动力工程多相流国家重点实验室（西安交通大学）的实验室研究方向

1990年起，西安交通大学创建了国内唯一的【动力工程多相流】国家重点实验室，是国际多相流研究中心之一。陈学俊担任主任，既进行高水平的科学研究工作，又培养高层次德才兼备的人才。

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陈学俊长期从事热能动力工程方面的科研工作，多向流热物理和汽液两向流动与传热 [3]  ，培育了一大批高层次的科技人才，主持创建了中国第一个锅炉专业，建成国内第一个高压试验台，筹建了中国高校中第一个工程热物理研究所，创建了全国唯一的动力工程多相流国家重点实验室。

气体和液体混合物的两相流动体系。通常分为单成分两相流和双成分两相流。前者是具有相同化学成分的同质异态两相流，如水和蒸汽两相流；后者是具有不同化学成分的异质异态两相流 ，如水和空气两相流 。气-液流动包括掺有气泡的液体流动和带有液滴的气体流动，如掺气水流和含雾滴的大气流动等 。气-液流动因管道压力 、流量 、热负荷、流向、工质物性等的不同，可形成各种不同流型 。竖管中最常见的流型（见图）有：细小气泡散布于液相中的气泡状流型；管中心为气弹、壁附近为连续液膜的气弹状流型；管中心为夹带细小液滴的气核和壁附近为连续液膜的环状流型；气相中含细小液滴和壁附近无连续液膜的雾状流型。不同的流型有不同的流体动力学和传热传质规律。对流型的分析方法，目前工程上应用较多的有均相流模型和分相流模型，前者适用于较均匀的气泡状流，后者用于有明显分界面的层状流 。气-液两相流通过管道引起的压差称为压力降 。在任意通流截面上，气相在两相混合物中所占的截面分数称为空隙率，它是计算重位压力降和加速压力降必不可少的参量 。设计中 ，必须计算气-液两相流的压力降以确定所需动力，保证设备安全经济地运转。

竖管中常见的气-液两相流流型

多相流学科研究具有两种以上不同相态或不同组分的物质共存并有明确分界面的多相流体流动力学、热力学、传热传质学、燃烧学、化学和生物反应以及相关工业过程中的共性科学问题，它是一门从传统能源转化与利用领域逐渐发展起来的新兴交叉科学，是能源、动力、核反应堆、化工、石油、制冷、低温、可再生能源开发利用、航空航天、环境保护、生命科学等许多领域实现现代化的重要理论和关键技术基础，在国民经济的基础与支柱产业及国防科学技术发展中有不可替代的巨大作用。同样在自然界及宇宙空间、人体及其他生物过程也广泛存在多种复杂的多相流．如地球表面及大气中常见的风云际会、风沙尘暴、雪雨纷飞，泥石流、气蚀瀑幕；地质、矿藏的形成与运移演变；生命的起源与人类健康发展；生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等，均普遍遵循多相流科学的基本理论与规律。因此，多相流科学的发展与进步对国民经济与国防科技发展、人体健康，对生态与环境的变迁、保护、可持续开发利用等均具有极为重要的意义。

多相流学科不但是与物质结构及基本粒子等纯数理科学、化学、生命科学等同样重要的基础科学，而且是在联结人类活动的有序化及目的化方面更具有特殊优势的学科。多相流及其传热传质学属于技术基础科学范畴，旨在解决工程所具有的普遍性热物理科学问题，是联系工程和基础理沦的桥梁。多相流学科的发展将根据自然科学与工程的现状和发展趋势有远见地选定超前的研究课题，开拓新领域，以新的概念、理论、技术和方法武装工业，带动其不断前进。

