第十三期上海交通大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐計(jì)劃優(yōu)秀項(xiàng)目信息

項(xiàng)目名稱：超重力場(chǎng)作用下高堿性渣濕法捕集CO2的實(shí)驗(yàn)研究

參與學(xué)生：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 秦鵬程

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 林晨

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 戚東緯

指導(dǎo)老師：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 于娟

項(xiàng)目狀態(tài)：項(xiàng)目升級(jí)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

CO2 是造成全球變暖的主要?dú)怏w之一，減排 CO2 是燃燒和環(huán)境領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)注焦點(diǎn)。現(xiàn)有的 CO2 捕集技術(shù)有物理方法和化學(xué)方法，其中通過(guò)化學(xué)方法將煙氣中的 CO2 吸收并固定下來(lái)是燃燒后脫碳（指CO2）的方向之一，但研究表明，脫碳效率越高，運(yùn)行成本就越大，若需再生，則更增加了投資費(fèi)用。本項(xiàng)目利用高堿性工業(yè)廢渣，研究直接固定 CO2 且不需要再生的方法。現(xiàn)有的研究表明在靜態(tài)與攪拌兩種實(shí)驗(yàn)條件下，高堿廢渣濕法捕集 CO2 的過(guò)程慢、吸收效率也不高，主要原因在于碳化反應(yīng)是一個(gè)受氣液傳質(zhì)控制的過(guò)程。因此，強(qiáng)化氣液傳質(zhì)是促進(jìn)化學(xué)吸收 CO2 的關(guān)鍵問題。超重力旋轉(zhuǎn)填充床是一種極大強(qiáng)化氣液傳質(zhì)的多相流反應(yīng)器。本課題不僅對(duì)適用于吸收二氧化碳的超重力旋轉(zhuǎn)填充床進(jìn)行了完整的設(shè)計(jì)研究并依據(jù)圖紙加工組裝了填充床，而且在實(shí)驗(yàn)室中搭建 了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用超重力旋轉(zhuǎn)填充床進(jìn)行了吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)表明，電機(jī)轉(zhuǎn)速在 420r/min-700r/min 的范圍內(nèi)，填充床吸收二氧化碳的效率隨著轉(zhuǎn)速地 提高明顯增大，因?yàn)楦咿D(zhuǎn)速可以將液滴打散為更細(xì)小的霧滴，提供更大的傳質(zhì)系數(shù)，促進(jìn)提取液與 CO2 的充分接觸。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò) 550r/min 后，超重力場(chǎng)作用下的 CO2 捕集效率超過(guò)了傳統(tǒng)攪拌法的 CO2 捕集效率。當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到 700r/min 時(shí)提取效率達(dá)到 46.24%。

項(xiàng)目名稱：1kW無(wú)人機(jī)載燃料電池的設(shè)計(jì)與制造

參與學(xué)生：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 蔡熙陽(yáng)

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 陳俊任

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 姜昌霖

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 莊庭鈞

指導(dǎo)老師：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 章俊良

項(xiàng)目狀態(tài)：項(xiàng)目升級(jí)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

本項(xiàng)目針對(duì)空冷型燃料電池在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的若干關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了空冷型質(zhì)子交換膜燃料電池的電堆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和四旋翼燃料電池?zé)o人機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目的主要工作包括：

設(shè)計(jì)并制造了重量低、孔隙率低的金屬雙極板，考慮了金屬雙極板陰陽(yáng)極流道相互影響的特性以及流道槽深和倒角半徑的對(duì)雙極板加工的影響。設(shè)計(jì)并制造了一個(gè)完整的空冷型燃料電池的電堆。

設(shè)計(jì)了電池的供氫系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了溫度“自適應(yīng)”，電壓/電流檢測(cè)以及風(fēng)扇控制。

