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陳學(xué)俊


陳學(xué)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(xué)家。1980年當(dāng)選為中國科學(xué)院學(xué)部委員(院士)。

1996年當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士。

1952年加入九三學(xué)社。九三學(xué)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(yù)副主席。

陳學(xué)俊,父親經(jīng)商,母親是農(nóng)民,家庭生活并不寬裕,但父母支持子女上學(xué)。陳學(xué)俊5歲開始讀書,12歲入南京金陵中學(xué),初中只讀一年,由于上海一·二八事變爆發(fā),被迫休學(xué),后跳級進(jìn)南京安徽中學(xué)讀高中,1935年畢業(yè),考入南京中央大學(xué)機(jī)械系。1937年,抗日戰(zhàn)爭爆發(fā),他隨學(xué)校遷到重慶。在學(xué)校里,他參加了嘉陵歌詠團(tuán),課余大唱抗戰(zhàn)歌曲,促進(jìn)學(xué)習(xí),鼓舞斗志。

1939年,陳學(xué)俊大學(xué)畢業(yè)后,到重慶中央工業(yè)試驗所,從事制造工業(yè)鍋爐方面工作。1941年,在貴陽舉行的中國工程師學(xué)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(fā)表了歌曲《工程師與音樂》。其歌詞是:“爭名利,無意義,學(xué)工程,有志氣。為人民,謀福利,為社會,求進(jìn)取。山河破,倭寇獗,我會員,需立志。衛(wèi)國家,靠兵利,建國家,靠機(jī)器。我們大家一致把心齊,為中國工程事業(yè)奮斗到底。”這表達(dá)了他當(dāng)時工程救國的思想和決心。

1944年8月,陳學(xué)俊被中央工業(yè)試驗所派往美國工廠實習(xí)、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(dāng)時世界上最大單臺容量為10萬千瓦機(jī)組鍋爐的安裝和調(diào)試。1945—1947年,陳學(xué)俊到美國普渡大學(xué)學(xué)習(xí)。在研究生班上,他的高等數(shù)學(xué)獲得最高分。他僅用兩個學(xué)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(xué)位。

在美國工作、學(xué)習(xí)期間,他親眼看到祖國受人輕視,深深體會到只有國家富強(qiáng),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(guān)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(xué)到的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)為國家的動力工業(yè)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

陳學(xué)俊回國后,在中央工業(yè)試驗所熱工研究室任主任,兼任交通大學(xué)教授。他創(chuàng)辦了國內(nèi)第一種熱能工程刊物《熱工???。1948年底上海解放前夕,他哥哥從英國學(xué)習(xí)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(tuán)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(xué)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(xué)教研室主任。

1956年,為了加快西北的經(jīng)濟(jì)建設(shè),國務(wù)院決定交通大學(xué)內(nèi)遷西安。“祖國的需要就是我們的志愿”,陳學(xué)俊夫婦響應(yīng)周總理的號召,堅決擁護(hù)遷校方案,放棄了上海優(yōu)裕的生活環(huán)境,于1957年全家隨交通大學(xué)遷往西安。陳學(xué)俊先后任西安交通大學(xué)動力機(jī)械系主任、副校長、學(xué)位評定委員會副主席、學(xué)術(shù)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(xué)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(shù)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(xué)會理事長。陳學(xué)俊1959年被評為校先進(jìn)工作者,袁旦慶1957年及1959年均被評為校先進(jìn)工作者。

陳學(xué)俊是我國多相流熱物學(xué)科的奠基人。20世紀(jì)60年代初的蘇聯(lián)設(shè)計資料認(rèn)為,在下降流動中截面含汽率總是大于容積含汽率。陳學(xué)俊指導(dǎo)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(nèi)可小于容積含汽率。這一新的論點8年后為國外的研究結(jié)果所證實,從而修正了蘇聯(lián)學(xué)者在該問題上的結(jié)論。60年代初,為了配合大容量高參數(shù)直流鍋爐的發(fā)展,陳學(xué)俊對不同型式水冷壁中的兩相流動不穩(wěn)定性問題,進(jìn)行了理論研究,得出的結(jié)論與幾年以后蘇聯(lián)學(xué)者的研究結(jié)果一致。當(dāng)時的科研條件很差,大量的試驗數(shù)據(jù)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(fù)摸索,得到了結(jié)合工程應(yīng)用的研究成果。

