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琚定一
发布人: 网站管理员 发布时间: 2018-01-08 作者: 访问次数: 13

  

  

    琚定一(1913.6.202006.1.4),字定一,江苏吴县人。化工机械专家与教育家,中国化工机械专业的开创者。1935年毕业于交通大学化学系,1940年获英国伯明翰大学石油工程系硕士学位,1941年获美国俄克拉荷马大学化工系硕士学位。曾任交通大学化工系教授、大同大学兼职教授。建国后历任华东化工学院(现华东理工大学)化工机械系主任、机械工程系主任,化工机械研究所名誉所长。1956年被国家评定为二级教授。专长化工机械及压力容器的设计、断裂与疲劳研究。有编著《化工算图集》、《压力容器国外技术进展》、《压力容器设计》等。中国化工学会化工机械与自动化学会理事,中国机械工程学会压力容器学会常务理事,《压力容器》杂志主编,上海市化学化工学会常务理事,国际压力容器技术理事会亚大地区理事,全国高校化工机械专业教学指导委员会学术顾问。

琚定一,原名棣辉,字定一,江苏吴县人。1913620日出生于苏州一个小康之家,在家中排行最小,有4个哥哥。因为从小就“斯文老成”,常得到老师的赞扬,也被父亲格外看重。1921年,家庭突遭重大变故,祖母、母亲、大哥和大侄先后病故,医药费、丧葬费的大笔支出使家里背负了不少债务,虽然通过出售田地还清了欠债,但家庭收入已大不如前,二哥也因此辍学而改入钱庄学商。父亲对他却另眼相看,下定决心要把他“栽培”到大学毕业,他在欣喜之余也更加用心读书。1928年,他考入苏州中学高中部。苏州中学比较开明,有学生自治会、科学研究会、时事讨论会等各类学生团体,如科学研究会还曾邀请曾昭抡、韩祖康等化学名家来校作学术报告,学习氛围非常轻松、愉快。他开始对化学产生浓厚兴趣,选修了有机化学、分析化学等课程,准备将来报考大学的化学系或化工系。

1931年,琚定一考入交通大学化学系,与考入浙江大学土木系的四哥同时进了大学。1933年,父亲病故,二哥回到乡下务农,三哥开始照料家中的田地和店铺,以供他和老四两人上学。为维持学业,课余时间他担任家庭教师,并在化学系系主任徐伯隽(名材)先生和沈溯明教授资助下,终于读完了大学。导师徐伯隽先生不仅在经济上施以援手,业务上也给予指导,其孜孜不倦的钻研精神更教会他虚心求学。大学时,他的考试成绩常列入优良,但他不敢因此而骄傲自满。1935年大学毕业后,他由徐伯隽先生介绍至河南巩县兵工厂化工分厂担任技术员。1936年,回到交通大学化工系当助教。1938年,他通过“中英庚款”留英公费生考试,赴英国伯明翰大学石油工程系攻读硕士学位。在英国他潜心于学习研究,每次考试均为优等。1939年,由导师纳西教授(Prof. A. W. Nash)介绍,他加入了英国石油学会,并在一次学会的论文比赛中拔得头筹。1940年硕士毕业后,当时正处于欧战中的英国频遭德军飞机的轰炸,他只得放弃继续攻读博士学位的机会,启程赴美。在美国因为缺少实习的机会,他转入俄克拉荷马大学化工系做研究,1941年获化学工程硕士学位。在校期间,他与系主任、导师亨廷顿教授(Prof. R. L. Huntington)合作发表了数篇论文,并被选入美国Sigma Xi荣誉协会俄州分会,成为正式会员。1952年,他的研究工作还被写入亨氏出版的教科书《Natural Gas & Gasoline》。

1941年下半年,琚定一打算回国,但因珍珠港事件和日后的美日太平洋战争,他的回程受阻。后在母校交通大学马绍援老师举荐下,他前往国民政府兵工署驻美国纽约世界贸易公司担任化学工程师,一面为国内机关承办采购事宜,一面前往各化工厂(如合成氨、硝酸、炼焦厂等)实习。1943年,中国工程师学会美洲分会在唐振绪的主持筹备下复会,并在美国及加拿大各大城市成立了12个支会。美洲分会的会址就设在纽约世界贸易公司内,相关职务均由公司内的工程师兼任,琚定一曾担任该会委员及分会会计,并为分会会志(C. I. E. Journal)和通讯(C. I. E. News Bulletin)做过撰稿、编辑及发行等工作。

