文档介绍：对传热传质学科发
展战略的几点浅见
Some suggestions for the development
strategy of heat & mass transfer
微型换热器
基金委的材料与工程学部对应于科学院的技术科学部;不仅数理化天地生这些基础科学有科学问题,技术科学也有科学问题,其重要性决不亚于基础科学的科学问题。
工程技术部与技术科学部名称之争。
科学问题的例子:
一、基金委的材工部对应于科学院的技术科学部,有许多重要的科学问题
1. 传热学本身的发展历史
传热学的发展经历了从基础科学到技术科学的阶段:早期的传热学属于数学家与物理学家:Fourier, Boltzman,Planck,直到Buckingheim,Nusselt 以及俄国一批科学家(费截尔曼,基尔比切夫)建立了相似原理才使传热学从理论科学走向技术科学,在工程应用中起到重大的作用。
相似原理就是技术科学中的重要科学问题。
2. 沸腾换热中最有利成为气化核心地点的理论
在20世纪50年代,国际传热界对加热表面上什么地点是最有利于成为气化核心尚无明确的认识(见在当时十分流行的米海耶夫的《传热学》)。 1959年,前苏联科学家Labuntzov 从气化表面能量的分析得出结论:加热面的凹坑、刻缝最有利于成为气化核心。
1973年西安交大热工教研室的实验发现,在光管外包一层金属丝网可使沸腾得到成倍强化,可惜因未能成功地解决制造工艺问题而没有付之实用。
1975年日本公司开发出了Thermoexcel-E 型沸腾换热强化管,充分利用了这一思想,开创了高效相变传热管商业生产的先河,从此国际上形成了一个极大的产业:
德国: Wieland;
美国: Wolverine;
芬兰: Outkupum;
中国:金龙
从气化核心这一技术科学问题的解决到多种商用沸腾换热强化表面的开发给我们一个重要的启示:一个技术科学理论问题的解决会变成生产力,会产生巨大经济效益。
(a) 日立Thermoexcel-E
(d) Wielad GEWA-SE
(e) Trent 弯翅管
图1 部分商用沸腾换热强化表面结构示意图
(b) Wieland GEWA-TW
(c) Wolverine-Turbo-B
(f) 烧结表面
二、技术科学中理论问题的解决是基础科学的发现及其应用的重要支撑
1. 从物理学中电磁学的发现到发电机的问世
从物理学中发现金属导体切割磁力线会产生电流到发电机、电动机的的问世,经历了长达一个多世纪的时间,主要原因就是当时技术科学和制造工艺还不够发达,当时作为技术科学的电机学还没基本形成;到20世纪末,这一从基础科学发现到变成生产力的周期已经大大缩短,就是因为这期间技术科学得到了较快的发展。
技术科学中的科学问题的解决对基础科学发现的付之实际应用是一个极为重要的支撑。
2. 反物质的探索
国际上以诺贝尔奖获得者丁肇中为代表的一批科学家正在从事空间反物质的探索,这是极其基础的科学问题。为此需要许多技术科学的支撑。例如为了达到用于反物质探索的超导的极低温,需要低温技术科学(Crogenics)的支持,为了控制器件的温度需要解决传热学的科学问题。我国能源与工程热物理学科的研究人员:山东大学程林,上海交大顾宏中,中山大学吕树申等教授都参加了有关的研究。
技术科学中的科学问题的解决对基础科学的发现也是一个极为重要的支撑。