能源是人类赖以生存、发展的物质基础，能源的消耗与利用水平是衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志，保障能源供应安全是世界各国政府的重要目标。能源的高效开采、洁净和可再生转化利用的许多过程均是典型的多相流及其传递过程，存在着大量的多相流动、传热、传质、化学及生物反应等基础科学问题，如多相流的相分布与相运动规律，离散相颗粒与变形颗粒的动力学，特高参数与复杂几何流道中流动传热的规律和极限、瞬态过程流动传热与临界及超临界效应，多相连续反应体系复杂过程热力学与微多相流动力学、非均质多相流光化学与热化学等。尽管人们存上述领域已经开展了大量的研究并得出许多有意义的结果，但迄今并没有从根本上掌握多相流及其传递过程的基本规律及其数理描述方法，对上述基础科学问题开展研究非常必要。

该专业是一个宽口径大类专业，是我国培养热能与动力工程领域高级工程技术人才的重要基地，师资力量雄厚，学术氛围浓厚，教学科研成果丰硕，专业地位与综合实力处于全国领先地位，在国际上也享有较高声誉。该专业培养德智体美全面发展的热能与动力工程方面的高素质复合型专门人才，在课程体系与知识结构中强调数学、力学、机械、材料等基础理论，充分注重电子、电工、控制、微机软硬件应用以及人文等学科知识，培养出的学生具有科学基础扎实、专业知识面宽、创新意识和实践能力强、综合素质高等特点。

主要课程设置有：传热学、工程热力学、流体力学；理论力学、材料力学、电工电子、程序设计、计算机软件基础、微机原理及接口技术、工程经济学、工程制图、机械设计基础、工程材料基础、控制工程、测试技术。专业平台课程有动力机械工程基础、环境保护与节能等，专业课程分热能动力及控制工程、流体机械与制冷低温工程、内燃机及汽车工程3个模块，包括：锅炉原理、热力涡轮机械原理、发电厂系统及设备；流体机械原理、容积式压缩机原理、制冷原理与装置、低温原理与装置；内燃机原理、内燃机构造、汽车构造、汽车理论等。学生可在一定范围内选学一组主修课程和一组选修课程。选修课程分若干组，设有新能源发电、流体机械强度与振动等60余门。

080702 热能工程

01气液两相流与传热

多相流体力学及其测量在动力、化工、石油、制冷、宇航等一系列工程中均得到重要应用。多相流体力学是一门较为年轻的学科，是流体力学的一个重要分支，至今只有数十年的历史。主要研究气液、液液、气固、液固、气液固或气固液等多种流体在管内或管外流动时（有换热的或无换热的）的流动型态、流动阻力、流动稳定性、多种流体的混合、分离和在并联管中的分配均匀性等问题。对于这些流动机理及多相流体测量技术均属国际有关前沿课题，有广阔的发展空间和创新领域。对于发展现代或未来的创新工程具有重要的理论和实用意义，并可取得重要经济效益。

指导教师：林宗虎

林宗虎，中国工程院院士，男，浙江吴兴人，1933年5月13生。1957年交通大学锅炉专业研究生毕业。1980-1982年曾任美国迈阿密大学访问教授。现任西安交通大学热能工程系教授，热能工程专业博士生导师，国家科技奖励评委会评委，流体机械国家工程研究中心学术委员会主任，锅炉媒清洁燃烧国家工程研究中心和动力工程多相流国家重点实验室学术委员会委员，香港评审局专家中国电机工程学会锅炉专业委员会副主任，中国工程热物理学会副理事长，中国工程热物理学会多相流专业委员会主任，陕西省工程热物理学会副理事长， 陕西省计量测试学会副理事长，中国工程热物理学报副主编，美国<<国际工程流体力学>>期刊国际顾问等职。是热能工程、气液两相流与传热以及多相流测量领域的国内外著名专家。1988年被授予国家级有突出贡献中青年科技专家称号；1989年被授予陕西优秀科技工作者称号；1994年获王宽诚育才奖。

