三燁工業(yè)技術(shù)研究院江進國院長近期接受礦材網(wǎng)采訪，利用畢生所學(xué)詳細講解粉塵和機械的原理和問題，以下為采訪內(nèi)容：
粉塵是礦山和企業(yè)最重要的環(huán)保問題之一，想要處理好粉塵污染問題，必須具備良好的技術(shù)和設(shè)備，好的機械設(shè)備必須同時具有能用好用耐用的特點，這又要求在研發(fā)過程中有專業(yè)知識扎實人才和企業(yè)投入。為此，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）退休老教授江進國退休后馬上奔赴廈門三燁傳動有限公司一線工作，為機械設(shè)備行業(yè)繼續(xù)發(fā)揮余熱。近日，礦材網(wǎng)專訪到這位老教授，請他談?wù)剬Ψ蹓m、機械的看法。
劉平：大家好，我是礦材網(wǎng)劉平，今天有幸在上海國際粉體暨散料輸送展上見到中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）機電與信息學(xué)院江進國教授。江教授退休以后到廈門三燁傳動有限公司任工業(yè)研究院的院長，對粉塵機械有深刻理解。我們就關(guān)于粉塵以及機械相關(guān)問題采訪江教授，首先我想問江教授您怎么看待粉塵這個問題？
江教授：粉塵定義很多，我個人認為靜止的顆粒是粉，揚起來的顆粒叫做塵，連起來叫做粉塵，所以研究粉塵既要研究粉也要研究塵。靜態(tài)的粉實際上也是顆粒，顆粒研究要從顆粒的尺度、形狀以及性質(zhì)關(guān)系變化來研究，在輸送過程中間產(chǎn)生的性質(zhì)，揚起來粉塵就像環(huán)保里大氣的粉塵問題。
現(xiàn)有一個問題是我們忽視了生產(chǎn)空間，生產(chǎn)空間的粉塵問題受到了忽視。公共空間的粉塵問題從國家到院所高校已經(jīng)引起足夠的重視。但生產(chǎn)空間的粉塵問題，相對公共空間來講重視的不夠，它有些真相實際上我們還不清楚，沒有公開化，它的研究難度很大。
公共空間粉塵也是大氣粉塵它是充分擴散，但是生產(chǎn)空間的粉塵它有充分擴散也有部分擴散，它有它的特殊性。所以我們這樣的展會，實際上與粉塵或者顆粒的生產(chǎn)設(shè)備流水線研究測試有關(guān)聯(lián)的展會，包括會議談到的內(nèi)容都與這有關(guān)聯(lián)。實際上我個人認為粉塵或者顆粒，從生產(chǎn)角度來進行粉體的研究是怎樣做成這樣的顆粒？比如說細化，然后在生產(chǎn)過程中間的輸送，以及這些細化顆粒變成產(chǎn)品。另外還有在生產(chǎn)過程中間也會產(chǎn)生外漏，外漏一是浪費，二是污染空間，所以兩個治理都需要，都要涉及到我們粉和塵的研究。
劉平：我們要給它足夠的關(guān)注，足夠的研究，尤其當(dāng)下環(huán)保很嚴的狀況下，這個我們要足夠重視。
江教授：我現(xiàn)在在三燁工業(yè)技術(shù)研究院，我們重點是研究粉塵。
劉平：粉塵如何治理？
江教授：我過去主要研究與機械工程相關(guān)聯(lián)的設(shè)備系統(tǒng)，我?guī)W(xué)生到廈門實習(xí)，到了火電廠的碼頭，看見卸船機從船艙里面通過抓斗把煤抓出來，放到皮帶輸送線上面這個過程，看見粉塵特別嚴重，可以說是觸目驚心。
當(dāng)時我就想我們是搞機械的，在我們眼前還有這種情況沒解決。所以我就留心了這塊，結(jié)果查資料確實研究的人很少，這幾年我就查很多資料，確實還沒有系統(tǒng)關(guān)于粉塵治理的理論、技術(shù)、設(shè)備。