1946年春,琚定一回到上海。原本在国外联系好的四川泸州第23兵工厂工作,因厂方内部对工厂扩建意见不一而被搁置。19477月,经交通大学化学、化工系主任潘承圻先生介绍,他重回母校任化工系教授,同时先后在南通学院、大同大学兼课。

1952年全国高校院系调整,他与交通大学化工系的所有教师一同被调到新成立的华东化工学院工作。建校初期,他是建校委员会委员之一,担负筹建化工机械系的重任,成为全国化工机械专业的创始人。1956年他被国家评定为二级教授。从建校初任化工机械系系主任开始,他便全身心地投入到新校、新专业的创建中。当时随院系调整来的教师,多属于化学化工类,机械类则严重缺乏,机械类课程一度没有办法开出。情势紧急,琚定一一方面利用自己的影响力从社会上聘请一些专业人员来校兼职,安排好教学工作;另一方面带头转行,同蒋慰孙、谢端绶、吴鹤峰、吴东棣等组建了化工机械专业教研组,并从全国范围内广泛吸纳各种层次的人才。19541957年,在琚定一的协调之下,化机系先后完成了机械制图、力学、金属工艺、机械零件、电工、热工等技术基础课教研组及相关实验室的建设,仅用了5年的时间,便将学校的化工机械专业办成了全国极具影响的知名专业。上世纪五六十年代,国内许多高校纷纷选送化工机械方面的教师前来进修。

1956年,国内创办化学工程专业的呼声日渐增高,但成立化学工程专业却涉嫌违背中央全面学习苏联的既定政策。琚定一勇于担当大力支持增设化学工程专业的主张,同时设法转圜,规避“政治风险”,他提出可以以成立化学工程专业为全国培养高质量的化工原理师资的名义向高教部申报。他的想法得到时任副院长邵家麟的认可,邵副院长立即向高教部提出申请,1957年高教部同意试办。同年夏,该专业开始招生,同时又从1956级化工机械专业中抽调学生转为化学工程专业二年级班,使该专业尽快发展起来。1958年,根据国家建设和学校事业发展的需要,化机系又增设了化工机械制造和化工自动控制2个专业,适时为化学工业建设培养了一大批急需人才。尽管行政管理工作千头万绪,琚定一还是经常亲自为学生授课,开设讲座,答疑解惑,循循善诱。他学识渊博,和蔼可亲,是学生和青年教师的良师益友,心目中崇拜的导师。

1961年,学校开始培养研究生。那时的研究生不用参加入学考试,都是本科优秀毕业生直接选留下来继续学习。化机系琚定一、吴泽炜、凌容各带一名研究生,琚定一为他的研究生选择的课题是泡罩塔塔盘水力学。当时教研组教师几乎都在进行塔设备的研究,在大通间实验室里竖立了各式各样的塔器,琚定一亲自负责泡罩塔设备。“文革”时期,有人批评琚定一从事塔板水力学研究是“化而不机”。在工宣队、军宣队和革委会的压力下,大通间实验室被迫移交给化学工程专业,琚定一只好将研究方向转为压力容器。

1960年代,琚定一与谢端绶合作翻译了勃朗奈尔的《化工容器设计》。该书于1964年出版后,在国内化工界引起了轰动,很快成为大家争相阅读的经典,使处在长期封闭状态的中国同行为之耳目一新。1969年,第一机械工业部通用机械研究所从北京迁往合肥,在“抓革命,促生产”的旗帜下,大胆策划了“压力容器国外技术进展”丛书的编写工作。1973年,通用所副总工程师柳曾典(琚定一的学生)邀请琚定一、谢端绶参加编写工作,负责上册第一章“国外压力容器规范概论”,介绍国外的先进技术。而琚定一的研究也开始转向断裂疲劳在压力容器上的应用这一新课题。随着现代核能、化学工业以及空间与海洋科学等技术的迅速发展,扩大了压力容器的应用范围,推动了压力容器技术的不断革新,压力容器技术逐步发展成为一门跨学科性质的独立学科。与之相应,20世纪70年代末和80年代初,中国掀起了压力容器的研究热,促进了中国压力容器学会的成立和中国压力容器学科的发展。

