Первый академик-теплотехник

ПЕРВЫЙ АКАДЕМИК-ТЕПЛОТЕХНИК

Михаил Викторович

Михаил Викторович Кирпичев - первый и Рос­сии академик-теплотехник, один из создателей теории подобия, лидер известнейшей отечествен­ной научной школы теплотехники. Его деятель­ность в теплотехнике была новаторской, пионер­ской, как деятельность Н.Е. Жуковского и СА. Чаплыгина в аэромеханике или А.Ф. Иоффе в физике.

Родился М.В. Кирпичей 24 августа 1869 г. в Пе­тербурге, е семье известного ученого, профессо­ра Виктора Львовича Кирпичева. Его мать пела домашнее хозяйство и, как написано в автобио­графии Михаила Викторовича, была "общепризнанной деятельницей по воскресным школам". В 1898г. М.В. Кирпичев окончил 3-ю гимназию в Харькове, затем Петербургский технологичес­кой институт, после окончания которого был принят младшим лаборантом в инженерную лабораторию института, В 1907 г. его пригласили преподавать в Петербургский (после революции - Ленинградский) политехнический институт, где и началась его научная деятельность.

Темы его первых опубликованных работ свя­заны с актуальными е то время проблемами паро­вой техники, а также с исследованиями физичес­ки процессов в теплотехнических устройствах. В числе опубликованных - статьи: "О сопротивле-

нии водопроводных клапанов" (1908), "Исследо­вание движения газов по дымоходам" (1913), "Опыты по струйным конденсаторам" (1914), "Измерения расхода воздуха в двигателях внут­реннего сгорания" (1914), "Определение влажно­сти пара" (1915).

Тесная связь физических исследований с зада­чами, стоящими перед промышленностью, харак­терна для всей научной деятельности Михаила Викторовича. Это качество молодого исследова­теля было - замечено руководителем Физико-тех­нического института А.Ф. Иоффе, который при­давал исключительное значение связи науки с производством. В круге базовых идей школы Иоффе, которым был привержен и M.B. Кирпи-чев, всегда присутствовала идея необходимости строгих экспериментальных исследований физи­ческих явлений, построения теории и применения точных расчетов с целью создания на этой общей рациональной основе эффективных устройств и аппаратов. В 1922 г, А.Ф. Иоффе пригласил MB Кирпичева в Физтех, где в 1925 г. ему было предложено возглавить теплотехнический отдел вновь созданной Ленинградской физико-тсхниче­ской лаборатории.

К этому времени Михаилом Викторовичем

была достаточно полно разработана теоретичес­кая платформа, необходимая для решения акту­альных теплотехнических задач. В 1924г. он опубликовал работу "Теплопередача в котлах", которая содержала аналитический обзор всех по­лученные к тому времени мировых достижений в области теплопередачи и технической гидродина-мики,_, обозначивших формирование фундамента научной теплотехники. С предельной ясностью в книге излагались результаты опытов Рейнольдса и Стэнтона по ламинарному и турбулентному движению жидкости, опытов Шиллера и других исследователей по гидравлическому сопротивле­нию гладких и шероховатых труб, анализирова­лись данные классической работы Нуссельта, предложившего обобщенную формулу для теп-лоотдачи.которач принята до сих пор в виде зави­симости числа Нуссельта от числа Рейнольдса. Была подробно изложена теория Рейнольдса об аналогии между теплообменом и гидродинамиче­ским трением, а также ее уточнения и интерпре­тации, сделанные крупнейшими учеными-гидро-динамиками – Тейлором, Прандтлсм, Карманом. В этой работе- M.B. Кирпичева впервые получили первоначальное обоснование идеи теории подо­бия и теплового моделирования.




Значение работы “Теплопередача в котлах" состояло в том, что она, во-первых, сразу выводи­ла отечественных специалистов па самый высо­кий достигнутый к тому времени уровень акту­альных исследований а, во-вторых, определяла обширную программу новых научных задач. В частности, в тесной связи с развитой Рейнольд-сом аналогией между теплообменом и гидродина­мические трением М.В. Кирпичев поставил ряд экспериментов с целью выяснить закономерности вменения интенсивности теплоотдачи по окруж­ности трубы в поперечном потоке воздуха, необ­ходимые для самых разных практических прило­жений. Экспериментальное изучение этой про­блемы в условиях, максимально приближенных к рояльным, было продолжено исследователями школы Кирпичева – В.С. Жуковским, В.М. Шва­бом, Г.А. Михайловым, Н.С. Рассудовым. Полу­ченные ими данные позволили сделать первые расчеты теплового пограничного слоя. В начале 1940-х годов эти данные были с успехом исполь­зованы для анализа температурных условий ра­боты груб пароперегревателей паровых котлов Среднеуральской ГРЭС, где возникали аварий­ные ситуации из-за разрывов труб. С помощью точных расчетов удалось установить, что причи­ной разрывов был перегрев лобовых поверхнос­тей труб, после чего были предложены необходи­мые предохранительные меры.

