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陳學俊


陳學俊(1919年3月5日—2017年7月4日),出生于安徽滁縣。熱能動力工程學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。

1996年當選為第三世界科學院院士。

1952年加入九三學社。九三學社第七屆中央委員會委員,第八、九屆中央委員會副主席,第十、十一屆中央委員會名譽副主席。

陳學俊,父親經商,母親是農民,家庭生活并不寬裕,但父母支持子女上學。陳學俊5歲開始讀書,12歲入南京金陵中學,初中只讀一年,由于上海一·二八事變爆發,被迫休學,后跳級進南京安徽中學讀高中,1935年畢業,考入南京中央大學機械系。1937年,抗日戰爭爆發,他隨學校遷到重慶。在學校里,他參加了嘉陵歌詠團,課余大唱抗戰歌曲,促進學習,鼓舞斗志。

1939年,陳學俊大學畢業后,到重慶中央工業試驗所,從事制造工業鍋爐方面工作。1941年,在貴陽舉行的中國工程師學會上,他宣讀了我國鍋爐制造方面的第一篇論文——《鍋爐制造工藝的研究》。這期間,他還在《貴陽日報》上發表了歌曲《工程師與音樂》。其歌詞是:“爭名利,無意義,學工程,有志氣。為人民,謀福利,為社會,求進取。山河破,倭寇獗,我會員,需立志。衛國家,靠兵利,建國家,靠機器。我們大家一致把心齊,為中國工程事業奮斗到底。”這表達了他當時工程救國的思想和決心。

1944年8月,陳學俊被中央工業試驗所派往美國工廠實習、考察。他在美國最大的制造鍋爐的燃燒工程公司(Combustion Engineering Company)工作一年,參加了電站鍋爐的制造、安裝和試驗研究,并參與了當時世界上最大單臺容量為10萬千瓦機組鍋爐的安裝和調試。1945—1947年,陳學俊到美國普渡大學學習。在研究生班上,他的高等數學獲得最高分。他僅用兩個學期就修完了研究生的全部課程,并通過了《蒸氣動力用煤的燃燒》的論文答辯,獲得碩士學位。

在美國工作、學習期間,他親眼看到祖國受人輕視,深深體會到只有國家富強,人民才有出頭之日。1947年3月他讀完研究生院博士生的有關課程后,謝絕了教授們的聘請,毫不留戀美國的高薪和舒適生活,毅然回到祖國,決心用自己在國外學到的先進科學技術為國家的動力工業建設貢獻力量。

陳學俊回國后,在中央工業試驗所熱工研究室任主任,兼任交通大學教授。他創辦了國內第一種熱能工程刊物《熱工專刊》。1948年底上海解放前夕,他哥哥從英國學習回國在臺灣工作已兩年多,家室安定;大弟在美國讀書,父母及小弟已去臺灣;他面臨去臺灣與父母兄弟團聚,還是留在上海的選擇。最后,他與愛人袁旦慶決定留在上海,迎接新中國的誕生。

新中國成立后,他與袁旦慶一同到交通大學任職。他任鍋爐教研室主任、動力系副主任,從事氣液兩相流和傳熱這一新的課題研究。袁旦慶任電工學教研室主任。

1956年,為了加快西北的經濟建設,國務院決定交通大學內遷西安。“祖國的需要就是我們的志愿”,陳學俊夫婦響應周總理的號召,堅決擁護遷校方案,放棄了上海優裕的生活環境,于1957年全家隨交通大學遷往西安。陳學俊先后任西安交通大學動力機械系主任、副校長、學位評定委員會副主席、學術委員會副主任及工程熱物理研究所所長。其間還兼任中國科學院陜西分院動力研究所副所長、代所長,勞動部鍋爐安全技術鑒定委員會副主任,多相流國家重點實驗室主任,中國工程熱物學會理事長。陳學俊1959年被評為校先進工作者,袁旦慶1957年及1959年均被評為校先進工作者。

陳學俊是我國多相流熱物學科的奠基人。20世紀60年代初的蘇聯設計資料認為,在下降流動中截面含汽率總是大于容積含汽率。陳學俊指導研究生通過大量實驗和分析提出:在下降流動中截面含汽率,在某一范圍內可小于容積含汽率。這一新的論點8年后為國外的研究結果所證實,從而修正了蘇聯學者在該問題上的結論。60年代初,為了配合大容量高參數直流鍋爐的發展,陳學俊對不同型式水冷壁中的兩相流動不穩定性問題,進行了理論研究,得出的結論與幾年以后蘇聯學者的研究結果一致。當時的科研條件很差,大量的試驗數據全靠用手逐個記錄,用計算尺計算,他和研究生一起自己動手建立試驗臺,反復摸索,得到了結合工程應用的研究成果。

