李景銀：二十年勤奮耕耘路

20多年前的初秋，一個(gè)懷揣理想的青年從風(fēng)景迤邐的河南焦作來到千年古都西安，開始了自己的求學(xué)之路；今天西安交通大學(xué)的工程館里，當(dāng)年的青年人已經(jīng)成為我國(guó)流體機(jī)械及工程領(lǐng)域的知名學(xué)者。他就是西安交通大學(xué)的李景銀教授。

李景銀教授1988年畢業(yè)于西安交通大學(xué)，1991和1998年先后獲得西安交通大學(xué)流體機(jī)械及工程專業(yè)的碩士和博士學(xué)位。1991年迄今，在西安交通大學(xué)任教，主講《流體機(jī)械原理》等本科生主干課程和《工程湍流》等研究生課程。主要研究流體機(jī)械氣動(dòng)熱力學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)；流體機(jī)械內(nèi)部復(fù)雜多相流動(dòng)；新型流體機(jī)械的設(shè)計(jì)開發(fā)和優(yōu)化；人工心臟泵的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；風(fēng)能與太陽能的高效轉(zhuǎn)化與利用。曾兩次赴香港理工大學(xué)機(jī)械工程系進(jìn)行合作研究?，F(xiàn)為教育部留學(xué)回國(guó)人員科研啟動(dòng)基金評(píng)審專家、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員、智利“科學(xué)與技術(shù)發(fā)展國(guó)家高等委員會(huì)”基金評(píng)審人、美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)會(huì)員；同時(shí)，擔(dān)任Proc.IMechE，Part A：Journalof Power and Energy和Applied ThermalEngineering等多家國(guó)際期刊，以及眾多國(guó)內(nèi)期刊論文評(píng)審人。

量大面廣的流體機(jī)械

本世紀(jì)以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源與動(dòng)力行業(yè)越來越受到國(guó)家的重視。能動(dòng)行業(yè)的設(shè)備制造水平是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)。流體機(jī)械就屬于能動(dòng)行業(yè)范疇。流體機(jī)械應(yīng)用廣泛、設(shè)備種類繁多；大到銷售收入過千億的石化和冶金企業(yè)所需軸流壓縮機(jī)和離心壓縮機(jī)等核心動(dòng)力設(shè)備，小到我們平時(shí)用到的空調(diào)風(fēng)機(jī)和冷卻塔風(fēng)扇，都屬于流體機(jī)械及工程學(xué)科研究領(lǐng)域。

李景銀教授將流體機(jī)械設(shè)備的特點(diǎn)總結(jié)為“三多”。一是種類多：在大型石油、化工行業(yè)，石油的精煉、催化煉化以及化肥、丙烯等的生產(chǎn)過程中，需要各種透平壓縮機(jī)；冶金領(lǐng)域的高爐鼓風(fēng)需要用到大型軸流鼓風(fēng)機(jī)；而在發(fā)電廠，鍋爐的助燃需用許多大型的離心通風(fēng)機(jī)和動(dòng)葉可調(diào)軸流通風(fēng)機(jī)。二是各種特殊要求多：各行各業(yè)都要用到風(fēng)機(jī)，但不同行業(yè)的要求差別很大。比如有的風(fēng)機(jī)工作介質(zhì)中粉塵含量很大，造成葉片磨損嚴(yán)重；有的需要在風(fēng)機(jī)內(nèi)直接噴水，如紡織空調(diào)用軸流風(fēng)機(jī)；有的風(fēng)機(jī)的工質(zhì)易燃易爆或容易結(jié)焦，如氧氣壓縮機(jī)和氫氣壓縮機(jī)，以及各種化工原料氣壓縮機(jī)，所以對(duì)風(fēng)機(jī)的要求也特別多。另外，有的風(fēng)機(jī)要求的設(shè)計(jì)壓力特別高但流量小，有的需要在高溫下工作，而有的工作介質(zhì)溫度很低。三是耗能多：工業(yè)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)保有量很大，且多長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，因此，各類風(fēng)機(jī)的電耗在整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域中所占比重名列前茅。隨著國(guó)家環(huán)保、脫硫等要求的提高，耗電量還可能進(jìn)一步增加。比如，我國(guó)電站鍋爐的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、一次風(fēng)機(jī)和增壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)耗電占電廠總發(fā)電量2%左右，占電廠自用電30%以上；其他領(lǐng)域的風(fēng)機(jī)也都是耗電大戶。

由于流體機(jī)械及風(fēng)機(jī)使用的廣泛性和高耗能，提高其效率和性能，對(duì)國(guó)家整體節(jié)能減排的效應(yīng)非常明顯。因此國(guó)家現(xiàn)在對(duì)風(fēng)機(jī)節(jié)能這一領(lǐng)域一直非常重視。風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率的提高，對(duì)國(guó)家節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，具有非常重大的意義。