林宗虎教授在热能、核电、石化等工程的重要理论-气液两相流与传热学科领域取得多方面开创性成果。在气液两方面： 他创建的两相流孔板流量计算式可通用于各种压力、不同组分、多种两相流体和变压力工况，被国际上推荐为最佳式，称林氏公式，并被收入国内外6本著作，被引用数十次。他首先对U型管内两相流体压力降型脉动机理进行系统研究,创建其 计算程序和脉动判别法并解决过电站锅炉严重脉动问题。他创建了3种两相摩阻计算法和一种截面含汽率计算式并被广泛应用。在沸腾传热方面：创立了国际上第一个脉动流动时的沸腾传热计算式，可用于光管和多种强化传热管，开拓了传热研究新方向。对过冷沸腾传热、稳定流动沸腾传热均有研究成果。在多相流测量方面：在林氏公式基础上，他首先解决了用一个元件同时测定两相流量和组分两个参数的国际难题并得到专利和应用，经济效益显著。

至今，林宗虎教授已获国家自然科学三等奖、国家教委科技进步一等奖及其它省部级科技奖12项和中国专利4项。他在国内外正式出版的著作有15部，其中由他独著或系第一作者的有《管路内气液两相流特性及其工程应用》、《强化传热及其工程应用》、《气液固多相流测量》、《气液两相流与沸腾传热》、《锅内过程》 和《锅炉测试》等9 部。发表论文近100多篇。已培养博士生15名、硕士生17名。

指导教师：曹子栋

曹子栋，男，教授，1966.7毕业于西安交通大学，全国锅炉标准化技术委员会委员。

研究领域： 多相流与传热，清洁能源燃烧，环境工程,高压全燃高炉煤气锅炉设计，分离式热管的设计

主要代表性论文：

1.沈月芬，曹子栋等. 英国B&W公司燃煤锅炉掺烧高炉煤气对热工参数的影响. 中国电力, 1997年第4期

2.沈月芬，邹诤，曹子栋等. 分离式热管蒸发段传热特性的实验研究. 西安交通大学学报，1996年第6期

3.曹子栋, 章燕谋. 浮头式废热锅炉转化气传热特性实验研究. 西安交通大学学报，1994年第6期

4.Shen Yuefen, Cao Zidong. An Investigation of Crossflow Mixing Effect caused by Grid Spacer with Mixing Blades in A Rod Bundle. Nuclear Engineering and Design. Fib, 1991

5.废热锅炉刺刀管换热元件中逆循环流动特定的实验研究. 西安交通大学学报, 1982年第1期

主要著作：

1.锅炉本体布置与计算. 西安交通大学出版社, 1990年10月

2.工业锅炉原理. 西安交通大学出版社, 1986年11月

3.锅炉测试技术. 西安交通大学出版社,1995年5月

专利:

1.带有再循环的分离式热管. 专利号 ZL93245949.8

2.层燃炉的涡流燃烧拱. 专利号 ZL93245947.1

3.全燃高炉煤气高压电站锅炉. 专利号 ZL97203451.x

主要成果及获奖情况:

1. 嵌入式铝翅片管高温换热器.1992.化学工业部科技进步三等奖

2. 天然气制合成氨转化气、变换气废热锅炉.1994.化学工业部科技进步二等奖

指导教师：车得福

车得福, 男，1962年11月生，教授。1983年、1986年、1990年分别获西安交通大学热能工程专业学士、硕士和博士学位。1989-1990以联合培养博士研究生身份赴新西兰奥克兰大学学习，1991.3-1991.7在陕西省工业锅炉厂实习，1995 -1996以高级访问学者身份赴美国洛杉矶加州大学(UCLA)进修。1998获陕西省优秀留学回国人员称号。曾任党支部书记、教研室副主任、系主任、副院长、科技处副处长兼技术成果转移中心主任。现任热能工程系系主任、锅炉研究所所长、全国高校机电类专业教学指导委员会委员兼热能工程专业指导小组秘书、陕西省机械工程学会理事、动力工程分委员会理事长、中国工程热物理学会副秘书长。给本（专）科生开"锅炉本体布置及计算"锅炉与锅炉房设备"，给硕士生开设《气液两相流与沸腾传热》，给博士生开设《多相流及其进展》。研究方向为多相流与传热、化石燃料燃烧及其污染控制、锅炉及换热器设计。三项科研成果获省部级奖励，拥有两项专利。发表学术论文50余篇，著作两本。目前主持国家重点基础研究发展规划项目（973）《燃煤污染防治的基础研究》的二级课题《煤中氮的赋存形态及其迁徙规律》、《西安交通大学重点科研培植项目《中国西部沙尘水土迁徙的多相流动机理研究》、西安交通大学本科教学改革基金项目《锅炉原理英文教材、英语授课、多媒体教学一体化改革与实践》的研究以及多项来自企业的科研课题。获首批高等学校骨干教师资助计划的资助，资助的项目名称为《煤中有机硫的存在形态及其减排控制研究》。