關于兩相混合物在彎管中流動特性問題,當時國外研究極少,一般認為由于離心力作用,在轉彎處,重相(水)總是沿管子外壁流動,輕相(氣)在管子內壁流動。陳學俊在1964年通過多次試驗和理論分析,提出了當輕相流速很大時將能迫使重相移到管子內壁一側流動,即液膜倒置現象。這一重要的兩相流流動機理,國外的學者在幾年后才認識到。

“文化大革命”結束后,陳學俊重返教學科研崗位。根據國家第六個五年計劃的需要,陳學俊承擔了國家自然科學基金重大項目兩相流動和傳熱規律的研究,他主持建設了水—空氣試驗臺、有機工質傳熱試驗臺以及高溫高壓兩相流和傳熱試驗臺,后者試驗壓力可以達到300大氣壓,在國內同類試驗裝置中工作壓力最高。當時大型電站鍋爐以及鈉冷快中子堆有的采用螺旋管式蒸氣發生器,而這方面的研究國內尚屬空白,國際上較成熟的研究也只是以單相流動作為研究對象。陳學俊對螺旋管內的氣液兩相流動和傳熱特性進行了系統研究。他和研究生一道,首次提出螺旋管內流型分布圖,根據流動參數即可判明兩相流動型式。他還研究了螺旋管內兩相流摩擦阻力特性,截面含汽率,對流沸騰傳熱,臨界熱負荷及干涸后傳熱。對于臨界熱負荷和干涸后傳熱,他提出了新的物理機理——“液膜影響區”新概念,在這種新機理基礎上,導出了水平管、螺旋管在高干度區的臨界熱負荷,同時也可以預測螺旋管內干涸后周向壁溫的分布,得到了螺旋管內干涸后傳熱特性。他應用攝動方法對螺旋管內兩相環狀流動的速度場進行理論求解,同時應用激光測速儀測量了環狀流中液相的局部速度分布,克服了由于圓管和螺旋管彎曲雙重曲率對測量管內速度造成的困難,這在國內外尚屬首次。他指導研究生應用高速攝影和觀察窗技術實現了中壓至次高壓蒸氣/水兩相流流型的判別,研究了汽泡在臥式螺旋管內的運動規律,給汽泡的運動特性和軌跡做出了圖示。在他主持下,還對水平管中高壓氣水兩相流動與傳熱進行研究,特別是在臨界熱負荷方面提出了上下壁溫飛升點的新概念及其計算模型,在摩擦阻力方面提出了有實際應用價值的計算式。這些研究成果先后發表在國內一級學報和各種國際傳熱會議上,并經國家教委組織鑒定認為達到了國際水平,其中部分項目達到了國際先進水平。

為了節省燃料,提高發電效率,國家開始發展超臨界壓力鍋爐。陳學俊率先和研究生一起開始對垂直管內亞臨界壓力及超臨界壓力下的下降流動傳熱特性進行研究,通過實驗研究發現并定義了強混彌散狀流的一種新流型,得出在亞臨界、近臨界壓力區垂直下降管沸騰傳熱惡化特性優于垂直上升管的新的結論。他首次從研究飽和水及水蒸氣的物性出發來分析氣水兩相下降流動及傳熱特性隨壓力變化的規律,此外還成功地將光導纖維探針首次應用于中壓氣水兩相流流型及截面含汽率的測量。

在蒸氣發生器中,氣液兩相流動系統的各參數隨時間產生某種宏觀變化引起熱動力和水動力不穩定的現象是經常發生的。系統在不穩定狀態下流量偏差或脈動、溫度和壓力脈動會引起整個系統的機械振動,影響傳熱效率,降低臨界熱負荷,造成傳熱惡化,降低材料壽命。陳學俊指導研究生在高壓水蒸氣回路上模擬實際設備的運行工況,全面研究垂直上升管內的密度波型脈動、壓力降型脈動、熱力型脈動和汽化點處脈動,根據實驗數據劃分了各類脈動發生的區域,提出了判別密度波型脈動的無量綱準則式,還區分了汽化點處脈動這種新的脈動形式,這種脈動形式至今在國外尚無報道。陳學俊還主持研究國家高技術發展的一個子項目——高溫氣冷反應堆蒸氣發生器研究,進行模擬試驗和理論研究。

隨著石油和石油化工工業的蓬勃發展,油—氣—水三相流動以及測試技術、測試設備開始成為十分重要的問題。陳學俊又開始從事油—氣—水三相流動特性的研究,對油—氣—水三相流動流型、壓力降、相比率等問題進行試驗與分析,這些課題是開發油—氣—水三相流測試技術和三相流動計算的基礎理論,屬于前沿研究。

