现代过程装备与控制工程

ModernProcessEquipmentandControlEngineering现代过程装备与控制工程过程装备制造业与社会进步（涂善东，2小时）基本过程原理（潘家祯，4学时）动量传递过程传热过程传质过程化学反应过程……过程装备是物质制造的基础（汪华林，3小时）过程装备与化学工业过程装备与石化工业过程装备与冶金工业过程装备与制药工业过程装备是能源生产的核心（轩福贞，3小时）过程装备与化学能源过程装备与化石能源过程装备与核能过程装备与可再生能源过程装备与高新技术（涂善东，2小时）航空、航天深海探索生命科技电子电器环境保护过程装备与控制工程的教育（周邵萍，2小时）本科教育（课程介绍）研究生教育（包括相关专业）就业持久的领先力授课教师涂善东教授[e-mail]在高温结构完整性理论方面有较深入的研究，同时致力发展先进过程机械技术。个人研究兴趣包括：高温环境下的结构设计理论，结构完整性原理，极端化工制造，微（小）型化学机械系统（McMS，力-化学(Chemechanics)问题，先进连接技术和表面技术，多组元体系的细观设计理论。国际压力容器学会亚太地区委员会委员，中国机械工程学会压力容器分会理事长、材料分会副理事长，多次获国家和省市科技进步奖励。授课教师潘家祯教授[e-mail]研究球形微丸造粒研究，超高压超临界超细粉碎技术，实验力学，细观力学教育部机械学科教学指导委员会委员，过程装备与控制工程专业副主任委员，中国化工学会理事、化工机械专业委员会委员，多次获国家和省市科技奖励汪华林教授[e-mail]研究非均相分离科学与技术，生物质科学与工程，计算多相流体力学机械与动力工程学院副院长，化机所所长，上海市科学技术委员会科技预见专家，中国化工学会非均相分离组委员，2次获得上海市科技进步二等奖授课教师周邵萍副教授[e-mail]在旋转机械的状态监测、故障机理、振动特征及故障诊断等方面有较深入的研究，发表了多篇学术论文。获得过“上海市育才奖”、“校三八红旗手”等称号轩福贞副教授[e-mail]化工机械研究所副所长，研究材料与结构的疲劳、断裂可靠性，高温结构完整性理论。在国内外发表论文近百篇，入选上海市青年科技启明星计划什么是过程装备与控制？WhatisProcessEquipmentandControlEngineering过程装备与控制的工业背景过程装备与控制工程技术的发展简史华东理工大学的过程装备与控制学科学习方法漫谈人类不可缺失的…..IndispensabletoHumanBeing在这个世界上，我们可以失去很多东西，但失去其中一些东西，将大大改变我们生存的方式和含义。我们不妨设想一下：如果没有合成氨和尿素装置….我们的粮食会大面积减产，世界上有大量的人群将因饥饿而死亡；如果没有炼油装置……我们的汽车将无法出行，飞机将无法起飞；如果没有现代锅炉和发电装置……我们的空调、冰箱将无法使用，城市将处于昏暗之中；如果没有药物合成装置……人类的平均寿命会大为缩短；如果没有电子材料的制造装置……先进计算机技术无法实现，人们不得不靠传话通讯如果没有先进的制氢装置……过程装备与控制工程是一门研究和实现上述装置的重要学科。“过程装备与控制工程”技术支撑现在和未来社会的发展，是人类不可缺失的技术！过程工业加工制造流程性材料产品Processindustrymanufacturesproductsofprocessedmaterials社会经济过程中的全部产品通常又可分为四类，即硬件产品、软件产品、流程性材料产品和服务型产品（国际标准化组织，ISO/DIS9000：2000）。所谓“流程性材料”是指以流体（气、液、粉体等）形态存在的材料。过程工业是加工制造流程性材料产品的现代制造业。产业划分IndustrialDefinition人类的全部经济活动可划分为第一次产业、第二次产业和第三次产业。第一产业、第二产业两名词最早流行于20世纪20年代的新西兰和澳大利亚。当时把农业、畜牧业、渔业、林业和矿业称为“第一产业”，把制造业称为“第二产业”。1935年新西兰奥塔哥大学教授阿伦·格·费尔希提出了第三产业的概念。1940年英国经济学家和统计学家科林·克拉克在其著作《经济进步的条件》中开始运用三次产业分类法，研究经济发展与产业结构变化之间的规律。在我国第一产业指农业、林业、牧业、渔业等；第二产业指工业（含矿业、制造业、自来水、电力、建筑业等）；第三产业则指商业、服务业、邮电通讯业、金融保险业及科研、文教、卫生等行业。过程工业与矿业、制造业、自来水、电力等国民经济行业直接相关制造业的划分Manufacturedefinition按照“技术特征”可将制造业分为两类：一类是以物质的化学、物理和生物转化，生成新的物质产品或转化物质的结构形态，多为流程性材料产品，产品计量不计件，连续操作，生产环节具有一定的不可分性，可统称为过程工业（过程制造业），如涉及化学资源和矿产资源利用的产业（石油化工、冶金）等；另一类是以物件的加工和组装为核心的产业，根据机械电子原理加工零件并装配成产品，但不改变物质的内在结构，仅改变大小和形状，产品计件不计量，多为非连续操作，这类工业可统称为为装备制造业。过程制造业为装备制造业提供原材料，同时装备制造业为过程制造业提供制造装备我国过程工业包含的范围ScopeofChineseprocessindustry按大行业分的过程工业包含在其他大行业中的过程工业食品加工业金属表面处理及热处理业食品制造业铸件制造业造纸及纸制品业粉末冶金制品业印刷业绝缘制品业石油加工及炼焦业集成电路制造业(部分生产环节)化学原料及化学制品业电子元件制造业(部分生产环节)医药制造业烟叶复烤业化学纤维制造业纤维原料初步加工业橡胶制品业棉纺印染业塑料制品业毛染整业非金属矿物制造业丝印染业黑色金属冶炼及压延加工业火力发电业有色金属冶金及压延加工业煤气生产业自来水生产业过程工业是是国家的重要支柱产业，国家财税收入的主要来源，其发展状况直接影响国家的经济基础。