第十三期上海交通大学大学生创新实践计划优秀项目信息

项目名称：超重力场作用下高碱性渣湿法捕集CO2的实验研究

参与学生：机械与动力工程学院 秦鹏程

                  机械与动力工程学院 林晨

                  机械与动力工程学院 戚东纬

指导老师：机械与动力工程学院 于娟

项目状态：项目升级

项目简介：

CO2 是造成全球变暖的主要气体之一，减排 CO2 是燃烧和环境领域的一个关注焦点。现有的 CO2 捕集技术有物理方法和化学方法，其中通过化学方法将烟气中的 CO2 吸收并固定下来是燃烧后脱碳（指CO2）的方向之一，但研究表明，脱碳效率越高，运行成本就越大，若需再生，则更增加了投资费用。本项目利用高碱性工业废渣，研究直接固定 CO2 且不需要再生的方法。现有的研究表明在静态与搅拌两种实验条件下，高碱废渣湿法捕集 CO2 的过程慢、吸收效率也不高，主要原因在于碳化反应是一个受气液传质控制的过程。因此，强化气液传质是促进化学吸收 CO2 的关键问题。超重力旋转填充床是一种极大强化气液传质的多相流反应器。本课题不仅对适用于吸收二氧化碳的超重力旋转填充床进行了完整的设计研究并依据图纸加工组装了填充床，而且在实验室中搭建 了实验平台，利用超重力旋转填充床进行了吸收二氧化碳的实验研究。实验表明，电机转速在 420r/min-700r/min 的范围内，填充床吸收二氧化碳的效率随着转速地 提高明显增大，因为高转速可以将液滴打散为更细小的雾滴，提供更大的传质系数，促进提取液与 CO2 的充分接触。当转速超过 550r/min 后，超重力场作用下的 CO2 捕集效率超过了传统搅拌法的 CO2 捕集效率。当转速达到 700r/min 时提取效率达到 46.24%。

项目名称：1kW无人机载燃料电池的设计与制造

参与学生：机械与动力工程学院 蔡熙阳

                  机械与动力工程学院 陈俊任

                  机械与动力工程学院 姜昌霖

                  机械与动力工程学院 庄庭钧

指导老师：机械与动力工程学院 章俊良

项目状态：项目升级

项目简介：

本项目针对空冷型燃料电池在设计制造过程中的若干关键技术，进行了空冷型质子交换膜燃料电池的电堆结构设计、控制系统设计和四旋翼燃料电池无人机的结构设计。本项目的主要工作包括：

设计并制造了重量低、孔隙率低的金属双极板，考虑了金属双极板阴阳极流道相互影响的特性以及流道槽深和倒角半径的对双极板加工的影响。设计并制造了一个完整的空冷型燃料电池的电堆。

设计了电池的供氢系统和控制系统，实现了温度“自适应”，电压/电流检测以及风扇控制。

设计并组装了四旋翼燃料电池无人机飞行平台，重点实现了燃料电池与无人机的协调工作。通过一系列测试，燃料电池在无人机上的应用的可能性得到了验证。

项目名称：连续被动膝关节康复机的设计与开发

参与学生：机械与动力工程学院 廖家瑞

                  机械与动力工程学院 葛建文

                  机械与动力工程学院 崔雅欣

                  机械与动力工程学院 杨林聪

                  机械与动力工程学院 黄耀辉

指导老师：机械与动力工程学院 顾力强

项目状态：项目评价优秀

项目简介:

 近年来，随着经济不断发展，健康事业备受关注，膝关节骨折手术康复作为康复工程的重要内容，占着医院康复治疗的很大比例。膝关节骨折康复关键在于术后膝关节的稳定性和最大限度的膝关节功能恢复。现今，常用连续被动膝关节康复机，即CPM，用来练习膝关节的屈伸功能，逐渐恢复关节活动度。但现在市场上的CMP机大都较笨重且价格昂贵，造成了CPM机的推广度不高，不利于患者康复。此外，由于价格昂贵，CPM无法成为家用康复设备，又进一步加剧了医疗资源的负担。本项目则开发了成本低，便于搬动，符合人体工程学设计，舒适耐用的家用CMP机。与传统的CPM机相比，创新采用了可折叠带传动的机构设计，移除控制面板，采用遥控器或APP控制，体积大幅减小，更为方便携带及收纳；同时改变传统使用姿势，减轻患者长时间使用疲劳感，产品经济耐用，填补了CPM机在家用领域的市场空白，市场前景十分广阔。

项目名称：含牵引装置的轮椅设计与开发

参与学生：机械与动力工程学院 方晔阳

                  机械与动力工程学院 苑兆涵

                  机械与动力工程学院 余瀚珅

                  机械与动力工程学院 杨丹

                  机械与动力工程学院 彭翔宇

指导老师：机械与动力工程学院 顾力强

项目状态：项目评价优秀

项目简介：

针对现有脊柱牵引装置的固定性这一缺点，本项目开发了含牵引装置的轮椅，使得患者在牵引过程中具有一定的活动能力。通过明确该产品的开发目标：满足基本牵引功能、电动控制和记录和保存牵引数据的特点上，提出了多种设想，并针对最理想的设想进行了原型机制作。在结构上，我们采用了双杆的框架保证稳定性；在驱动方式上，我们采用电机提供牵引力；在牵引力数据探测和记录上，我们采用了力传感器和无纸记录仪来实现牵引力的实时显示和储存。最后，团队完成了原型机的制作和测试工作。作品的创新点在于轮椅与牵引装置的结合的设计。