В течение длительного времени Михаил Вик­торович занимался разработкой теории подобии и теплового моделирован и ч. Интерес к проблеме возник у него под непосредственным влиянием его отца. В известной монографии М.В. Кирпиче-ва "Беседы по механике" есть раздел "Теорема о подобии в механике'', где подобие процессов рас­сматривается, в частности, применительно к дви­жению жидкости в трубах и сопротивлению твердого тела в потоке жидкости. М.В. Кирпичев рас­простру ни л принципы подобия на тепловые процессы

Тепловое моделирование открывало широкие перспективы, однако непосредственно применить его к реальным тепловым устройствам иногда было весьма трудно или вовсе невозможно. Ми­хаил Викторович выдвинул и экспериментально обосновал идею приближенного подобия в рам­ках областей автомодсльности, благодаря чему препятствия на пути моделирования, сначала ка­завшиеся принципиальными и неустранимыми, в ряде технически важных случаев снимались.

В 1929 г. теплотехнический отдел Ленинград­ской физико-технической лаборатории, где рабо­тали М.В. Кирпичев и его ученики, был преобра­зован в Ленинградский областной теплотехничес­кий институт, и М.В. Кирпичев стал первым его директором. Однако, попав в государственную репрессивную машину, осенью 1930 г. ученый был арестован и только через полтора года, в ап-

реле 1932 г., освобожден из-под ареста. ГС авто­биографии Михаила Викторовича, хранящейся в его личном деле в Энергетическом институте Им. Г.М. Кржижановского, рукой ученого написано; "освобожден без последствий, удост. ОГПУ № 297", дута написания – 5.ХI.35.

На базе Ленинградского областною теплотех­нического института в 1934 г, был создан Цент­ральный котлотурбинный институт, громадная роль которого в отечественном энергомашиност-роении общеизвестна. В составе обоих институ­тов много лет существовала созданная М.В. Кир­пичевым лаборатория теплового моделирования, в которой на моделям испытывались и корректи­ровались конфигурации топок и газоходов паро­вых котлов, горелочные устройств циклонные пылеуловители, а также печи и их элементы для металлургической, керамической и стекольной промышленности.

Разработку строгой теории подобия в начале 30-х годов М.В. Кирпичев продолжал совместно с А.А. Гухманом. Теория была математически формализована и получила законченное выраже­ние и виде трех теорем подобия, что существенно облегчило ее использование в приложениях. По­следние развивались по линии моделирования, а также по линии обработки и обобщения экспери­ментальных данных, получающих отражение в простых, понятных и обобщенных формулах на основе критериев подобия.

Нашла применение теория подобия и как ме­тод исследования новых сложных тепловых про­цессов. Первый пример такого рода - работы A.M. Гурвичу и А.С. Невского по теплообмену излучением в топках паровых котлов. Получен­ная исследователями зависимость, построенная на основе введенного ими критерия Больцмана, стала основой расчета топок паровых котлов и других камер горения. Аналогичным образом тео­рия подобия успешно использовалась при изуче­нии процессов течения жидкостей, перемешива-ния струй, теплообмена при кипении и т.д. К чис­лу первых применений теории подобия относится также работы Г.К. Дьяконова и А.Г. Усманова по исследованию и обобщению ряда закономернос-тей физико-химических процессов, удостоенные высокой оценки самого Михаила Викторовича.

В 1929 г. М.В. Кирпичев был избран членом-корреспондентом АН СССР. В январе 1933 г, он был приглашен Академией наук на должность за­ведующего теплотехническим сектором Энерге­тического института им. Г.М.Кржижановского, где проработал до конца жизни. В связи с перево­дом Академии наук и Энергетического института из Ленинграда в Москву он в 1935 г. тоже пере­ехал в столицу

В Энергетическом институте под непосредст­венным руководством M.В. Кирпичева были ши­роко развернуты научно-исследовательские рабо­ты по тепловому моделированию, теплопередаче

В 1953 г. была опубликована монография М.В- Кирпичева "Теория подобия". В ней впер­вые дан полный исторический обзор довольно долгого и трудного начального развития идей ученых-классиков, приведшего к теории подобия в ее современном виде. Можно утверждать, что в России Михаил Викторович бьл лучшим знато­ком всех подлинных истоков этой теории, а пото­му значение монографии для специалистов труд­но переоценить.