Email: dfche@xjtu.edu.cn

指导教师：庄正宁，

庄正宁，男，籍贯：上海，1952年1月生，教授。1982年毕业于西安交通大学动力二系工业热工专业，获学士学位；1992年获西安交通大学热能工程专业硕士学位。给本科生开设"锅炉原理","锅内过程"，"锅炉本体布置及计算"、"节能与环境保护"等课程。承担和完成的科研课题有二十余项，拥有3项专利，发表学术论文20多篇，参编著作1本。培养硕士研究生2名，目前在读硕士研究生4名。曾担任热能工程系主任，现为热能工程系副主任。

主要研究兴趣为多相流与传热，能源转换与利用，环境科学与工程。

可招研究生的研究方向为：

● 多元混合介质的汽液与固液相变过程的研究。

● 储能技术与系统的研究。

● 强化传热。

● 高效换热器的研究与开发。

指导教师：王栋

王栋 男 1960年生，副教授。1982年毕业于西安交通大学电厂热能专业，1982年师从于西安交通大学林宗虎院士，1985年获硕士学位。1995年起在职攻读博士学位，2000年获博士学位。长期专著于多相流体流量测量技术研究，在该领域共获专利6件，发表相关研究论文12篇，合著专著一部，国家教委科技进步二等奖一项，西安交大科研成果奖两项。在研究过程中积极与胜利、辽河等油田合作，将研究成果应用到生产实际中。发明的湿蒸汽流量计和井下吸汽剖面测试仪已在油田得到应用。

主要研究热能动力、石油、化工、核能及环境工程内的多相流体的流动及传热规律。主要包括以下几个方面：

1．多相流体流量测试技术 油-气-水三相流计量技术及仪表，蒸汽-水流量计

2．油气安全混输理论和技术 段塞流的形成及防止，段塞流的检测

3．采油测井技术 井下吸汽、吸水及吸聚合物剖面测试技术，井下产液剖面测试技术

4．超临界流体技术 超临界机组的汽-固磨蚀，超临界流体技术在环保工程中的应用

指导教师：朱长新

朱长新，男，1962年8月出生，副教授。分别于1984，1989和1993年获西安交通大学热能工程专业学士、硕士和博士学位。1996年被聘为副教授。2000.1~2001.1做为国家公派访问学者赴美国康州大学（UConn）进修。主讲课程：《锅炉与压力容器用钢》，《环境保护与节能》等研究兴趣为：

微小尺度通道内流动与传热

新能源应用技术

强化传热与节能技术'

相变传热过程

发表论文20余篇。

指导教师：王妍芃

王妍芃，女，1965年3月生，汉族，辽宁鞍山人,中共党员，副教授,1986年获西安交通大学能源与动力工程系热能工程专业工学学士学位；1989年获西安交通大学热能工程专业硕士学位，毕业留校后一直从事多相流流动特性的研究，曾先后参加了多项国家及省、部属基金和横向课题的研究，取得了一系列的科研成果。主要参编著作《燃油燃气锅炉》。在国内外学术杂志上发表论文40多篇。

研究方向-气液两相流简介：

主要从事和气液两相流相关的传热与传质、多相流动流型、水循环原理，强化传热等方向的基础及应用性研究。对热能动力工程、石油、化工、冶金工程、环境工程等应用领域的重大研究项目进行多相流体动力学及其数值计算，并应用多相流测试技术来研究流体流动规律。多年来从事锅炉及热交换器的研制开发，曾独立完成热工领域的水循环程序计算。并从事新能源技术的研究和应用。