在流體機(jī)械及工程領(lǐng)域里耕耘

李景銀教授長(zhǎng)期致力于流體機(jī)械這個(gè)領(lǐng)域，形成了自己獨(dú)特的見解，取得了很大的成就。他先后主持和參與了幾十項(xiàng)科研項(xiàng)目，如國(guó)家“863”目標(biāo)導(dǎo)向類課題“葉片式流體機(jī)械先進(jìn)節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)及應(yīng)用”，國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目；同時(shí)，通過橫向課題，與我國(guó)中石化公司及其下屬分公司，風(fēng)機(jī)行業(yè)的龍頭企業(yè)：沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)股份有限公司和西安陜鼓動(dòng)力股份有限公司，和眾多風(fēng)機(jī)企業(yè)建立了緊密的技術(shù)合作。近年來，李教授獲得授權(quán)發(fā)明專利7項(xiàng)，發(fā)表國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊和會(huì)議論文80余篇，獲得一項(xiàng)省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)。

我們問李教授對(duì)主持的哪些項(xiàng)目印象深刻。他跟我們說起了兩個(gè)項(xiàng)目：一個(gè)是對(duì)國(guó)外著名公司制造的軸流壓縮機(jī)葉片的改造，一個(gè)是某高壓離心通風(fēng)機(jī)的研發(fā)改進(jìn)。透平式壓縮機(jī)由于在運(yùn)行過程中的工況變化，其葉片受力非常復(fù)雜，同時(shí)，透平壓縮機(jī)還具有旋轉(zhuǎn)失速和喘振兩種破壞性非穩(wěn)定工況。國(guó)內(nèi)多個(gè)煉油企業(yè)在使用某國(guó)際著名公司制造的軸流壓縮機(jī)時(shí)，多次發(fā)生葉片斷裂事故。通過調(diào)查和重新設(shè)計(jì)葉片，新的軸流壓縮機(jī)已經(jīng)安全運(yùn)行一個(gè)周期，改造取得成功。另外一個(gè)項(xiàng)目就是對(duì)我國(guó)一類廣泛使用的高壓離心風(fēng)機(jī)的葉輪重新設(shè)計(jì)。在和風(fēng)機(jī)企業(yè)合作時(shí)，李教授發(fā)現(xiàn)企業(yè)反映該風(fēng)機(jī)效率不高，同時(shí)又具有過載的缺陷。理論上該風(fēng)機(jī)效率不高是正常的，但是，該風(fēng)機(jī)是行業(yè)廣泛使用的高效定型產(chǎn)品，能否改動(dòng)更好，李教授也沒有十足把握。他們當(dāng)時(shí)抱著試試看的心理，同時(shí)為了企業(yè)的產(chǎn)品升級(jí)方便，對(duì)該產(chǎn)品所有尺寸保持不變，只重新設(shè)計(jì)葉輪的葉片。經(jīng)過采用現(xiàn)代流場(chǎng)計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，改進(jìn)葉輪的風(fēng)機(jī)效率明顯提高，比A聲級(jí)降低，過載特性明顯改善。這給了李教授很大的啟發(fā)。他說，不要太迷信權(quán)威，什么事情要親自做，要敢于嘗試，就能發(fā)現(xiàn)問題。同時(shí)要敢于突破，沒有最好，只有更好。

此外，李教授和他的團(tuán)隊(duì)，根據(jù)企業(yè)的需求，研制出來多種新型風(fēng)機(jī)。在北京出現(xiàn)地鐵之后，李教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了地鐵市場(chǎng)對(duì)可逆軸流風(fēng)機(jī)的巨大需求。他們針對(duì)地鐵通風(fēng)系統(tǒng)的特殊要求，研制出高效可逆軸流風(fēng)機(jī)。傳統(tǒng)的軸流風(fēng)機(jī)只有一個(gè)氣流流動(dòng)方向。地鐵系統(tǒng)從安全設(shè)計(jì)規(guī)程考慮，要求風(fēng)機(jī)能夠進(jìn)行吹風(fēng)方向的轉(zhuǎn)換。他們?cè)趪?guó)內(nèi)率先開展該類風(fēng)機(jī)研究，發(fā)表了多篇學(xué)術(shù)論文，申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利，并成功將所開發(fā)可逆風(fēng)機(jī)應(yīng)用于地鐵通風(fēng)系統(tǒng)。