197912月,吉林石油液化气站400m3球形储罐发生爆炸,事故造成36人死亡,损失达630万元,事故调查表明,这与球罐焊缝中的大尺寸裂纹有关。为防止此类事件的再次发生,国务院相关部门要求第一机械工业部及下属合肥通用机械所设法研究球罐及其它压力容器的裂纹问题并进行安全评估。通用所总工柳曾典决定将这一课题交由压力容器学会下设的设计委员会,设计委员会主任正是琚定一。1980年,设计委员会在浙江衢州化工厂召开编制含缺陷压力容器评定标准的技术路线分析会,浙江大学王仁东,华东化工学院琚定一、李培宁,浙江工业大学张康达等参加会议。会议决定参照英国焊接研究所提出的标准,采用裂纹尖端张开位移(CTOD)为断裂安全评定的参量等攻关技术路线,并确定了断裂评定和疲劳裂纹扩展两个研究方向,华东化工学院承担了疲劳裂纹扩展的相关课题。这是国内首次全国性的压力容器缺陷安全评定技术会议,在我国承压设备结构完整性评定技术发展史上有着重要意义。

与此同时,化工部及其下属兰州化工机械研究所(现天华化工机械及自动化研究设计院)也在进行断裂纹的研究。化工部通过兰州化机所组织起的研究单位与机械工业部相同,也主要是华东化工学院、大连工学院、浙江大学、浙江工业大学等高校研究团队。于是1984年在项目结题时,缺陷评定的规范性文件出现了机械部和化工部两个文本。同年夏,合肥通用所组织初稿研讨会,会上琚定一认为两个文本在技术路线上并无太大分歧,而缺陷评定的最大需求是在化工部的下属企业,建议通用所考虑化机所的工作,将两个文本合并为一。通用所在考虑了琚定一的建议之后与兰州化机所进行了协商,吸取后者的一些意见,形成了统一的文本。19851月,《压力容器》等四家杂志同时发布了《压力容器缺陷评定规范》(CVDA-1984)。这个文件成为断裂力学在中国十年研究成果的重大体现,在工程应用中发挥了重要作用。

“文革”后,琚定一教授不负众望,以花甲之年再次担任化工机械系(1981年改为机械工程系)系主任,建立了化工机械专业的硕士点和博士点。1982年开始,为解决改革开放初期高校匆忙上马造成的专业设置混乱、数量膨胀、名称不规范等问题,教育部先后组织了文、理、工、农、林、医药各科类本科专业目录的全面修订。工科专业设置方面,拟削去不同工业的二级学科的帽子,将工程机械、纺织机械、轻工机械、冶金机械、化工机械等合并,统称机械设计与制造学科。但化工过程机械是处理流体物料进行动量传递过程、热量传递过程、质量传递过程或反应工程,主要以压力容器和管道构建为主组成的过程装备,它与以齿轮、轴等机械零件为主,以削切加工制造方法为基础的那些机械学科,无论从涉及的理论基础和采用的技术手段都有本质的差别。琚定一认为去掉“化工过程”的帽子欠妥,还不如和流体机械一样,调整入“动力工程及工程热物理”一级学科。他同戴树和一起拜访了天津大学“化工机械”本科专业的创办者余国琮教授,三人亲赴清华大学找到当时学位委员会动力工程及工程热物理学科评议组的组长王补宣进行商议。王补宣表示十分欢迎“化工过程机械”学科并入“动力工程及工程热物理”一级学科,他认为工程热物理就是研究流体流动、传热、燃烧等“三传一反过程”,动力工程的锅炉和热力管道就是承压容器及管道,流体机械就是化工机械的泵与压缩机。“化工过程机械”并入“动力工程及工程热物理”完整地保留了学科特色,又有利于与其他相关二级学科进行学术交流。多年实践证明,这一决策极为英明。目前全国开设“化工过程机械”学科的研究生教育的高等院校已增至65所,博士点29个,从我校研究生毕业后的就业情况反映,化工过程机械是最受社会欢迎的学科之一。

