Історія науки і техніки

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти РФ

Тамбовський державний технічний університет

Кафедра: «Конструювання машин і апаратів»

Реферат

з історії науки і техніки

Варіант № 170-96

Життя і творчість видатного радянського вченого - енергетика С. С. Кутателадзе

Виконав: студент групи М-34 Ілясов А. Ю.

Перевірив: Капітонов Є. Н.

Тамбов 2000

Самсон Семенович КУТАТЕЛАДЗЕ - один з провідних радянських вчених у галузі теплофізики та фізичної гідродинаміки.

Чверть століття - з чотирирічним військовим перервою - наукова доля Самсона Семеновича Кутателадзе була пов'язана з Ленінградським обласним теплотехнічним інститутом, перейменованим пізніше в Центральний котлотурбінний інститут (ЦКТІ). Тут у 1932 - 1934 роках, випускник Ленінградського теплотехнікума, технік С. Кутателадзе виконав свої перші експериментальні роботи, присвячені, тепловому моделювання підземних трубопроводів, в результаті яких отримано формули для розрахунків теплових режимів підземних трубопроводів, що працюють в стаціонарних та нестаціонарних умовах.

У 1935 році С. Кутателадзе запропонував схему розрахунку турбулентних вільно-конвективних течій, засновану на поділі потоку на зони пристінного ламінарного течії і зовнішньої турбулентної струменя. Такий підхід виявився революційним для свого часу і був експериментально підтверджений у СРСР і США лише в кінці 60-х років. Потім був цикл досліджень процесів теплообміну при фазових переходах - роботи, які отримали широку популярність у нашій країні і за кордоном. Молодий дослідник розглянув умови подібності теплообміну та гідродинаміки при зміні агрегатного стану речовини і ввів фундаментальний критерій (ставлення прихованої теплоти випаровування до теплоти перегріву фази), що відображає специфічні особливості теплообміну при будь-якому фізико-хімічному перетворенні. Розроблена ним методологія виведення безрозмірних параметрів подібності з рівнянь, написаних окремо для кожної з фаз, та умов взаємодії на межах розділу фаз, стала класичною.

У довоєнний період С. С. Кутателадзе провів великі експериментальні дослідження теплообміну при конденсації пара, кипінні і затвердінні, результати яких були узагальнені в монографії "Основи теорії теплообміну при зміні агрегатного стану речовини", випущеної в 1939 році. Сформульовані автором ідеї знайшли загальне визнання і по суті визначили розвиток нового напряму в теорії теплообміну.

Велика Вітчизняна війна перервала наукову діяльність С. С. Кутателадзе. З червня 1941 по серпень 1945 Самсон Семенович перебував у частинах Північного Флоту і 14-ї Армії Карельського фронту. Був поранений. Почавши війну солдатом, Самсон Семенович закінчив її офіцером. Після демобілізації С. С. Кутателадзе знову повернувся в ЦКТІ, де працював аж до переходу в Сибірське відділення АН СРСР на посадах старшого наукового співробітника, начальника фізико-технічного відділу. У 1950 році, закінчивши Ленінградський заочний індустріальний інститут, С. С. Кутателадзе захистив кандидатську дисертацію, в 1952 році - докторську, в 1954 році став професором. Продовжуючи дослідження гідродинаміки потоків парорідинних сумішей (при наявності фазових переходів) і кипіння (при великих теплових навантаженнях), він одержав основні безрозмірні характеристики таких потоків, досліджував граничні режими течії і отримав розрахункові формули для різних режимів течії сумішей. Одне з найбільш значних досягнень С. С. Кутателадзе - пояснення механізму так званої кризи кипіння.

У 1949 році Самсон Семенович запропонував розглядати початок плівкового кипіння як особливий гідродинамічний криза, що виникає тоді, коли утворюється біля поверхні нагрівання пар повністю зважує прилеглі до поверхні маси рідини і відокремлює їх від поверхні нагрівача. Запропонована на основі такого підходу залежність для критичного теплового потоку пояснила наявні експериментальні дані і скоро увійшла в усі підручники з тепло-і масообміну.

Принцип аналізу перебігу, з точки зору гідродинамічної стійкості, дозволив в подальшому визначити умови існування різних режимів течії газорідинних сумішей. Результати теоретичних і експериментальних досліджень газорідинних сумішей узагальнено С. С. Кутателадзе і М. А. Стиріковічем у монографії «Гідравліка газорідинних систем» (1958 р.) - першої в світі монографії з цього питання.

С. С. Кутателадзе активно бере участь в роботах, безпосередньо пов'язаних з розвитком радянської ядерної енергетики. Під його керівництвом виконано цикл теоретичних та експериментальних робіт з дослідження тепловіддачі та гідродинаміки руху рідких металів у трубах і каналах. У 1958 році на основі цих досліджень С. С. Кутателадзе разом з колективом авторів написана монографія з жидкометаллическим теплоносія.