指导教师：赵钦新

赵钦新，男，1963年6月生，汉族，山东胶州人,中共党员，西安交通大学博士、副教授,1986年获西安交通大学能源与动力工程系热能工程专业工学学士学位；1989年获工程力学系实验力学专业硕士学位；1998年获西安交通大学材料科学与工程学院金属材料及热处理专业博士学位。主要著作有《燃油燃气锅炉》、《动力机械与设备制造工艺学》，参编《实用锅炉手册》。在国内外学术杂志上发表论文40多篇。目前担任中国机械工程学会高温材料及强度委员会委员、中国动力工程学会材料专业委员会委员和中国锅炉标准化技术委员会工业锅炉分会委员。

研究方向-气固两相流及交叉学科简介：

主要从事和气固两相流及能源、力学、材料交叉学科相关领域内燃烧与传热、清洁燃烧、燃料热解、流体及工程力学、超临界电站机组耐热材料等方向的基础及应用性研究以及能源、力学、材料跨学科的综合研究注重多学科交叉方向的综合研究。注重理论联系实际。研制开发的锅炉产品在全国五十多家企业获得推广应用；主持编制?quot锅炉计算机辅助设计计算软件包"在全国二十多家企业获得应用；对"超临界机组材料T91"的研究取得突破性研究成果，科研项目多来源于重大工程实际，且研究成果能直接指导和服务于生产实际。

指导教师：王树众

王树众，男，1968年1月出生，副教授。1990年、1993年、1996年分别获西安交通大学热能工程专业学士、硕士、博士学位。1998年~1999年赴挪威能源技术研究所（IFE）做博士后。自1990年以来，一直从事热能工程、多相流和传热等方面的教学和科研工作。先后参与完成了多项国家及省、部属基金和横向课题的研究，发表相关学术论文二十余篇，获西安交通大学科技成果奖一项（"段塞流工艺技术研究"），拥有做为独立发明人的国家专利一项，研制开发了我国第一个反映油气水多相混输特性的稳态计算机模拟软件。在热能工程领域，开发出基于Windows友好界面的燃油燃气炉CAD软件包一个，并开发出了具有国际先进水平的用于油田注汽开采（蒸汽吞吐和汽驱）的超临界压力蒸汽发生器。

本人主要研究方向:

多相流体动力学及其数值计算 (热能动力工程、石油、化工、冶金工程、环境工程以及生命血液流动等应用领域)

多相流测试技术及热工仪表开发

锅炉/加热炉设计和改造

强化换热技术：高效换热器设计和开发

新能源应用技术（太阳能、海洋能、地热能等）

给水及污水处理技术

CO2的流动和相变换热；超临界CO2萃取技术

01--03都是属于传动的动力机械方面，01偏向于动力的系统控制方面，02偏向于热能的效率方面，03偏向于纯正的机械结构设计方面。都是做动力系统的，就看你自己喜欢哪些方面了，或者说哪方面跟你自己的专业最接近。

04是做叶轮机械的，要求流体力学，工程热力学的知识较丰富，同时机械设计的知识较多，知识涉及面广，叶轮机其实也属于动力机械，主要是做流体的动力机械--例如水泵，潜水艇发动机、轮船的发动机、以及各种流水线如电泳槽里面需要的动力系统。

05是做太阳能利用的，我个人认为未来的趋势是太阳能一定要占主导的地位，但是目前在中国实际上环保产业并没有发展起来，都是较低端的，比起国外的技术不在一个层次上。未来需要十年二十年甚至五十年的时间才可能真正在中国大规模产生太阳能的应用，本身是一个朝阳产业，恐怕需要时间去等产业发展起来。

06多相流动我不是很熟悉，因此不作说明。多相复杂流动属于较高端的应用，实际应用的要求高，场合也可能不是较多，但是只要是有项目应用就可能薪资较高。