在整个制造业中，过程工业的产值比重接近50%，利税贡献更为显著，增值税达52%（2001年）。过程装置是流程性材料产品的工作母机Processunitisthemachinetoolforproductsofprocessedmaterials成套过程装置是流程性材料产品的工作母机，它通常由一系列的过程机器和过程设备，按一定的流程方式用管道、阀门等连接起来的连续系统，再配以控制仪表和电子电气设备，即能平稳连续地把以流体为主的各种材料，让其在装置中历经必要的物理化学过程，制造出人们需要的新的流程性产品。单元过程设备（如换热器、反应器、塔、储罐等）与单元过程机器（如压缩机、泵、离心机等）二者统称为过程装备。过程装备与控制工程是……ProcessEquipmentandControlEngineeringis……Combiningmath,physics,chemistryandengineeringofmultidisciplinetosolveawiderangeofindustrialproblemsinasafeandeconomicalfashion.结合数、理、化和多领域的工程知识，以安全和经济的方式解决诸多的工业问题的学科relatedtobothprocessmanufactureindustryandequipmentmanufactureindustry与过程制造业和装备制造业同时相关战国时期的炼丹术据《史记》记载，战国时就有方士炼丹《丹房须知》描写了炼丹的场所和设备瓦特和蒸汽机(1769)JamesWattandSteamEngine公元1629年意大利工程师布兰卡(Branca)发明用蒸汽推动风轮。1679年法国人帕蓬(DenisPapin)建造了第一台蒸汽锅炉，在英国大量推广。1689年英国人萨委瑞(ThomasSavery)用蒸汽机驱动水轮抽水。1700-1712年英国工程师纽柯门(ThomasNew-comen)发明了活塞式蒸汽机，投入批量生产供应市场。产业革命的标志—瓦特蒸汽机的发明。1765年瓦特发明蒸汽冷凝器，使蒸汽出口温度降低，从而提高了热机效率，1769年获专利。十八世纪末和十九世纪初的工业革命加快了资本主义物质技术基础的建立。随着大机器生产的发展和复杂劳动工具与手段的产生，劳动外工越来越细，这就需要有各方面的专家从事生产的准备工作和组织工作，负责机械设计和研究产品的生产工艺。1736－18191736－18191736－1789卡诺及其循环(1824)SadiCarnotandCarnotCycle法国人卡诺（SadiCarnot），1824年，二十八岁发表了《关于火的动力及产生这种动力的机器》，阐述了他的理想热机理论。36岁去世。奠定了热力学的基础，为发展新的热机提供了理论依据。能量转换过程中，提高热效率卡诺循环(CarnotCycle)1796-1832高压合成氨装置(1913)HighpressureammoniaconverterFritzHaberCarlBoschIn1909FritzHaber,ayoungphysicalchemistinKarlsruhe,Germany,struckthejackpot.Hefoundawaytotapintotheatmosphere'svastreservoirofnitrogengasandcombineitwithhydrogentoformammoniausingenormouspressures,extremelyhightemperaturesandacatalyst.BASFpromptlyboughtHaber'spatentsandturnhissmall-scalelaboratoryfeatintoamajorindustrialoperation.CarlBosch,atalentedmetallurgicalengineerandBASF'sfuturechairman,wasgiventhetask.Hedesignedandbuiltanindustrial-sizeinstallationthatcouldcontainthegreatpressuresandhightemperaturesrequiredinHaber'sprocess.Beforelongthescientificcommunitywasreferringtothe‘Haber-Boschprocess'.化工制造实现了大规模工业生产化肥（1909—1919）、杀虫剂（1938—1942）、除草剂（1944）；机械工程师们为农业设计制造了千百种机动农牧业机械，拖拉机（1907）、联合收割机（1915）、打谷机（1943）、打捆机（1940）、转动浇水机（1948）、机械摘棉机（1949）、挤奶机（1940）和各种畜牧机械、加工设备，成十倍地提高了农牧业劳动生产率。世界人口从16亿增长到60亿，农业保障了世界食品供给，制造业功不可没。超高速离心机(1926)UltracentrifugeTheodorSvedberg(1884-1971)，出生于瑞典，父亲是EliasSvedberg，一位劳动经营者。前后结了四次婚，育有12名子女，兴趣是植物学和绘画。他在1905年得到文学学位，1907年得到硕士学位，1908年得到哲学的博士学位。Svedberg发明了超高速离心机并用于研究高分散胶体物质等重大贡献，因此于1926年获诺贝尔化学奖殊荣。超高速离心机被应用在非常多有关生物学的领域:例如利用分子颗粒大小的不同可以将大小分子分离出来，较大的分子运用到较小的转速便可以分离出来，此后再运用不同的转速便可以将不同大小的分子分离出来。除此之外尚可利用不同的转速来分离大小不同的细胞，以方便对每一个细胞作更深一层的了解。计算机当第一台