我認為粉塵治理有三大類方法：
第一叫屏障法。把有粉塵的空間隔離起來，這個屏障可以是固體屏障，比如鐵皮；然后是液體屏障，比如水霧；理論上也可以是氣體屏障，我們氣體也可以形成一個隔離層使它隔離，但目前比較成熟的是固體屏障方法。
第二是團聚法。顆粒之間的團聚有時候自然團聚，有時候人為讓它團聚。團聚法就是讓這些很小的顆粒變成大顆粒，快速沉降下來。團聚就有很多的方法，有利用介質(zhì)的，有不用介質(zhì)的。比如說水就是一種介質(zhì)，有不用介質(zhì)的，比如說電法、磁法也可以使它團聚，這些就是化學(xué)物理方法。目前比較成熟用的比較多的還是水霧團聚法，如細水霧、干霧、超聲霧團聚法；
第三是吸引法。吸引法實際上有很多說法，如除塵器造成負壓，把粉塵吸到特定的布袋里再進行分離，布袋是其中一種形式，吸引法有很多如旋流等。吸引也有很多方法，可以是電吸引也可以是磁吸引，也可以是一般的負壓吸引。簡單說通過力的方法讓顆粒體系到特定的區(qū)域，比如布袋或者其他容器里面，然后再進行分離。這里面也有一些問題，就是說怎樣持續(xù)長久的使用這個方法，布袋這個方法到一定時候就堵死了。
這三類方法目前都在用，但是由于它涉及到的技術(shù)里面，背后隱藏著很深的理論。因為粉塵體系實際上是一個二相湍流體系，一相湍流就已經(jīng)很難了，實際上在理論上面納維葉-斯托克斯方程可以解決這個問題。但納維葉-斯托克斯方程在很多情況下有很多種解，有些甚至是無解，所以這個方程必須配合實驗才能做。所以這個體系從理論研究比較難，所以它要借助實驗。所以目前三燁工業(yè)技術(shù)研究院是中國地質(zhì)大學(xué)共建開放實驗室，展開這方面的研究工作，實際上也圍繞這三個方向都在做研究。那么通過生產(chǎn)反饋的問題，以及生產(chǎn)一線的需求，我們有針對性地抽出一些難點問題，急于要解決的優(yōu)先問題來公關(guān)。
這個領(lǐng)域?qū)嶋H上現(xiàn)階段有很大的發(fā)展，目前存在的問題有：
第一離全定量的描述還有一定差距；第二它的持續(xù)穩(wěn)定性，比如說布袋除塵。它原理上比較簡單，但是時間一長它就不好用了。其它的儲存方式，比如說雙旋流除塵器，還有沖擊式除塵器都存在這個問題。加入粉塵以后，粉塵會破壞原來的系統(tǒng)，就產(chǎn)生變化，就是有這樣一個問題。
劉平：也就是說現(xiàn)在比較完善的理論以及設(shè)備還有很大的空間。
江教授：這個領(lǐng)域據(jù)我知道有一些研究，但是不成系統(tǒng)。第一生產(chǎn)空間比較容易和大眾進行隔離，你進不去也看不到，所以沒有引起足夠的重視，與這個有一定關(guān)系。第二與這個問題的治理本身難度也有關(guān)系，現(xiàn)在盡管有一些能夠接觸這個領(lǐng)域的企業(yè)，但企業(yè)都不大。目前國外在這個領(lǐng)域已經(jīng)有幾十年的積累，但是實際上它的問題和我們現(xiàn)在碰到的問題具有一些共性，就是不持久，定量化不夠。
劉平：面臨的難題是共同的，同時也說明這個領(lǐng)域未來的發(fā)展空間很大。我們環(huán)保要求越來越嚴，我們生產(chǎn)工藝要有所改善，這個領(lǐng)域發(fā)展前景非常不錯。