1981年,琚定一与浙江大学王仁东教授同时被批准为全国化工机械专业的首批博士生导师,亲自指导培养了中国第一位化工过程机械专业的博士生——潘家祯1985年毕业)。

为了组成一支致力于压力容器安全和评定研究的队伍,机械工程系在上世纪80年代末就建立了仪器设备达一百万元的实验室,培养了一批以压力容器断裂疲劳为研究方向的硕士及博士,开展大量的研究工作,进行广泛的国际交流。19849月,中国机械工程学会派出5人代表团参加在美国旧金山举行的第5届国际压力容器技术会议,琚定一教授作为代表团中唯一的高校教师,在大会上作了题为“压力容器斜裂纹疲劳扩展规律”的论文报告。这次美国之行,代表团完成了重要的使命,中国被国际压力容器理事会接纳为理事会会员国,并成功争取到1988年在北京举办第6届国际压力容器技术会议。在随后的19841988年的5年中,他带领的研究人员在各种大型压力容器国际会议宣读有关断裂疲劳的文章达13篇,在国内外杂志上发表论文数十篇。1985年,国际压力容器理事会亚洲、大洋洲地区委员会在日本东京成立并召开了第一次会议,琚定一教授当选为亚大地区委员会委员。

1985年,全国教改兴起,琚定一身为化机系主任多次组织召开教师座谈会,号召大家为进一步提高化机专业的教学质量和学术水平献计献策。讨论中大家达成一项共识:教学改革首先要从体制改革入手,现行的系、教研组格局是承袭原苏联的僵化模式,已经阻碍了教学和科研的发展,也无法满足恢复研究生制度后的对外交流。为此,琚定一毅然决定借鉴国外办学经验,将化机教研组改建为化工机械研究所,突出科学研究,强化博士生、硕士生的培养,提高教师学术水平和教学质量。建所伊始,首先“正名”,明确目标定位,当时有人建议研究所应包含化工机械设备的所有范畴,也有人提议定名为“琚定一研究所”发挥名人效应。琚定一则提出发挥学校院系的特色优势,以化工过程设备为主,突出重点学科,并亲自将化机所的英文译名定为“Research Institute of Pressure Vessels and Process Equipment”,将原化机教研组老师按各自专长爱好分为若干教研组,把必修、选修专业课程及实验室的重点仪器装备,划归各有关课题组。化机所初创时期共设断裂疲劳、材料行为、压力容器强度、数值分析4个研究室,后又增加了压力容器设计室。琚定一亲临断裂疲劳组,参加科研和指导博士生。这是全国高校第一个化工机械研究所,琚定一教授担任名誉所长。为了保持国际先进的研究水准,化工机械所不但积极派出访问学者,还选派多位教师赴美国、德国攻读博士学位,也邀请了英、日、美、澳等国的著名断裂力学学者和压力容器安全评定专家来校访问,开办讲座,进行学术交流。琚定一虽年已古稀,但仍为中青年教师出国进修奔忙,上科技外语课,组织翻译文献资料,为他们修改论文和译稿等,帮助中青年教师进步成长,当好学术带头人。