У 1950-1957 роках у сфері наручних інтересів Самсона Семеновича важливе місце стала займати гідродинаміка течії однофазних рідин. Саме в ці роки він склав осереднені рівняння турбулентних потоків стисливого газу і розрахував тепловіддачу при течії в трубах в умовах суттєвої неізотермічній.

Роботу з теорії турбулентних пристінних течій - одному з найважчих напрямків сучасної гідродинаміки - Самсон Семенович продовжив у Сибірському відділенні АН СРСР, куди в 1959 році він був запрошений на посаду заступника директора Інституту теплофізики.

С. С. Кутателадзе звернув увагу на дуже важливу особливість пристенной турбулентності - нечутливість (або досить слабку залежність) деяких характеристик осередненого течії по відношенню до зовнішніх збурень, зокрема, змін умов на кордонах течії. Так, в 1959 році він виявив існування кінцевого значення відносного коефіцієнта тертя при необмеженому зростанні числа Рейнольдса. Це дозволило сформулювати відносні граничні закони тертя і теплообміну в турбулентних прикордонних шарах і розглянути додатка цих законів. Граничні відносні закони, що є асимптотичними співвідношеннями, справедливими при нескінченно великих числах Рейнольдса, відповідають умовам «виродження» в'язкого підшару і дозволяють аналізувати вплив таких збурюючих факторів, як неізотермічній, стисливість, поперечний потік речовини, горіння, дисоціація, поздовжній градієнт тиску.

Теорія турбулентного прикордонного шару рідини зі зникаючою в'язкістю послужила основою для систематичних експериментальних досліджень принципових питань турбулентного переносу і дозволила відшукати прості розрахункові формули.

Сюди ж треба віднести і роботи, засновані на гіпотезі виродження теплового прикордонного шару, наростаючий на адіабатичне поверхні. Завдяки цій гіпотезі виникла асимптотична теорія термогазодінаміческіх завіс.

Теорія, розроблена на основі відносних граничних законів тертя і теплообміну, дозволила створити розрахункові методи, які узагальнено в монографіях: «Турбулентний прикордонний шар стисливого газу»; «Тепло-і масообмін і тертя в турбулентному граничному шарі» в співавторство з А. І. Леонтьєвим , а також у монографії «пристінна турбулентність».

З 1965 року Самсон Семенович велику увагу приділяє гідродинаміці неньютонівських рідин і особливо явищу зниження гідродинамічного опору при малих добавках у воду високомолекулярних сполук. Цикл експериментальних робіт підтверджує гіпотезу про те, що виявляється ефект зниження гідродинамічного опору пов'язаний зі зменшенням інтенсивності поперечних пульсацій швидкості в значній частині прикордонного шару.

З моменту заснування Інституту теплофізики С. С. Кутателадзе активно займається вимірюванням турбулентних характеристик течії в областях, прилеглих безпосередньо до твердої поверхні. Застосування нових методів діагностики (стробоскопічного і електродіффузіонного) до цієї області течії призвело до відкриття ряду явищ.

У Сибірському відділенні Самсон Семенович також продовжив роботи в традиційному для нього напрямку гідродинаміки двофазних потоків. Під його керівництвом виконані перші в Радянському Союзі дослідження щодо з'ясування механізму кипіння рідких металів з використанням методів рентгенівської візуалізації. Вивчено явище виникнення плівкового режиму кипіння слідом за режимом вільної конвекції, минаючи стадію бульбашкового кипіння. Розроблено електродіффузіоний метод, діагностики газорідинних потоків, що дозволяє отримати вичерпну інформацію про структуру потоку. Застосування методу в широкому комплексі досліджень дозволило скласти режимні карти течії газорідинних сумішей і істотно уточнити діапазон застосовності наявних розрахункових залежностей.

З 1963 року за ініціативою С. С. Кутателадзе в інституті була організована спеціалізована лабораторія з дослідження радіаційного та складного теплообміну. Перший цикл робіт у цьому напрямі визначає роль випромінювання при розрахунку теплообміну в турбулентному граничному шарі. На основі граничних відносних законів теплообміну і тертя в турбулентному граничному шарі автор запропонував наближений метод розрахунку теплообміну в цих умовах. Розвиток методу дозволило пізніше виконати суворе дослідження теплового стану зони відтискування, що формується при вдування оптично поглинаючого газу через пористу поверхню, обтічну турбулентним потоком газу, який випромінюється.

У 1964 році почалася публікація серії робіт С. С. Кутателадзе з досліджень генератора низькотемпературної плазми. Ідеї ​​узагальнення енергетичних і теплових характеристик плазмотронів виявилися плідними для інженерного використання результатів фізичного експерименту.

У перші ж роки діяльності інституту під керівництвом С. С. Кутателадзе почалося створення експериментальної бази для дослідження динаміки розріджених газів. Цей напрямок з самого початку орієнтувався на використання методів кріогенної відкачування, високотемпературного плазмового підігрівання і електроннопучкових методів діагностики для дослідження нерівноважних процесів у високотемпературних потоках низької щільності. Ці роботи завершилися в 1972 році введенням в дію генератора молекулярного пучка з кріогенної відкачкою. Зараз Інститут теплофізики своєму розпорядженні найбільший в світі вакуумним газодинамічних комплексом.

