点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”
首页> 光明科普云> 科普资讯 > 正文

【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”

来源:光明网-科普中国2024-09-04 09:19

  编者按:习近平总书记指出,“科学普及是实现创新发展的重要基础性工作。”为助力高水平科技自立自强,中国科协科普部联合光明网推出“院士高端科普”栏目,邀请各领域院士就我国当下热点科技问题给予权威解答,服务引导更多科技工作者提升科研科普能力,促进全民科学素质提升,为科技强国建设贡献科普力量。#千万IP创科普

  航天发射,探索宇宙的壮丽征程;核电建设,追求清洁能源的高效利用;深海远航,求解蓝色深渊的奥秘……这些重大尖端领域的背后,有一个看似微不足道却至关重要的技术支撑——流体密封技术。

  密封的反义词是泄漏,它在生活和工作中无处不在。小到门窗管道、容器泵阀,大到航空航天、流程工业,涉及安全保障、环境保护、能源节约等多个层面,是确保设备和系统正常运行与安全可靠的关键技术。例如,在一套年产30万吨的乙烯装置中,静密封和动密封的密封点多达123万处。

【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”

2002年12月18日,王玉明在实验室与外国专家讨论技术问题。图/受访者提供

  流体密封是极端工况高端装备最容易损坏的关键基础零部件,这是因为相互摩擦的界面直接接触工作介质。这些介质可能是具有放射性、易燃易爆、有毒有害的,并可能是在高压、高温、低温、高速等极端工况下运行的。因此,密封装置必须能够直接承受这些“极端”的挑战,才能确保设备可靠运行和人员安全。

  这里不妨举一个例子:1986年1月28日,美国“挑战者号”航天飞机发射升空后第73秒解体,机上7名宇航员全部不幸罹难,原因就是由于低温下橡胶密封圈失效引起的。由此可见,密封在高端装备中的作用十分关键。正如中国工程院院士向巧所说:“小密封,多学科,高技术,大作用。”

  1965年,我从清华大学燃气轮机专业毕业后,被分配到国家重点研究院所做透平压缩机的试验研究工作,1970年初调到“动密封攻关组”任组长,从事流体密封的研究。先后在企业和高等学校工作,无论岗位和身份如何变化,都始终坚持在流体密封这个小专业范围内做科学研究和人才培养工作,至今已经有55年,达到了清华大学“至少为祖国健康工作五十年”的目标。

【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”

王玉明为“科学报国正当时”栏目题词

  20世纪80年代,我国石油石化行业高速大型透平压缩机所用的轴端密封完全依赖进口。当时进口的机械密封主要是普通的接触式端面密封,密封油的泄漏量高达每小时几百毫升。为了打破进口高技术产品在中国市场的垄断地位,我作为学术带头人和技术负责人另辟蹊径,从头开始自主创新。从理论分析到方案设计、结构设计,从实验研究到工业现场首台套试车,最终研制出非接触式油膜螺旋槽端面密封,与进口的接触式密封相比,不仅寿命可靠性大大提高,而且泄漏量降低三个数量级。这一成果被国内专家鉴定为“国际首创,国际领先”。后来我得知,国外同行龙头企业曾内部立项,深入研究逆向开发应用我们的专利技术。

  此后,我又研究开发了流体动/静压结合的气体润滑的端面密封(简称“干气密封”),用具有完全自主知识产权的技术打破了进口产品的垄断,并成功实现了产业化,获得了国家技术发明奖和一项国家科技进步奖。

  密封在大主机当中是比较小的零部件,但它的研发涉及的学科很多,包括流体力学、固体力学、动力学、热力学、传热学、材料学、摩擦学、测量控制技术和智能化技术等,现在,还必须与数字孪生、人工智能、三维打印等新技术相融合。流体密封创新研发值得一辈子去做,甚至几代人接连不断地去做。为此,我将自己获得的光华工程科技奖的奖金全部捐献,同时作为种子基金向社会募集资金,在清华大学教育基金会里设立了“清华大学王玉明科技强基人才奖励金”,我希望通过这一方式,鼓励更多在该领域从事研究开发的中青年拔尖科技人才,为国家的科技自立自强培养更多的后备力量。

  回顾过去,我在白山黑水间磨砺了意志品格,在清华园里培养了科技创新的不懈追求。我热爱祖国人民,热爱科技事业。在流体密封这一领域,我孜孜以求深耕半个多世纪,以拳拳赤子之心在“小专业”里做出了“大事业”。未来,我将继续致力于科技自立自强和人才培养,为国家的繁荣与进步贡献自己的力量。

  (作者:王玉明,系中国工程院院士、清华大学机械工程系教授,光明网记者张佳兴、宋雅娟、蔡琳采访整理)

【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”

【锚定2035·院士谈科学报国】流体密封“小部件”保障重器“大安全”