設(shè)計(jì)并組裝了四旋翼燃料電池?zé)o人機(jī)飛行平臺(tái)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了燃料電池與無(wú)人機(jī)的協(xié)調(diào)工作。通過(guò)一系列測(cè)試，燃料電池在無(wú)人機(jī)上的應(yīng)用的可能性得到了驗(yàn)證。

項(xiàng)目名稱：連續(xù)被動(dòng)膝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

參與學(xué)生：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 廖家瑞

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 葛建文

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 崔雅欣

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 楊林聰

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 黃耀輝

指導(dǎo)老師：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 顧力強(qiáng)

項(xiàng)目狀態(tài)：項(xiàng)目評(píng)價(jià)優(yōu)秀

項(xiàng)目簡(jiǎn)介:

 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，健康事業(yè)備受關(guān)注，膝關(guān)節(jié)骨折手術(shù)康復(fù)作為康復(fù)工程的重要內(nèi)容，占著醫(yī)院康復(fù)治療的很大比例。膝關(guān)節(jié)骨折康復(fù)關(guān)鍵在于術(shù)后膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和最大限度的膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。現(xiàn)今，常用連續(xù)被動(dòng)膝關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)，即CPM，用來(lái)練習(xí)膝關(guān)節(jié)的屈伸功能，逐漸恢復(fù)關(guān)節(jié)活動(dòng)度。但現(xiàn)在市場(chǎng)上的CMP機(jī)大都較笨重且價(jià)格昂貴，造成了CPM機(jī)的推廣度不高，不利于患者康復(fù)。此外，由于價(jià)格昂貴，CPM無(wú)法成為家用康復(fù)設(shè)備，又進(jìn)一步加劇了醫(yī)療資源的負(fù)擔(dān)。本項(xiàng)目則開發(fā)了成本低，便于搬動(dòng)，符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)，舒適耐用的家用CMP機(jī)。與傳統(tǒng)的CPM機(jī)相比，創(chuàng)新采用了可折疊帶傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，移除控制面板，采用遙控器或APP控制，體積大幅減小，更為方便攜帶及收納；同時(shí)改變傳統(tǒng)使用姿勢(shì)，減輕患者長(zhǎng)時(shí)間使用疲勞感，產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)耐用，填補(bǔ)了CPM機(jī)在家用領(lǐng)域的市場(chǎng)空白，市場(chǎng)前景十分廣闊。

項(xiàng)目名稱：含牽引裝置的輪椅設(shè)計(jì)與開發(fā)

參與學(xué)生：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 方曄陽(yáng)

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 苑兆涵

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 余瀚珅

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 楊丹

                  機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 彭翔宇

指導(dǎo)老師：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 顧力強(qiáng)

項(xiàng)目狀態(tài)：項(xiàng)目評(píng)價(jià)優(yōu)秀

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

針對(duì)現(xiàn)有脊柱牽引裝置的固定性這一缺點(diǎn)，本項(xiàng)目開發(fā)了含牽引裝置的輪椅，使得患者在牽引過(guò)程中具有一定的活動(dòng)能力。通過(guò)明確該產(chǎn)品的開發(fā)目標(biāo)：滿足基本牽引功能、電動(dòng)控制和記錄和保存牽引數(shù)據(jù)的特點(diǎn)上，提出了多種設(shè)想，并針對(duì)最理想的設(shè)想進(jìn)行了原型機(jī)制作。在結(jié)構(gòu)上，我們采用了雙桿的框架保證穩(wěn)定性；在驅(qū)動(dòng)方式上，我們采用電機(jī)提供牽引力；在牽引力數(shù)據(jù)探測(cè)和記錄上，我們采用了力傳感器和無(wú)紙記錄儀來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引力的實(shí)時(shí)顯示和儲(chǔ)存。最后，團(tuán)隊(duì)完成了原型機(jī)的制作和測(cè)試工作。作品的創(chuàng)新點(diǎn)在于輪椅與牽引裝置的結(jié)合的設(shè)計(jì)。