劉平：江教授您從地質(zhì)大學(xué)機電與信息學(xué)院退休后，發(fā)揮余熱，到企業(yè)擔(dān)任工業(yè)研究院院長，這為未來即將退休且積累了一輩子經(jīng)驗的老教授提供了很好的發(fā)揮余熱的空間和方式。同時也為企業(yè)迅速發(fā)展技術(shù)，建立理論體系提供很好的途徑。因此我想請您講講，您為什么要到企業(yè)去？到企業(yè)后擔(dān)任工業(yè)研究院院長后感受如何？
江教授：這個是一個好問題，我退休以后加入的公司，老總盧祿華是中國地質(zhì)大學(xué)福建校友會會長，對學(xué)校非常支持，我在地質(zhì)大學(xué)機電學(xué)院當(dāng)副院長時，他對我的工作也很支持，給學(xué)校設(shè)立獎學(xué)金助學(xué)金。退休后到公司具有偶然性，但是到公司以后發(fā)現(xiàn)企業(yè)確實很需要高校老師，他們能把高校和企業(yè)相結(jié)合，我對此深有體會。企業(yè)同志很用功，也很努力，但他們花大量時間精力長期直接解決現(xiàn)場生產(chǎn)問題，忽略了理論知識，這樣企業(yè)僅僅解決生存發(fā)展問題。如果企業(yè)能發(fā)展到像華為一樣的公司，就能把生產(chǎn)和理論相互促進，形成良性循環(huán)，但大部分企業(yè)沒有發(fā)展到這種情況。
從高校來的老師，正好給這些公司在人員上有補充。類似我這樣的高校老師很多，而且越來越多，60退休65歲退休，甚至更早55歲就退休，這些老師在各自領(lǐng)域積累了幾十年經(jīng)驗。我當(dāng)初到企業(yè)時，以講課為主，也做課題，但在學(xué)校搞課題和在企業(yè)是不一樣的。我到廈門三燁后，希望給企業(yè)做點事情，盧總也對我工作很支持，深入現(xiàn)場介紹情況。
在深入現(xiàn)場過程中我發(fā)現(xiàn)問題都能理論解決，我比企業(yè)的技術(shù)人員工程師在專業(yè)理論知識方面有優(yōu)勢，他們面對問題會從1到2個角度分析問題，我則可以從3到5個角度分析，而且我的理論可能覆蓋他的知識，我能更深入能揭示問題本質(zhì)，找到解決方法，這樣我很快體現(xiàn)出優(yōu)勢。
企業(yè)管理者也意識到這點，很多問題背后是有理論的，要通過理論支撐技術(shù)，如果對技術(shù)原理沒有深刻的了解，有可能用不好這項技術(shù)，企業(yè)有時候碰到這種困惑，要通過原理對技術(shù)朝指導(dǎo)性方向發(fā)展。哪些符合原理，哪些不符合原理進行調(diào)整，往符合原理靠，才會有效果，這就體現(xiàn)出高校老師的作用了。大學(xué)找到理論工具，企業(yè)負責(zé)開發(fā)理論的用途，用途過去偏重于理論，現(xiàn)在在運用過程中和理論緊密結(jié)合，發(fā)揮出它的效益和價值。
企業(yè)今后怎樣和學(xué)校結(jié)合，學(xué)校老師們不管退休還是在職，都應(yīng)該盯著企業(yè)。我現(xiàn)在體會到老師不一定要退休，應(yīng)該在當(dāng)下關(guān)注企業(yè)的實際問題，結(jié)合企業(yè)需求，企業(yè)的技術(shù)問題，從理論技術(shù)來解決問題，分析問題，解決問題，這樣老師們課題也有好的進展。現(xiàn)在老師很多課題是空中樓閣，比較虛，老師們的課題要解決現(xiàn)實問題，同時有理論發(fā)揮作用，通過現(xiàn)實問題推動理論發(fā)展。