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 呼伦贝尔大草原秋景如画

  • 第十五届中国-东北亚博览会在长春开幕

独家策划

推荐阅读
浙江大学物理学院王浩华团队、杭州国际科创中心郭秋江超导量子计算团队联合清华大学邓东灵团队,在百比特超导量子芯片上观测到,“预热化”机制能有效抵御热激发扰动,使有限温度下的拓扑边缘态展现出了足够的稳定性,为保护脆弱的量子信息提供了新可能。
2025-08-28 09:47
6G时代,无论在城市楼群还是偏远山区,都需要数据的高速传输和快速接入,但基于纯电子技术的传统无线设备带宽受限、频段单一,难以动态调度频谱资源。
2025-08-28 09:47
8月26日,《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》发布。为何要出台这份文件?这份文件重点说了些什么?记者采访了国家发展改革委参与文件起草的专家。
2025-08-28 09:45
从“人工智能+”发展进展来看,朱克力认为,在政策层面,形成了举国体制,算力基础设施、数据供给、人才体系等基础支撑全面强化。
2025-08-28 09:37
工业和信息化部近日印发《关于优化业务准入促进卫星通信产业发展的指导意见》。意见明确,鼓励卫星通信在工业、农业、交通、能源、城市治理等各行业各领域创新应用。
2025-08-28 09:35
8月26日,国新办举行“高质量完成‘十四五’规划”系列主题新闻发布会,介绍“十四五”时期能源高质量发展成就。
2025-08-27 09:36
王蜜所在团队养蜗牛的装置和她用指甲油给蜗牛壳做的标记(首次发表,非授权禁止转载)。在中科院地球环境所,针对蜗牛壳体季节尺度研究,副所长晏宏提出的理念是,用空间换时间。
2025-08-27 09:47
8月8日至12日,第十届世界机器人大会在北京举行。”  近年来,更多养老机器人在家中、社区及养老机构落地应用,从桌面式机器人、轮式底盘型机器人到人形机器人,“人机共栖”的智慧养老图景正加速照进现实。
2025-08-27 09:45
作为海洋生物医药研发的特色方向,海洋中药尚不能满足中医药产业发展需求,其开发和利用还处于起步阶段。在产业转化环节,郑明月指出,应借鉴“算法开发—标靶确证—临床转化”范式,构建海洋天然产物专属数据库和AI工具。
2025-08-27 09:45
一项近日发表于《应用生理学、营养学与代谢》的研究发现,摄入动物蛋白质食物与更高的死亡风险无关,甚至可能降低与癌症相关的死亡率。论文第一兼通讯作者、加拿大营养策略公司负责人Yanni Papanikolaou表示,“综合这类观察数据与临床研究,很明显,动物蛋白和植物蛋白均有益于健康长寿。
2025-08-27 09:43
近日,我国科学家利用中国空间站上的无容器材料科学实验柜,成功把钨合金加热到超过3100℃,创造了新的世界纪录。“这项工作不仅验证了我国自主设计的空间材料科学实验柜具有非常优异的性能,也积累了大量的超高温材料在轨实验的原始数据。
2025-08-27 09:42
随着AI(人工智能)技术快速发展,AI应用已渗透社会生活各领域。深入分析AI“信口开河”成因,需从技术、数据和监管三个维度进行考量。(摘编自《工人日报》,原题为《防止AI“信口开河”,技术伦理建设刻不容缓》)
2025-08-26 10:27
市场监管总局(国家标准委)日前批准发布《动力锂电池运输安全及多式联运技术要求》国家标准,将于2026年2月1日起实施。动力锂电池是新能源汽车的“心脏”,其安全高效运输是提高产业链供应链韧性的关键。
2025-08-26 10:27
截至2025年8月22日,今年中国空间站空间应用系统已在轨实施58个科学与应用项目,实验次数2.6万余次,上行科学与应用任务800余公斤科学物资,下行空间科学实验样品27种,获取科学数据110TB。
2025-08-26 10:27
暑期,不少家庭选择前往户外戏水游玩。胡越凯介绍,大家常说的“食脑虫”属于“自由生活阿米巴原虫”,多生于潮湿的土壤和淡水中,包括福氏耐格里属阿米巴原虫、狒狒巴拉姆希阿米巴原虫和棘阿米巴原虫。
2025-08-26 10:26
中国科学院广州地球化学研究所徐义刚院士团队的汪程远副研究员,携手香港大学等机构科研人员,通过对嫦娥六号月壤中玄武岩岩屑的系统研究,揭示了月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制。该研究不仅刷新了人们对月球热演化历史的认知,也为解释其他无大气、小型天体的火山活动机制提供了重要参考。
2025-08-26 10:26
中国科学院地球环境研究所联合美国南加州大学、英国牛津大学等国际团队,在国际上首次定量评价了地震后河床沙这类粗颗粒沉积物通量及其长期变化,揭示了地震对河床沙的影响远比预期更大更久。
2025-08-25 10:08
23日,在南海中沙海域的“中山大学”号海洋综合科考实习船上,6000米级深海无人遥控潜水器“海琴”号圆满完成首次深海试验,全面验证了整机系统的功能和主要性能指标。
2025-08-25 10:00
从中核集团中国原子能科学研究院反应堆工程技术研究所承担的一体化闭式循环快堆核能系统项目一体式余热导出原理验证试验顺利完成。
2025-08-25 09:58
我国科学家对嫦娥六号月球样品开展了系统性研究,成功揭示了月球年轻火山活动的源区特征与热驱动机制。
2025-08-25 09:57
加载更多