噴霧風(fēng)機(jī)又是一種新型風(fēng)機(jī)。李教授笑著說，我們開始也不知道噴霧風(fēng)機(jī)是什么樣子，還要跑去現(xiàn)場(chǎng)和生產(chǎn)企業(yè)看一下。可見這個(gè)行業(yè)包含了太多的內(nèi)容，連我這個(gè)研究風(fēng)機(jī)多年的科技人員也有許多未知的產(chǎn)品種類。我們開展研究后，發(fā)現(xiàn)了一些問題，從工程設(shè)計(jì)上解決了原風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)問題，但是，從基礎(chǔ)理論層面還有許多我們暫時(shí)無法解決的困難，比如流場(chǎng)的計(jì)算。我們申請(qǐng)并獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金。有了國(guó)家基金的資助，我們就有了更好的科研條件，可以把問題研究得更加深入。這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的項(xiàng)目，需要從基礎(chǔ)理論層面開展大量的實(shí)驗(yàn)和理論工作。由于它的基礎(chǔ)和開創(chuàng)性，可供參考的資料較少，要求科研人員的知識(shí)儲(chǔ)備與創(chuàng)新意識(shí)非常強(qiáng)。我們從工程角度出發(fā)，對(duì)原來的產(chǎn)品提出改進(jìn)措施，主要是依據(jù)流體機(jī)械基本原理提出改進(jìn)途徑，理論上還不成熟，還需深入研究。

把能源與動(dòng)力領(lǐng)域的開源節(jié)流工作進(jìn)行到底

李教授告訴記者，現(xiàn)在世界正面臨能源短缺，在這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)我們當(dāng)然不能缺席。在人力十分有限的情況下，他們開始了太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的研發(fā)。

太陽能煙囪發(fā)電系統(tǒng)的基本原理說來簡(jiǎn)單，就是在一個(gè)集熱棚中間放置一個(gè)高大的煙囪，煙囪把太陽加熱后的空氣收集起來用于發(fā)電，這就需要一個(gè)非常巨大的煙囪。李景銀教授由于也教授風(fēng)力機(jī)課程，對(duì)風(fēng)力發(fā)電知識(shí)非常熟悉。他們提出在煙囪頂部安裝一個(gè)旋渦發(fā)生器，用來利用高空的風(fēng)能資源。這樣就可以大大增加這個(gè)系統(tǒng)輸出的能量或顯著減小煙囪高度。也就是說，把風(fēng)能與太陽能結(jié)合起來利用。這個(gè)構(gòu)思是李教授和他的團(tuán)隊(duì)第一個(gè)提出來的。另外，作為后入煙囪發(fā)電領(lǐng)域的研究人員，他們也對(duì)該系統(tǒng)的一些基礎(chǔ)問題進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)許多問題，發(fā)表多篇文章，現(xiàn)在該領(lǐng)域已經(jīng)具有一定的國(guó)際影響力。

流體機(jī)械的另一個(gè)特點(diǎn)是能耗特別大，對(duì)這個(gè)行業(yè)來說，節(jié)能是一個(gè)特別重要的課題。他們應(yīng)企業(yè)的需求，做了大量的開發(fā)設(shè)計(jì)工作。例如某企業(yè)為了打入變壓器冷卻風(fēng)機(jī)的歐美市場(chǎng)，請(qǐng)李景銀教授團(tuán)隊(duì)按歐美的市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)來研制變壓器的風(fēng)機(jī)。經(jīng)過努力，他們順利開發(fā)出可與歐美同類產(chǎn)品相媲美的產(chǎn)品，某些指標(biāo)甚至超過了歐美產(chǎn)品，幫助企業(yè)成功打入了歐美市場(chǎng)。另外還有煤礦的礦井主扇風(fēng)機(jī)。大家知道，礦井主扇風(fēng)機(jī)是煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，要求必須具有持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)能力，一旦風(fēng)機(jī)出了故障，礦井里邊的人必須馬上撤出，這樣的風(fēng)機(jī)，他們給企業(yè)做了很多。他們還開發(fā)了運(yùn)輸型高壓小型低噪離心風(fēng)機(jī)和軸流風(fēng)機(jī)，效果良好。

談到自己成績(jī)的取得。李教授說，這主要源于兩點(diǎn)：一是要發(fā)揚(yáng)螞蟻啃骨頭的精神，設(shè)定階段性目標(biāo)，一點(diǎn)一點(diǎn)地去攻克，積小勝為大勝。二是對(duì)行業(yè)重點(diǎn)問題，要深入去探索，持續(xù)地鉆研、思考，才能有靈感。

李景銀教授從中學(xué)到大學(xué)，一直堅(jiān)持德智體全面發(fā)展，運(yùn)動(dòng)成績(jī)好，同學(xué)中威信高，同時(shí)成績(jī)一直名列前茅。但他對(duì)于過去的成績(jī)不愿意多談，他說他現(xiàn)在正全心全意地專注于自己的研究工作和產(chǎn)品開發(fā)，目前最直接的工作就是把國(guó)家基金項(xiàng)目做好，這里邊有許多挑戰(zhàn)性的工作，很有意義。