有時候在現(xiàn)場碰到的很多問題，在理論方面還是空白的，比如說我發(fā)現(xiàn)一個問題，顆粒在間隙中間運動在理論是很少人關(guān)注，像水在通過兩個固體界面間形成的狹小間隙時，運動狀態(tài)和運動規(guī)律是很復(fù)雜的，針對水這一點是有理論研究的，且理論很深很有意思，但細小顆粒通過間隙與氣體和水不一樣，研究還處于空白階段，沒有人關(guān)注，這是一個現(xiàn)實問題。研究顆粒的技術(shù)人員都知道，顆粒界有一個世界難題——巴西豆效應(yīng)。巴西豆效應(yīng)是指兩種或兩種以上顆粒直徑不同的顆粒混合在一起，朝垂直方向震動，出現(xiàn)大顆粒在上，小顆粒在下的現(xiàn)象。這個現(xiàn)象的機理，在力學(xué)界和數(shù)學(xué)界都沒找到答案。關(guān)于這個現(xiàn)象很多解釋都不同，而且相互矛盾，現(xiàn)在浙江大學(xué)和國外也有高校團隊研究巴西豆效應(yīng)。
顆粒有很多復(fù)雜的現(xiàn)象還沒研究透，我剛才說的間隙中顆粒的運動規(guī)律，更有意思，如果研究透了，可以用到很多領(lǐng)域，產(chǎn)生技術(shù)性突破。所以一定是先提出現(xiàn)場問題，理論應(yīng)該滯后于現(xiàn)場問題，現(xiàn)場問題更鮮活更廣闊更有價值，所以高校老師應(yīng)該盡早關(guān)注現(xiàn)場問題，關(guān)注企業(yè)，關(guān)注一線問題，對讓自己的研究更有價值。促進各大高校關(guān)注企業(yè)，這是我和廈門三燁老總的共識，也讓我深感責(zé)任重大。
劉平：您這個模式給不僅開創(chuàng)了一條新路，也對高校校老師分享了很好的建議。
劉平：您一直在研究機械，對中國機械學(xué)科現(xiàn)在和未來的發(fā)展趨勢什么看法？
江教授：對機械學(xué)科的看法這個題目很大，我想把問題變小一點，談?wù)勎业南敕āτ跈C械類產(chǎn)品，或者以機械為主的產(chǎn)品，我可以談?wù)勎磥淼陌l(fā)展趨勢。我國家機械產(chǎn)品通過幾十年發(fā)展，和其他領(lǐng)域的行業(yè)一樣，隨著我國70年發(fā)展，機械學(xué)已有極大發(fā)展，這與機械界研究者、設(shè)計者、制造者、使用者或相關(guān)部門的不懈奮斗和努力有密切關(guān)系。但我國目前在機械類產(chǎn)品方面，仍有問題。
產(chǎn)品有三個層級，第一個層級就是能用，即產(chǎn)品功能能不能滿足使用者的要求，簡單稱為能用。
第二個層級是好用，用產(chǎn)品性能來體現(xiàn)。對這個層級，表面很難判斷判斷性能高低，所以大家現(xiàn)在只是在乎產(chǎn)品能不能用。例如電梯，電梯能上能下就是能用，但是電梯上下速度要么很慢，要么就很快，就反映機械性能層級。當(dāng)然機械的性能層級還有包括噪音和平順性等。雖然大家已經(jīng)開始關(guān)注性能了，但是從整體產(chǎn)品來講，比如粉體設(shè)備加工的粉體制造產(chǎn)品，大家的關(guān)注點還在功能層級。將粉體改性運用到某個領(lǐng)域或?qū)⒉牧掀扑槟ゼ氝@些過程，需要關(guān)注粉體的各項性能指標(biāo)，實現(xiàn)各項性能指標(biāo)都需要慢慢研究，這是比較欠缺的。