19873月,琚定一教授带领化工机械所的10余位教师,承担了上海吴泾化工厂国产30万吨合成氨装置的安全评定工作。吴泾化工厂国产30万吨氨合成塔是中国第一套自行设计、制造、安装的大型化肥生产装置,1979年投产运行,长期以来该设备使用时受到其他设备设计能力的限制,只在半负荷下操作。为满足市场需求要增产,就要增加压力,全负荷地工作。对该塔做安全评定责任重大,必须具备劳动部认可的进行安全评定的资质,光懂断裂力学不行,还要同时具有化工、材料、制造等多方面的知识。经过再三斟酌权衡,上海市经委认为只有华东化工学院具备这样的实力。1986年底,市经委的副总工程师找到了琚定一教授,希望他们研究所能承担这项重任。缺陷安全评定工作是十分复杂的,它是一件关系到人民生命财产安全的大事,为了做到万无一失,在客观条件受限的情况下,他们制定了细致的方案以保证评定结果的可靠度。第一,由制造厂、使用厂和学校无损检测教研室三方分别独立进行探伤,汇总比较三家的初探结果,再组织复探,以提高测定缺陷尺寸的绝对可靠。第二,为准确确定所需材料的数据,追踪调查该容器制造和使用期间的历史资料,收集国内外有关该材料断裂韧性等资料,研究制造过程的加热循环对材质的影响,进行综合论证,提出评定中所需材料断裂韧性值。第三,考虑到缺陷处于结构不连续部位且有几何变形,采用三维有限元的SAP-5程序进行容器封头缺陷部位的应力-应变的数值分析。第四,查阅整理了投入使用以来的全部操作记录,将一万多次温度压力记录数据用数据统计进行处理,提出实际工况的压力温度波动载荷谱,为疲劳分析提供可靠的资料。此外,还利用在冬季晴天和阴雨天气候条件下,对缺陷处器壁表面温度作现场实测,为温度应力的估算提供有用依据。经过1000多个日日夜夜的奋战,攻关小组的成员终于在19896月向上海市经委、上海市30万吨合成氨完善化工作小组交出完满的报告:合成塔上所有缺陷在全负荷条件下,到下一检验期的6年中可以安全使用。该系统经过内部改造后,每日能增产350吨氨,每年经济效益达367.5万元,一天可节省10余吨燃料油,而华东化工学院的研究人员还为国家节省了7.5万元的检测费,创造了显著的经济效益。同年11月,国家劳动部、化工部、上海市经委、化工局、完善化工作小组等部门的专家前往吴泾化工厂现场鉴定,一致认为这是国内缺陷评定工作中高水平的评定,是断裂力学在工程应用中的重大成果,对化肥生产的国产化具有重要意义。除此之外,上世纪80年代,化工机械所还先后参与并完成了上海制皂厂高压水解塔、上海炼油厂400M3球罐、正泰橡胶厂硫化罐等化工设备的安全评定工作,为国民经济的发展作出了积极的贡献。1987年,经国家教委批准,华东化工学院机械工程系设立了国内第一个无损检测专业,培养无损检测专业大专人才,举办20余期短训班,协助劳动人事部、化工部、冶金部和石化总公司培养了600多位二级无损检测人员,还多次举办压力容器缺陷评定学习班,为推广《压力容器缺陷评定规范(CVDA)》及压力容器的安全管理做了不少实际的工作。

华东化工学院的化工机械专业经历“文革”后10多年的发展,1993年被国务院学位委员会研究生教育质量评估为A级,名列全国化工过程机械博士点第一名、硕士点第一名,成为国内最大的化工过程机械专业博士学位高层次人才培养基地。

琚定一教授一生培养了13名博士生。对博士生的培养不仅是指导他们完成论文获得学位,更重要的是着眼于祖国科学发展的未来,把他们造就成有用的人才,培养出新一代的学科带头人。在这样的目标下,他对自己所指导的博士生,既多加担子、严格要求,又强调放手,让他们独立工作,让他们在科研实践中得到真正的锻炼,增长才干。为使博士生能够独立从事科学研究,做出创造性成果,琚定一对博士生的论文选题采取了与硕士生完全不同的做法。一般,硕士生仅掌握了本门学科的基础理论,还缺乏从事科研工作的系统训练,他们对本门学科的最新进展了解不多,对国外的研究现状也不太熟悉。因此,导师往往是根据自己的研究方向和工作情况为其确定论文题目。但博士生经过了硕士阶段的培养,不仅对国内外的研究现状和最新发展有所了解,而且有了相当的独立工作的能力。琚定一认为可以而且应该让他们自己去选题,充分调动主观能动性。作为导师则要尽可能多地与他们进行交流,使他们及时掌握本学科领域的进展情况和国内外研究的信息,对其所选定的课题,更要审慎地考虑其在理论研究和工程应用方面的价值,及本单位是否具备从事相关研究的条件,并为博士生的课题研究配备实验设备及指导力量。