У 1965 році С. С. Кутателадзе обраний директором Інституту теплофізики Сибірського відділення АН СРСР.

Самсон Семенович - засновник наукової школи теплофізиків і організатор великих дослідницьких колективів у Ленінграді та Новосибірську. Ще до війни він створив спеціалізовану групу для вивчення теплообміну при зміні агрегатного стану речовини. У післявоєнні роки С. С. Кутателадзе організував лабораторії жидкометаллическим теплоносіїв, теплофізики, теплофізичних властивостей сплавів; чотири з п'яти наукових відділів Інституту теплофізики СО, АН вирішують задачі теплообміну фазових переходів, пристінних турбулентних течій, гідродинаміки газорідинних сумішей і неньютонівських рідин, радіаційного переносу, динаміки розрідженого газу.

Під керівництвом С. С. Кутателадзе створено науково - виробниче об'єднання теплофізичного напряму (Інститут теплофізики, ВКВ "Енергохіммаш").

У 1968 році Самсон Семенович обирається членом-кореспондентом АН СРСР. У 1970 році на міжнародній конференції з тепло-і масообміну нагороджений міжнародною медаллю Макса Джекоба, заснованої Американськими товариствами інженерів - механіків і інженерів - хіміків, за видатні досягнення в галузі теплофізики.

Багато наукові результати Кутателадзе доведені до інженерних розрахункових формул, які увійшли до довідкової та нормативної літературу. У 1959 році видано довідник С. С. Кутателадзе і В. М. Борішанского по теплопередачі. Роботи з жидкометаллическим теплоносія, кризам кипіння, гідродинаміці парорідинних сумішей стимулювалися потребами ядерної енергетики та інших галузей нової техніки в 40-50-х роках. Великий цикл робіт у ЦКТІ і на Ленінградському Кіровському заводі був виконаний у зв'язку зі створенням нових конструкцій парових котлів, парових турбін і конденсаційних апаратів.

За ініціативою С. С. Кутателадзе роботи з розвитку кріогенної - вакуумної техніки продовжені у ВКВ. Тут на основі досягнень інституту створюється нове покоління вакуумних газодинамічних установок. ,

У 1963 році Інститут теплофізики отримав завдання академіка М. А. Лаврентьєва розглянути можливість використання термальних вод Камчатки. С. С. Кутателадзе і Л. М. Розенфельд запропонували використовувати для вироблення електроенергії бінарний цикл з хладоагентом, н на цій основі створена єдина у світовій практиці ГеоТЕС з фреоновим турбогенератором на Пирятинського термах Камчатки. Експерименти показали можливість і економічну доцільність застосування фреонових турбогенераторів в якості енергоблоків на нафтопереробних заводах при використанні скидного тепла.

Наукову діяльність С. С. Кутателадзе завжди поєднує з педагогічною. У 1956 - 1957 роках він читав лекції у Військово-Морської Академії ім. Крилова, а з 1963 року викладає в Новосибірському Державному університеті. Майже десять років С. С. Кутателадзе керує кафедрою теплофізики НГУ. Шістнадцять його учнів захистили докторські дисертації та понад шістдесят - кандидатські.

Створений за ініціативи Самсона Семеновича Сибірський теплофізичний семінар придбав всесоюзне значення. Тут щорічно обговорюються результати в галузі теорії турбулентності, фізичної гідродинаміки, теплообміну при фазових переходах та енергетики.

С. С. Кутателадзе - керівник міжінститутський семінару та голова координаційної Ради Сибірського відділення АН СРСР з проблеми «Турбулентність», член редколегії журналів і «Теплофізика високих температур», член редакційної Ради «Інженерно - фізичного журналу».

С. С. Кутателадзе неодноразово представляв радянську науку за кордоном на міжнародних конгресах і конференціях з енергетики, тепло-і масообміну і гідродинаміки двофазних середовищ і є членом національного комітету з тепло-і масообміну, Асамблеї міжнародних конференцій з теплообміну, Наукової Ради міжнародного центру по тепло - і масообміну, редакційного Ради «Міжнародного журналу з тепло-і масообміну».

Їм написано 10 монографій, які неодноразово перевидавалися в Радянському Союзі, перекладалися в Англії, США, Чехословаччини.

Заслуги С. С. Кутателадзе відзначені урядовими нагородами: - орденом Леніна, Трудового Червоного Прапора, «Знак Пошани» та медалями.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
28.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Москва в історії науки і техніки
Роль науки в розвитку техніки
Предмет і метод статистичної науки Історія розвитку суспільної науки Статистика
Успіхи науки і техніки в 60-70 роки в СРСР
Тора і проблеми науки техніки і медицини
Великобританія політика в галузі науки і техніки
Що чекає людство від розвитку науки і техніки у 21 столітті
Цивілізація богів Прогноз розвитку науки і техніки в 21-му столітті
МВ Ломоносов та його вклад в розвиток хімічної науки фізики та техніки
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru