冷冻干燥技术的国内外动态[J]，通用机械，2005，8，25-28          刘军,徐成海,张世伟，真空冷冻干燥机内的水蒸气压力分布计算[J]，真空与低温，2004.1.52-56          王德喜，徐成海，张世伟，冻干兔眼角膜复水工艺及全层检测，《真空科学与技术》2003，4，EI收录          Wang Dexi（王德喜）, Xu chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, Cao Yongmei（曹永梅）, Study of preprocess technology of vacuum freeze-drying rabbit cornea, IPS 13＃international Drying Symposium，2002，8          王德喜，徐成海，张世伟，曹永梅，兔角膜真空冷冻干燥工艺及冻干角膜活性检测，东北大学学报（自然科学版），2002，11，E收录I          王德喜，徐成海，张世伟，循环压力法冻干兔角膜的实验研究，真空科学与技术，2002，6：450-458, EI 收录          邹惠芬，徐成海，张世伟，角膜在冷冻过程中的传热分析，东北大学学报，2002，2：178-180 EI收录          徐成海，邹惠芬，张世伟，关奎之，陈晓隆，角膜真空冷冻干燥实验的传热传质分析，真空，2001，5          徐成海，邹惠芬，张世伟，角膜真空冷冻干燥过程中传热传质的特性研究，中国学术期刊文摘，2000，9          徐成海，邹惠芬，张世伟，真空冷冻干燥技术的现状及发展趋势，真空与低温，2000，6          徐成海，张世伟，关奎之，陈卓君，真空冷冻干燥机真空系统特性的研究，真空，2000，6          徐成海，彭润玲，关奎之，张世伟，眼角膜真空冷冻干燥设备的研制，真空，2000，4          徐成海，张世伟，邹惠芬，真空冷冻干燥技术的前沿课题，化工进展增刊， 1999 ，10          徐成海，郑文利，张世伟，关奎之，迈向21世纪的真空冷冻干燥技术，真空科学与技术增刊，1999，10          徐成海，张世伟，喻漫陆，关奎之，ZLG—0.2型真空冷冻干燥机的研制，真空与低温，1999，2          徐成海，张世伟，关奎之，高丽霞，胡天玉，几种物料的冷冻干燥实验，真空与低温，1998，3          徐成海，关奎之，张世伟，真空冷冻干燥机真空系统特性的研究，全国第五届冷冻干燥学术交流会论文集，1997，6          徐成海，关奎之，张世伟，大型食品真空冷冻干燥机设计中有关传热传质问题的探讨，南京林业大学学报增刊，1997          徐成海，张世伟，胡天玉，山药真空冷冻干燥的实验研究，真空科学与技术，1996，6          徐成海，关奎之，张世伟，徐光，童建武，食品真空冷冻干燥技术的现状及发展前景的探讨，真空，1996，4          关奎之，张世伟，徐成海，李云奇，真空冷冻干燥设备的真空测量，真空，1996，3          徐成海，张世伟，王琼光，李春光，真空冷冻干燥的传热计算，真空科学与技术，1995，4          徐成海，张世伟，王琼光，李春光，真空冷冻干燥的传热计算，真空科学与技术，1995，4

研究课题2：（粮食）真空干燥技术与设备的研究

真空干燥以其物料温度低、外部传质快为特点,有着越来越多的应用。开发真空干燥技术的新奇应用,是我们关注的重点,比如关于家用纺织品真空微波干燥的探索。而在粮食(尤其是东北玉米)连续真空干燥技术这样的热点研究领域,主要是徐成海教授和张志军博士完成了大量而富有成果的工作。