琚定一对自己的学生十分严格,要求他们不仅在自己的研究方向上具有系统深入的专门知识,更要在学科范围内最大限度地掌握理论知识和实验技术,开发新的实验设备。在这一要求下,博士生潘家祯将云纹法用于对动态裂纹的测试,这是国内外文献上均未见报道的一个创新。如果没有广博的知识,这一创新性成果是不可能得到的。为使博士生及时将研究成果送到国外发表,琚定一还注重培养他们的英文写作水平。他们的英文文章,琚定一一开始都是逐字逐句地修改,后来逐步到提出修改意见,让他们自己进行修改。通过这样一个过程,博士生的英文写作水平提高很快。

琚定一教授甘为人梯,为学生与国际学术界开辟道路。在第5届压力容器技术会议(ICPVT-5)及澳大利亚全国压力容器会议上,他利用出席的机会,为潘家祯宣读论文,将潘的研究成果向国外同行引荐。他还注意引导博士生与国内同行接触,并为他们创造条件,参加国内外各种学术讨论会和有关学术团体的活动,使他们能够用自己卓有成效的工作和学术上的创新精神在学术界产生影响,在同行中建立威信,为今后成为学术上的带头人打下坚实的基础。

1991年,年届80的琚定一教授依然勤奋工作,指导着5位博士生。723日,校领导、教师、50年代到90年代毕业的校友、兄弟院校的同行等300多人纷纷前来为他庆祝80寿辰。他的“入室弟子”化工部教育司司长樊丽秋(后任北京化工大学校长)代表大家说出了心里话:“琚定一先生过去、现在和将来都是我们的老师。”在庆祝寿辰之际,琚定一先生又捐资设立了“琚定一奖学金”,用以奖励机械系品学兼优的学生。

琚定一严于律己、宽以待人,赢得了深厚的人缘。在他2003年病重住进华东医院后,到医院看望的人络绎不绝,他的学生更是在病床前与他共度春节。

琚定一一生心系国家的繁荣发展,积极参政议政。1954年加入九三学社,19581979年两次当选九三学社全国社员代表大会代表,19581988年(文革期间除外)连续担任上海市第2届至第6届政协委员。“文革”中虽然身处逆境,但他始终以积极的心态面对工作,参与开门办学,热情对待工农兵学员,指导学生参加工程实践中的学习,与学生建立了深厚的友谊。1950年代琚定一曾提交入党申请,但未得到批准,相反在“文革”中还被罗织了伪装进步的罪名。经历十年磨难,在“四人帮”被粉粹后不久,社会上还存在着文革遗留下的思想混乱之际,琚定一再一次提交了入党申请,态度明朗地以自己的实际行动表示了对共产主义的信仰。19805月,上海市人民政府教卫办发文同意发展琚定一为中共党员。

【主要论著】

苏元复,琚定一. 1955. 化工算图集. 上海:新亚书店.

琚定一, 谢端绶. 1964. 化工容器设计. 上海:上海科学技术出版社.

琚定一,谢端绶. 1980. 国外压力容器规范概况及近期科研动向. 1973-1980年压力容器国外技术进展第1.北京:《化工与通用机械》编辑部.

曹桂馨,王家贤,王志文,琚定一. 1983. 16Mn16MnR疲劳裂纹扩展速率. 化工与通用机械. (1):1-5.

Pan J Z, Cao G X, Ju D Y. 1984. Fatigue Propagation of inclined cracks in pressure vessels. Papers presented in the Fifth International Conference on Pressure Vessel Technology held on September 14, in San Francisco, USA.

曹桂馨,琚定一. 1984. 混合型裂纹的疲劳扩展. 应用数学和力学. 5:229-238.

琚定一,王允昌. 1985. 石油化工机械多功能软件系统的开发与展望. 压力容器. 2:66-70.

黄雪坤,潘家祯,琚定一. 1986. 用云纹法测定压力容器中疲劳裂纹尖端的应变场. 压力容器. 3:25-30.

琚定一. 1989. 压力容器安全评定的研究与实践. 中国锅炉压力容器安全工程进展——首届全国锅炉压力容器安全技术学术会议优秀论文集. 劳动部锅炉压力容器安全技术鉴定委员会.

李培宁,王志文,王家贤,琚定一. 1991. 在用压力容器安全状况等级评估与缺陷评定. 压力容器. 8:65-70.

  

  

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