第三個層級，我把它叫時能，時能層級實際上是可靠性。未來機械設(shè)備競爭點是設(shè)備的可靠性。我國在機械產(chǎn)品懂可靠性的人很少，因為可靠性是模糊的，大家雖然知道要找可靠的設(shè)備，可靠是定性的模糊概念。從產(chǎn)品三個層級來講，可靠性屬于科學(xué)指標(biāo)，功能有功能指標(biāo)，性能有性能指標(biāo)，可靠性也有時能指標(biāo)，這些指標(biāo)需要量化來衡量機械產(chǎn)品的可靠性。時能指標(biāo)用于描述隨機問題，所以要提升時能指標(biāo)難度再次加大，這也是研究不到位的地方。
而日本和德國在這方面優(yōu)勢比較明顯。德國產(chǎn)品為什么好，實際上他對這三個問題他都有深入研究。雖然我們沒有統(tǒng)計，但單從資料上來看，三個層級的花費第一個層級假設(shè)要花1元，那么研究第二個層級解決問題，可能要花5元，而研究第三個層級，則可能要10塊錢，甚至50元，投入非常大。這是我國機械產(chǎn)品和美國德國日本機械類產(chǎn)品差距很難縮小的一個原因?？煽啃匝芯渴且度氲?，性能層面研究振動問題，研究噪音問題，研究溫度場問題，都要做實驗?？煽啃匝芯亢彤a(chǎn)品功能能不能實現(xiàn)級別完全不一樣，理論支撐不一樣，理論體系也不一樣，條件也復(fù)雜很多。
三個層級中，功能、性能、時能分別解決能用好用耐用問題。任何產(chǎn)品都如此，把機械產(chǎn)品放到電子類產(chǎn)品，計算機產(chǎn)品或者其他產(chǎn)品也一樣。對于能不能用，設(shè)備商現(xiàn)場展示都能用，但對于好不好用，就很難判斷了，有些不好用在現(xiàn)場被掩蓋了。大家看到都是能不能用，而溫度問題、振動問題、噪音問題和其他性能指標(biāo)問題發(fā)現(xiàn)不出來。與時能有關(guān)的問題就更不好辦，設(shè)備商說可以用30年，但誰知道能不能用30年。這需要實踐來檢驗，很多指標(biāo)不是你一下就能測出來，像粉塵濃度就很難測好也是后面兩個層級的問題。
沒有解決好問題而選擇掩蓋問題，是機械產(chǎn)品乃至整體行業(yè)機械類產(chǎn)品都存在通病。今后要呼吁除了解決能用的問題，一定還要解決好用和耐用的問題。粉塵的控制也是一個道理，總是出現(xiàn)時效性差和不穩(wěn)定，是因為后面兩個指標(biāo)研究投入不夠。我認為今后我國除了重視產(chǎn)品功能外，會把更多人更多經(jīng)費投入好用問題來解決性能時能問題，時能的也就是耐用的問題，用術(shù)語講就是可靠性問題。可靠性是一個大體系，是未來的發(fā)展趨勢，至于機械學(xué)科的趨勢，也與這有一定關(guān)聯(lián)，當(dāng)然學(xué)科發(fā)展其實還與設(shè)計、制造還有理論研究有關(guān)。我只是從產(chǎn)品角度，因為產(chǎn)品性能和可靠性背后涉及大量理論知識，而且機械理分支會涉及材料學(xué)科、信息技術(shù)、控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都有所關(guān)聯(lián)。
劉平：江教授給我們很清晰講解了粉塵如何治理，也講述了自己從學(xué)校到企業(yè)開創(chuàng)的新道路，同時也講解了機械產(chǎn)品未來的發(fā)展趨勢，讓我們對粉塵對機械產(chǎn)品有更深了解。非常感謝江教授，后面我們有粉塵和機械產(chǎn)品的問題都向江教授請教。也歡迎大家多關(guān)注廈門三燁在粉塵方面的開創(chuàng)性工作，感謝！
江教授：大家一起努力。