陳學俊多年來對兩相流與傳熱進行了比較全面深入的研究,自成系統。內容包括兩相流流型,流型轉換,兩相壓降,兩相分配,截面含汽率,沸騰傳熱,臨界熱負荷,干涸后傳熱,兩相流不穩定性,兩相及多相流測量等各個方面。他既重視基礎理論研究,促進學科發展,同時注重對國民經濟發展有應用前景的研究項目。

陳學俊多年來系統地進行氣液兩相流動與傳熱問題的研究,取得了重大的理論和實際成果,他主持的管內氣液兩相流與沸騰傳熱特性研究在1987年獲國家教委科技進步獎一等獎,1988年獲國家自然科學獎三等獎,2007年獲國家自然科學獎二等獎。他參加的國家重點技術政策研究獲國家科技進步獎一等獎,他還獲得兩項國家科技進步獎及六項部委省級科技進步獎。1989年他獲得中國科學院榮譽獎章。陳學俊在國內外雜志及國際學術會議上發表了學術論文180余篇。1996年他當選為第三世界科學院院士,并獲得何梁何利基金科技進步獎。

陳學俊為我國熱能動力及鍋爐專業培養了眾多優秀人才。他們大都成為動力工業及設計院、鍋爐廠的骨干。他認為,像中國這樣一個大國,應當自己培養高層次人才。他是最早培養鍋爐專業及熱能工程專業研究生的人,已培養出幾十名研究生,其中26人獲博士學位,14人獲碩士學位。他還與美國、德國和日本的教授聯合培養博士生。他是熱能工程與核反應堆工程兩個專業的博士生導師,也是熱能工程重點學科及動力機械與工程熱物理博士后流動站的學術領導人。

陳學俊在教學中一貫重視思想教育,時時不忘教書育人。他認為,教書育人是教師的神圣職責,應該為國家培養出德才兼備的人才。他經常教育學生要熱愛中國共產黨,熱愛祖國,熱愛社會主義;要有理想,有志氣,敢于創新。他經常以自己一生的親身經歷教育學生,以他自己在舊社會懷著工程救國、科學救國的思想,歷盡坎坷,刻苦求學的困難情景,以及新中國的良好學習環境為題材,啟發他們珍惜寶貴年華和來之不易的幸福生活,勤奮學習,勇于探索,為國爭光。近年來,他以我國老一輩科學家的優良道德品質和為事業奉獻的精神教育研究生。他培養的26名博士中,除4人在美國做研究工作外,其他均扎根國內做研究工作,并取得了優異成績。

2009年,西安交通大學為他隆重舉辦了九十華誕及從事教育科技七十周年慶典。

 

陳學俊在進行著繁重的教育、科研、學術活動的同時,還擔負著重要的社會工作。他曾任九三學社中央委員會副主席,全國政協常委,九三學社中央委員會名譽副主席。他現在雖年歲已高,仍本著“春蠶吐絲”的精神,繼續努力為我國的科學和教育事業而奮斗。

主要論著

1陳學俊,燃氣輪機,龍門聯合書局,1949。

2陳學俊,蒸氣動力廠,龍門聯合書局,1950。

3陳學俊,實用汽輪機學,龍門聯合書局,1953。

4陳學俊,鍋爐學,龍門聯合書局,1955。

5陳學俊,鍋爐整體,中國工業出版社,1962。

6陳學俊,鍋內過程,中國工業出版社,1962。

7陳學俊、陳聽寬,鍋爐原理,機械工業出版社,1981。

8陳學俊、袁旦慶,能源工程概論,機械工業出版社,1985。

9Xuejun Chen,Twophase Flow and Heat Transfer,Hemisphere Publishing Corporation,1985.

10Xuejun Chen,Multiphase Flow and Heat Transfer,Hemisphere Publishing Corporation,1989.

11Xuejun Chen,Two-phase Flow and Heat Transfer,Xian Jiaotong University Press,1989.

12Xuejun Chen,Two-phase Flow and Heat Transfer,volⅡ,Xian Jiaotong University Press,1993.

13陳學俊、陳立勛、周芳德,氣液兩相流與傳熱基礎,科學出版社,1995。

14Xuejun Chen,Two-phase Flow and Heat Transter,VolⅢ,Xian Jiaotong University Press,1999.

15陳學俊,多相流熱物理學,西安交通大學出版社,2005。

16陳學俊,陳學俊文集7本,西安交通大學出版社,2000,2003,2004,2005,2006,2009,2010。

 

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