天大赵力课题组获得国家自然科学基金面上项目资助
基金的评审过程最重要的是让评审专家看到你的创新点,并加以认可。本申请书的题目就采取了开门见山的叙述方式,将研究的核心点有机工质水合物和变组分热力循环展示出来,让专家立刻产生疑问,即水合物怎样和热力循环进行合理结合,水合物有怎样调节组分?让专家对仔细阅读申请书产生兴趣,以便有机会让其认可申请书的观点。
根据专家评审意见的整理,无疑专家对申请书的创新点是充分认可的。
专家一:该申请项目针对传统有机朗肯循环如何提升热力完善度,提出了一种变组分有机朗肯循环的有效方法,研究思路具有明显的创新性,申请人拟以经典热力学分析、热力学模型构建和实验研究等方面开展研究,以达到显著提升有机朗肯循环的热力完善度。
专家二:本项目中,申请人提出了一种新型的采用热力过程进行的工质组分调节方法,相比传统的调节方法具有调节精度高、能量可回收的优点。采用最小作用量原理分析水合物生成/分解过程的热力学参数,也是一种基础理论的创新研究方法。
专家三:本项目将水合物法应用于循环中工质组分的调节过程,同时将工质水合物的生成和分解热与ORC循环相变过程进行耦合,以期望使得工质物性与热力过程的良好匹配,项目具有较好的创新性。
专家四:变组分有机朗肯循环的工质组分调节一直是ORC领域的热点和难点问题。目前尚未见工质水合物应用于ORC组分调节的研究,因此本项目具有明显的创新性和鲜明的引领性。
专家五:项目申请书拟通过水合物的合成和分解替代传统的组分调节方法实现变组分的有机朗肯循环,并从工质、热力循环、循环结构三者匹配的角度去提升系统性能效率,研究思路具有独特性和新颖性。
专家对申请书产生了兴趣,并认可了其创新性,接下来关键就看研究目标、研究内容和技术路线设置的合理性和正确性了。
申请书的研究目标和研究内容:
研究目标
本项目围绕工质水合物分解/生成过程与变组分有机朗肯循环的协同耦合开展研究,旨在得到科学高效、性能稳定的基于水合物的变组分有机朗肯循环。有望将 ORC 的热力学完善度提升至60%。相比于当前有机朗肯循环利用现状,每年将多回收约20%的余热量,多减少近20%的CO₂、SO₂和NOx等有害气体排放,具有十分可观的经济效益和生态环保效益。
研究内容
1、提出基于水合物的工质组分调节方法,明确其调节阈值、时间常数和生成/分解热;
2、针对水合物法工质组分调节关键热力过程,进行工质水合物流动稳定性研究,寻找水合物生成/分解过程的最小作用量;
3、明确工质、热力过程和循环结构三要素与热力循环性能间的本征关系,提出同时考虑三要素的热力循环全局优化方法,明确热力循环的拓扑结构;
专家一:学术思路设计比较科学,可丰富循环构建、组分调节和传热传质等研究成果。
专家二:本项目的研究对于完善和丰富新型变组分有机朗肯循环理论体系具有重要意义,也对利用中低温热源热功转换效率的提高和低温热源驱动有机朗肯循环的应用具有巨大的促进作用,为实现碳达峰、碳中和的目标具有实际的贡献意义。
专家三:项目研究内容合理,从调节可行性、组分调节关键过程、高效变组分热力循环构建和试验验证方面开展工作,技术路线可行。
专家四:基于工质水合物相变潜热大和相平衡的特性,将蓄冷循环工质水合物的思想引入有机朗肯循环,当混合物生成水合物时依据组分的不同,进行组分调节,具有好的应用前景,弥补了现有ORC研究中缺乏水合物法调节的不足。
专家五:申请人前期的研究基础良好,研究方案可行。
专家建议
申请书毕竟是对预研究的目标进行分析和预想,肯定存在很多思考不周之处,通过专家评审肯定会获得很多有价值的建议和意见。下面这些宝贵意见肯定会对接下来的研究产生积极的推进作用,有力的保障项目的顺利进行。
1、组分调控过程中,水合物分离时产生的水对有机朗肯循环的影响应在研究方案中加以阐述。
2、建议增加经济性分析,水合物生成过程需要释放热量,而分解过程需要吸收热量,与一般ORC相比,换热器成本可能会增加。水组分的存在可能也会影响膨胀机的热力性能。另外,高的压力利于水合物生成过程,而低的压力利于分解过程,这与有机朗肯循环的热力过程存在些矛盾,因为水合物生成过程对应ORC冷凝端(膨胀机出口),而分解过程对应蒸发段(膨胀机入口)。研究方案中可适当增加该方面的阐述。
好的申请书必须有几张漂亮的配图,下面就是申请书中的几张关键图。
今年的基金申请虽然落下了帷幕,但明年的基金申请从现在就应该开始准备了,希望上面的简单分析能够对明年的申请者起到一点点帮助,预祝大家明年有更好的结果。
来源:天大赵力课题组