Многогранный ученый с весьма широкими ин-тересами, Михаил Викторович уделял большое внимание различным проблемам промышленной теплотехники своего времени. Его особая заслуга в теплоэнергетике связана с внедрением пыле­видного топлива. Он был одним из первых, кто в середине 1920-х годов пришел к выводу о целесо­образности и перспективности предварительного размола угля с последующим факельным сжига­нием угольной пыли в топках паровых котлов. До перехода на пыль, при слоевом сжигании угля, единичная мощность паровых котлов доходила максимум до 100 т пара в час С переходом на фа­кельное сжигание пыли этот предел был остав­лен далеко позади, и в настоящее время мощность пылеугольных паровых котлов превышает 3000 т пара и час.

Знания по теоретическим основам теплотех­ники широко используются во всех областях тех­ники, в том числе в атомной энергетике, авиации, космонавтике и т.д. Высоким уровнем этих зна­ний в немалой степени мы обязаны М.В. Кирпиче-ву. Он был первым, кто ступил на дорогу развития новых научных направлений, которые составляют теперь ядро теоретических основ теплотехники.

Параллельно с интенсивной научной деятель­ностью Михаил Викторович вел педагогическую работу во втузах, В 1932 г. мне посчастливилось слушать его лекции по тепловым электрическим станциям. Лекции были блестящими и по содер­жанию, и по форме. Довольно сложные тепловые схемы ТЭЦ, хорошо вычерченные, возникали на доске почти мгновенно, причем линии пара обо­значались розовым мелом, а линии воды - синим. Помню, нам, студентам, было интересно узнать, где он доставал цветные мелки, но спросить об этом маститого профессора никто не решался. Он производил на всех своих учеников яркое и сильное впечатление - высокий, стройный, с рез-

кими волевыми чертами лица, с уверенной легкой походкой, неизменно бодрый и энергичный.

Однажды, Михаил Викторович повел нас на экскурсию на вторую Ленинградскую ТЭЦ у Смольного. Там работали турбины мощностью по 12 МВт, гигантские для того времени. Посеще­ние ТЭЦ произвело на студентов огромное впе­чатление. Заметив это, Михаил Викторович ска­зал: "Вы все в восторге. А между тем главное для инженера - подмечать недостатки, с тем чтобы делать лучше, идти вперед".

Способность деликатно подсказать тот или иной совет была ему присуща органически. Его рекомендации могли выражаться в такой, напри­мер, форме: "А вы знаете, вам следовало бы по­смотреть работу N", причем своих работ он ни­когда не называл.

В 1939 г. М.В. Кирпичев был избран действие тельным членом Академии наук СССР. К акаде­мическим собраниям и заседаниям он относился с особым почтением и не раз говорил, что меропри­ятия Академии наук он никогда не пропускает.

Обширной была его научно-организационная деятельность. Он был членом коллегии Главного угольного комитета, много лет работал в ВАКе, организовывал многочисленные научно-техниче-ские семинары и конференции. Михаил Викторо­вич постоянно принимал специалистов, в том чис­ле из других городов, и для них у него всегда нахо­дились слова одобрении, совета, поддержки. Его заинтересованность в делах теплоэнергетики и теплоофизической науки вдохновляла каждого, кто с ним встречался.

В 1954 г. па специальном собрании Отделения технических наук АН СССР и зале отделения а Харитоньевском переулке отмечался 75-летний юбилей Михаила Викторовича Кирпичева. Я имел честь быть членом юбилейной комиссии и хорошо помню, как проходил юбилей. Довольно большой зал был переполнен. Академик Б.С. Стеч-кин сделал интересный обширный доклад о науч­ной деятельности Михаила Викторовича. Затем был длинный ряд поздравительных речей с вруче­нием адресов. Выступали товарищи по работе, а также ученики из Москвы, Ленинграда, Казани и других городов, работавшие и различных отрас­лях промышленности, во втузах. Поздравления были многочисленными, и юбиляр принимал их стоя, пожимая руки и обнимая выступавших. Встречи с коллегами и учениками, слова привет­ствий и тепло воспоминаний о минувших годах... Он ушел с юбилея в приподнятом настроении. В тот день он простудился, заболел и уже не под­нялся. Скончался Михаил Викторович Кирпичей 10 января 1955 г. и похоронен на Новодевичьем кладбище.

Г.Н. КРУЖИЛИИ,

член-корреспондешп РАН