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

“文化大革命”結(jié)束后,陳學(xué)俊重返教學(xué)科研崗位。根據(jù)國家第六個五年計劃的需要,陳學(xué)俊承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金重大項目兩相流動和傳熱規(guī)律的研究,他主持建設(shè)了水—空氣試驗臺、有機(jī)工質(zhì)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(dá)到300大氣壓,在國內(nèi)同類試驗裝置中工作壓力最高。當(dāng)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(fā)生器,而這方面的研究國內(nèi)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(xué)俊對螺旋管內(nèi)的氣液兩相流動和傳熱特性進(jìn)行了系統(tǒng)研究。他和研究生一道,首次提出螺旋管內(nèi)流型分布圖,根據(jù)流動參數(shù)即可判明兩相流動型式。他還研究了螺旋管內(nèi)兩相流摩擦阻力特性,截面含汽率,對流沸騰傳熱,臨界熱負(fù)荷及干涸后傳熱。對于臨界熱負(fù)荷和干涸后傳熱,他提出了新的物理機(jī)理——“液膜影響區(qū)”新概念,在這種新機(jī)理基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了水平管、螺旋管在高干度區(qū)的臨界熱負(fù)荷,同時也可以預(yù)測螺旋管內(nèi)干涸后周向壁溫的分布,得到了螺旋管內(nèi)干涸后傳熱特性。他應(yīng)用攝動方法對螺旋管內(nèi)兩相環(huán)狀流動的速度場進(jìn)行理論求解,同時應(yīng)用激光測速儀測量了環(huán)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(nèi)速度造成的困難,這在國內(nèi)外尚屬首次。他指導(dǎo)研究生應(yīng)用高速攝影和觀察窗技術(shù)實現(xiàn)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(nèi)的運動規(guī)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(jìn)行研究,特別是在臨界熱負(fù)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(yīng)用價值的計算式。這些研究成果先后發(fā)表在國內(nèi)一級學(xué)報和各種國際傳熱會議上,并經(jīng)國家教委組織鑒定認(rèn)為達(dá)到了國際水平,其中部分項目達(dá)到了國際先進(jìn)水平。

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

在蒸氣發(fā)生器中,氣液兩相流動系統(tǒng)的各參數(shù)隨時間產(chǎn)生某種宏觀變化引起熱動力和水動力不穩(wěn)定的現(xiàn)象是經(jīng)常發(fā)生的。系統(tǒng)在不穩(wěn)定狀態(tài)下流量偏差或脈動、溫度和壓力脈動會引起整個系統(tǒng)的機(jī)械振動,影響傳熱效率,降低臨界熱負(fù)荷,造成傳熱惡化,降低材料壽命。陳學(xué)俊指導(dǎo)研究生在高壓水蒸氣回路上模擬實際設(shè)備的運行工況,全面研究垂直上升管內(nèi)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(jù)實驗數(shù)據(jù)劃分了各類脈動發(fā)生的區(qū)域,提出了判別密度波型脈動的無量綱準(zhǔn)則式,還區(qū)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(xué)俊還主持研究國家高技術(shù)發(fā)展的一個子項目——高溫氣冷反應(yīng)堆蒸氣發(fā)生器研究,進(jìn)行模擬試驗和理論研究。

隨著石油和石油化工工業(yè)的蓬勃發(fā)展,油—氣—水三相流動以及測試技術(shù)、測試設(shè)備開始成為十分重要的問題。陳學(xué)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(jìn)行試驗與分析,這些課題是開發(fā)油—氣—水三相流測試技術(shù)和三相流動計算的基礎(chǔ)理論,屬于前沿研究。

陳學(xué)俊多年來對兩相流與傳熱進(jìn)行了比較全面深入的研究,自成系統(tǒng)。內(nèi)容包括兩相流流型,流型轉(zhuǎn)換,兩相壓降,兩相分配,截面含汽率,沸騰傳熱,臨界熱負(fù)荷,干涸后傳熱,兩相流不穩(wěn)定性,兩相及多相流測量等各個方面。他既重視基礎(chǔ)理論研究,促進(jìn)學(xué)科發(fā)展,同時注重對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展有應(yīng)用前景的研究項目。