主要工作 学位论文          黎 勋，玉米真空干燥过程机理与塔式干燥设备的研究，导师：张世伟，张志军，2015，7          苏天一，滚筒中二元颗粒混合影响因素实验与模拟研究，导师：张志军，张世伟，2014，7          朱玉芳，变压器煤油汽相干燥系统中传热传质过程的理论研究，导师：张世伟，张志军，2014，7          杜春林，织物真空微波干燥的实验研究，导师：张世伟，2006，3 科研课题          张志军,张世伟等，乳酸菌喷雾冷冻干燥机理及干燥行为控制机制研究，国家面上自然科学基金面上基金项目，项目编号31371873， 学科编号C200302 年限2014-01至2017-12，          张志军,张世伟等，玉米连续真空干燥过程的双尺度传热传质特性与品质影响机理研究，国家面上自然科学基金青年基金项目，项目编号31000665、 学科编号C130101 年限2011-01至2013-12，          张志军，金长宇，张世伟，测量真空干燥和真空冷冻干燥过程工艺参数的实验装置， 发明专利 ZL 201410300777.X，申请日期2014年6月27日，授权日： 学术论文           Shiwei Zhang （张世伟）, Yufang Zhu(朱玉芳)，Baozhen Qiao (乔保振)，Zhiun Zhang （张志军）, System Model of Heat and Mass Transfer Process for Mobile Solvent Vapor Phase Drying Equipment, Mathematical Problems in Engineering，Volume 2014 (2014), Article ID 267276, 11 pages，http://www.hindawi.com/journals/mpe//2014/267276/， 国际杂志SCI收录          Zhang Zhijun （张志军）, Zhang Shiwei（张世伟），Xu Chenghai（徐成海），Design of Tower Continuous Vacuum Dryer，真空与表面工程——第十届国际真空冶金与表面工程学术会议论文集，2011年5月，电子工业出版社，ISBN 978-7-121-05880-6,pp 472-476，国际会议 ISTP 收录。           Zhijun Zhang（张志军）, Shiwei Zhang（张世伟） and Chenghai Xu（徐成海）, Performance Study of Storage-type Domestic Electrical Water-Heaters with Wedged Inlet: Unsteady Water Discharge Rate, Applied Mechanics and Materials, Vols. 44-47 (2011) pp 299-303, 国际杂志EI检索           Zhang Zhijun （张志军）, Zhang Shiwei（张世伟），Xu Chenghai（徐成海），Design of Tower Continuous Vacuum Dryer，真空与表面工程——第十届国际真空冶金与表面工程学术会议论文集，2011年5月，电子工业出版社，ISBN 978-7-121-05880-6,pp 472-476，国际会议 ISTP 收录          Zhang Zhijun（张志军）, Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟），Zhao Lili, The Flowing Characeteristics Research for Heating Pipes of Vacuum Dryer[A], Proceedings 2009 2nd IEEE International Conference on Computer Science and Information Technology[C], volume2,2009,8: 215-217, EI 收录, ISTP收录          张志军,徐成海,张世伟, 玉米干燥技术的发展和现状[A], 第十二届全国干燥会议[C],2009,8:83-92,兰州          张志军,徐成海,张世伟,粮食干燥节能新方法的研究[A], 第十二届全国干燥会议[C],2009,8,兰州          Zhang Zhijun（张志军）, Zhao Shuangshuang, Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, Energy-Saving and high benefit’s maize vacuum dryer[A], The 6th Asia-Pacific Drying Conference (ADC2009)[C], October 19-21, 2009, Bangkok, Thailand          徐成海,张志军,张世伟,彭润玲,张斌,真空干燥现状与发展趋势分析,干燥技术与设备[J],2009,7(5):207-213          徐成海,张志军,张世伟, 塔型连续式真空干燥设备节能方向的分析[A], 第十二届全国干燥会议[C],2009,8,兰州          张志军,徐成海,张世伟,唐学军,塔式真空干燥设备颗粒流动特性的模拟研究,东北大学学报,2008,29(增刊2):42-45,EI收录          张志军,徐成海,张世伟,何祥,活性碳负载醋酸锌催化剂真空干燥特性的研究[J],化学工程, 2008, 36(5): 1-4, EI收录          Zhang Zhijun（张志军）, Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, et al, Vacuum Drying Characteristics of Activated Carbon-Supported Zinc Acetate Catalyst: Kinetics [A], The Proceedings of the 5th Asia-Pacific Drying Conference[C], Hong Kong: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2007.684-690          Zhang Zhijun（张志军）, Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Shiwei（张世伟）, Vacuum Drying Characteristics of Maize: Kinetics and Cracking & Germination Quality [A], The Proceedings of the 5th Asia-Pacific Drying Conference[C],Hong Kong: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2007.364-372          Xu Chenghai（徐成海）, Zhang Zhijun（张志军）, Zhang Shiwei（张世伟）, He Xiang. Probe into the structure of tower continuous vacuum dryer [A]. The Proceedings of the 5th Asia-Pacific Drying Conference[C], Hong Kong: World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, 2007.1261-1267          张志军,徐成海,张世伟,玉米真空干燥特性的实验研究[J],真空,2007,44(4):55-58          张志军,徐成海,张世伟等，新型真空关风器的研制[J],化工机械,2007,34(4):215-217          徐成海,张志军,张世伟等，塔形连续式真空干燥设备结构的探讨[A],第十一届全国干燥会议[C], 北京，2007,8          徐成海,张志军,张世伟,节能环保的玉米真空干燥设备[A],第十一届全国干燥会议[C],2007,8,北京          张志军,徐成海,张世伟等，玉米真空干燥的技术经济与环境分析[J],节能，2006.8:10-13          张世伟,乔保振,王英武等，变压器真空汽相干燥过程的传热传质计算[J]，干燥技术与设备，2006,4(3)