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“711”工作制为中国智造添把“火” 上海交大先进燃烧与能源研究中心聚焦国产航天发动机研制
来源:解放日报   2018-3-12 15:17:41

  谁能想到,要研究能源的高效清洁利用,得从研究火焰燃烧开始?在上海交通大学先进燃烧与能源研究中心,就有这样一个团队,一年365天都与火焰打交道。这个春节,团队成员依然在实验室度过,团队负责人、上海交通大学特聘教授齐飞说:“我们的任务就是理解燃烧、调控燃烧、预测燃烧,从而让能源燃烧得更高效、更清洁、更稳定,推动航天发动机研发进程,为中国智造添一把‘火’。”

  自主升级设备用激光为火焰拍“动画片”

  世界上85%的一次能源都是通过燃烧把化学能转化为生产、生活所需的热能、电能和机械能。所以理解燃烧,是提高能源利用效率、控制燃烧污染物排放的必经之路。先进燃烧与能源研究中心主要关注各类发动机的燃烧,它每年消耗了中国三分之二的石油,也是大气污染物的主要排放源之一。

  只有看清燃烧过程的每一个细节,才能找到效率提升之路。课题组将进口激光成像平台通过自主研发技术升级后,可以

  从燃料喷洒开始,一直研究到燃烧过程的火焰成像,再到根据成像结果,提升燃烧的能量转化率、稳定性和清洁度。

  当下主流的激光测量方法对燃烧,也就是通常讲的火焰进行成像时,激光的频率只有每秒10次,而齐飞团队的激光成像速度已经达到10万次/秒,“这种差异就好像当别人还在看照片的时候,我们已经看上录像了。”实验室最引人瞩目的,正是一套高速激光成像测量平台。“通俗地说,这整套机器就是给火焰燃烧做动态CT,只是检查内容比普通CT多了一些。”齐飞笑谈,“只有知道了‘病灶’,才能对症下药,做后续研究。”有了这套系统,火焰随着声音而“起舞”的声波偶合现象,都能直观地在屏幕上看到。

  正是对火焰燃烧日益深入的理解,实验室得以构建多种燃料的燃烧反应动力学模型,应用于中国航发商发等航空发动机研制单位,让中国智造走得更快。

  “80后”团队,“711”工作制

  不只是激光诊断平台,实验室中那些奇形怪状的“大块头”几乎都是由科学家自己设计,形成图纸,交由工厂生产。“工科老师和其它专业不同,我们虽是偏重基础理论研究,但是动手能力绝不能差,因为设备都要我们设改造、组装,甚至全新设计呢。”讲师马昊告诉记者。“除了仪器之外,整个实验室的规划以及配套的水、电、气、真空设施,也都是由我们自己按照国际先进标准设计,带着研究生动手完成的。”讲师周忠岳补充说。

  马昊、周忠岳都是“80后”,在燃烧与能源研究团队中,除了齐飞,年龄最大的也不过37岁。负责诊断平台光学镜片组的高怡也是一名“80后”。去年1月进入研究中心后,高怡采购了50多片折返镜、双色镜等不同的光学镜片。为了达到轻微调整角度或镜片,就能根据需要得到所有波长的高质量成像的目的,高怡已经根本说不清过去一年中,对这组镜片的位置安排、角度选择、大小款型进行了多少次精密计算。

  1983年出生的刘训臣,家中有一个三岁的儿子。不过,每天九点上班,第二天凌晨一两点才回家,甚至连续几天不能回家,这是刘训臣的工作常态。他只有在晚饭时才能与孩子亲近。不只是刘训臣,整个团队,都保持着“711”工作制,每周工作7天,每天工作11小时以上。“我们不觉得是加班,只不过是有研究任务

  在身,就想着来这里完成实验。”高怡说。

  在过去三年,这个年轻团队已在国际SCI期刊上发表了56篇高质量论文。目前,正有11项国家自然科学基金项目同时进行中。

  学生科普、高端论坛,一个都不落下

  这个年轻团队的科研压力并不轻,但在过去一年,他们依旧接待了五六十批访客,其中有学生,也有各行各业的学习团队,“对这些访客,我们还承担着科普的工作。”齐飞告诉记者。

  “科普要讲得简单、贴近生活,大家才感兴趣。”讲师李磊坦言,每一次科普活动之前,他们都会抽一两天做足功课,从火焰奇异现象讲到航空发动机的起飞原理,绞尽脑汁调动学生的兴趣。今年,他们将举办更多场科普活动,尽可能把研究工作传播给更多感兴趣的受众。

  除了埋头苦干,人才之间的碰撞和交流也必不可少。由实验室组织的星火论坛至今已举办了18期,先后邀请30余位燃烧领域著名专家集思广益。“走出实验室与更多业内优秀科学家交流,才能进步更快。”齐飞说。




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