陳學(xué)俊多年來系統(tǒng)地進(jìn)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(nèi)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(jìn)步獎一等獎,1988年獲國家自然科學(xué)獎三等獎,2007年獲國家自然科學(xué)獎二等獎。他參加的國家重點技術(shù)政策研究獲國家科技進(jìn)步獎一等獎,他還獲得兩項國家科技進(jìn)步獎及六項部委省級科技進(jìn)步獎。1989年他獲得中國科學(xué)院榮譽(yù)獎?wù)隆j悓W(xué)俊在國內(nèi)外雜志及國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表了學(xué)術(shù)論文180余篇。1996年他當(dāng)選為第三世界科學(xué)院院士,并獲得何梁何利基金科技進(jìn)步獎。

陳學(xué)俊為我國熱能動力及鍋爐專業(yè)培養(yǎng)了眾多優(yōu)秀人才。他們大都成為動力工業(yè)及設(shè)計院、鍋爐廠的骨干。他認(rèn)為,像中國這樣一個大國,應(yīng)當(dāng)自己培養(yǎng)高層次人才。他是最早培養(yǎng)鍋爐專業(yè)及熱能工程專業(yè)研究生的人,已培養(yǎng)出幾十名研究生,其中26人獲博士學(xué)位,14人獲碩士學(xué)位。他還與美國、德國和日本的教授聯(lián)合培養(yǎng)博士生。他是熱能工程與核反應(yīng)堆工程兩個專業(yè)的博士生導(dǎo)師,也是熱能工程重點學(xué)科及動力機(jī)械與工程熱物理博士后流動站的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人。

陳學(xué)俊在教學(xué)中一貫重視思想教育,時時不忘教書育人。他認(rèn)為,教書育人是教師的神圣職責(zé),應(yīng)該為國家培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞娜瞬拧K?jīng)常教育學(xué)生要熱愛中國共產(chǎn)黨,熱愛祖國,熱愛社會主義;要有理想,有志氣,敢于創(chuàng)新。他經(jīng)常以自己一生的親身經(jīng)歷教育學(xué)生,以他自己在舊社會懷著工程救國、科學(xué)救國的思想,歷盡坎坷,刻苦求學(xué)的困難情景,以及新中國的良好學(xué)習(xí)環(huán)境為題材,啟發(fā)他們珍惜寶貴年華和來之不易的幸福生活,勤奮學(xué)習(xí),勇于探索,為國爭光。近年來,他以我國老一輩科學(xué)家的優(yōu)良道德品質(zhì)和為事業(yè)奉獻(xiàn)的精神教育研究生。他培養(yǎng)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(nèi)做研究工作,并取得了優(yōu)異成績。

2009年,西安交通大學(xué)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(xué)俊在進(jìn)行著繁重的教育、科研、學(xué)術(shù)活動的同時,還擔(dān)負(fù)著重要的社會工作。他曾任九三學(xué)社中央委員會副主席,全國政協(xié)常委,九三學(xué)社中央委員會名譽(yù)副主席。他現(xiàn)在雖年歲已高,仍本著“春蠶吐絲”的精神,繼續(xù)努力為我國的科學(xué)和教育事業(yè)而奮斗。

主要論著

1陳學(xué)俊,燃?xì)廨啓C(jī),龍門聯(lián)合書局,1949。

2陳學(xué)俊,蒸氣動力廠,龍門聯(lián)合書局,1950。

3陳學(xué)俊,實用汽輪機(jī)學(xué),龍門聯(lián)合書局,1953。

4陳學(xué)俊,鍋爐學(xué),龍門聯(lián)合書局,1955。

5陳學(xué)俊,鍋爐整體,中國工業(yè)出版社,1962。

6陳學(xué)俊,鍋內(nèi)過程,中國工業(yè)出版社,1962。

7陳學(xué)俊、陳聽寬,鍋爐原理,機(jī)械工業(yè)出版社,1981。

8陳學(xué)俊、袁旦慶,能源工程概論,機(jī)械工業(yè)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(xué)俊、陳立勛、周芳德,氣液兩相流與傳熱基礎(chǔ),科學(xué)出版社,1995。

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

15陳學(xué)俊,多相流熱物理學(xué),西安交通大學(xué)出版社,2005。

16陳學(xué)俊,陳學(xué)俊文集7本,西安交通大學(xué)出版社,2000,2003,2004,2005,2006,2009,2010。