Министерство образования РФ

Тамбовский государственный технический университет

Кафедра: «Конструирование машин и аппаратов»

Реферат

по истории науки и техники

Вариант № 170-96

Жизнь и творчество выдающегося советского ученого – энергетика С. С. Кутателадзе

Выполнил: студент группы М-34 Илясов А. Ю.

Проверил: Капитонов Е. Н.

Тамбов 2000

Самсон Семенович КУТАТЕЛАДЗЕ — один из ведущих советских ученых в области теплофизики и физической гидродинамики.

Четверть века — с четырехлетним военным перерывом — научная судьба Самсона Семеновича Кутателадзе была связана с Ленинградским областным теплотехническим институтом, переименованным позднее в Центральный котлотурбинный институт (ЦКТИ). Здесь в 1932 — 1934 годах, выпускник Ленинградского теплотехникума, техник С. Кутателадзе выполнил свои первые экспериментальные работы, посвященные, тепловому моделированию подземных трубопроводов, в результате которых получены формулы для расчетов тепловых режимов подземных трубопроводов, работающих в стационарных и нестационарных условиях.

 В 1935 году С. Кутателадзе предложил схему расчета турбулентных свободно-конвективных течений, основанную на разделении потока на зоны пристенного ламинарного течения и внешней турбулентной струи. Такой подход оказался революционным для своего времени и был экспериментально подтвержден в СССР и США лишь в конце 60-х годов. Затем последовал цикл исследований процессов теплообмена при фазовых переходах — работы, получившие широкую известность в нашей стране и за рубежом. Молодой исследователь рассмотрел условия подобия теплообмена и гидродинамики при изменении агрегатного состояния вещества и ввел фундаментальный критерий (отношение скрытой теплоты испарения к теплоте перегрева фазы), отражающий специфические особенности теплообмена при любом физико-химическом превращении. Разработанная им методология вывода безразмерных параметров подобия из уравнений, написанных отдельно для каждой из фаз, и условий взаимодействия на границах раздела фаз, стала классической.

В довоенный период С.С.Кутателадзе провел обширные экспериментальные исследования теплообмена при конденсации пара, кипении и затвердевании, результаты которых были обобщены в монографии "Основы теории теплообмена при изменении агрегатного состояния вещества", выпущенной в 1939 году. Сформулированные автором идеи нашли всеобщее признание и по существу определили развитие нового направления в теории теплообмена.

Великая Отечественная война прервала научную деятельность С.С.Кутателадзе. С июня 1941 по август 1945 года Самсон Семенович находился в частях Северного Флота и 14-ой Армии Карельского фронта. Был ранен. Начав войну солдатом, Самсон Семенович окончил ее офицером. После демобилизации С.С.Кутателадзе вновь вернулся в ЦКТИ, где работал вплоть до перехода в Сибирское отделение АН СССР в должностях старшего научного сотрудника, начальника физико-технического отдела. В 1950 году, закончив Ленинградский заочный индустриальный институт, С.С.Кутателадзе защитил кандидатскую диссертацию, в 1952 году — докторскую, в 1954 году стал профессором. Продолжая исследования гидродинамики потоков парожидкостных смесей (при наличии фазовых переходов) и кипения (при больших тепловых нагрузках), он получил основные безразмерные характеристики таких потоков, исследовал предельные режимы течения и получил расчетные формулы для различных режимов течения смесей. Одно из наиболее значительных достижений С.С.Кутателадзе - объяснение механизма так называемого кризиса кипения.

В 1949 году Самсон Семенович предложил рассматривать начало пленочного кипения как особый гидродинамический кризис, возникающий тогда, когда образующийся у поверхности нагрева пар полностью взвешивает прилегающие к поверхности массы жидкости и отделяет их от поверхности нагревателя. Предложенная на основе такого подхода зависимость для критического теплового потока объяснила имеющиеся экспериментальные данные и скоро вошла во все учебники по тепло- и массообмену.

Принцип анализа течения, с точки зрения гидродинамической устойчивости, позволил в дальнейшем определить условия существования различных режимов течения газожидкостных смесей. Результаты теоретических и экспериментальных исследований газожидкостных смесей обобщены С.С.Кутателадзе и М.А.Стыриковичем в монографии «Гидравлика газожидкостных систем» (1958 г.) — первой в мире монографии по этому вопросу.

С.С.Кутателадзе активно участвует в работах, непосредственно связанных с развитием советской ядерной энергетики. Под его руководством выполнен цикл теоретических и экспериментальных работ по исследованию теплоотдачи и гидродинамики движения жидких металлов в трубах и каналах. В 1958 году на основе этих исследований С.С.Кутателадзе вместе с коллективом авторов написана монография по жидкометаллическим теплоносителям.

В 1950—1957 годах в сфере наручных интересов Самсона Семеновича важное место стала занимать гидродинамика течения однофазных жидкостей. Именно в эти годы он составил осредненные уравнения турбулентных потоков сжимаемого газа и рассчитал теплоотдачу при течении в трубах в условиях существенной неизотермичности.

Работу по теории турбулентных пристенных течений — одному из труднейших направлений современной гидродинамики — Самсон Семенович продолжил в Сибирском отделении АН СССР, куда в 1959 году он был приглашен на должность заместителя директора Института теплофизики.

С.С.Кутателадзе обратил внимание на очень важную особенность пристенной турбулентности — нечувствительность (или весьма слабую зависимость) некоторых характеристик осредненного течения по отношению к внешним возмущениям, в частности, изменениям условий на границах течения. Так, в 1959 году он обнаружил существование конечного значения относительного коэффициента трения при неограниченном возрастании числа Рейнольдса. Это позволило сформулировать относительные предельные законы трения и теплообмена в турбулентных пограничных слоях и рассмотреть приложения этих законов. Предельные относительные законы, являющиеся асимптотическими соотношениями, справедливыми при бесконечно больших числах Рейнольдса, соответствуют условиям «вырождения» вязкого подслоя и позволяют анализировать влияние таких возмущающих факторов, как неизотермичность, сжимаемость, поперечный поток вещества, горение, диссоциация, продольный градиент давления.

Теория турбулентного пограничного слоя жидкости с исчезающей вязкостью послужила основой для систематических экспериментальных исследований принципиальных вопросов турбулентного переноса и позволила отыскать простые расчетные формулы.

Сюда же необходимо отнести и работы, основанные на гипотезе вырождения теплового пограничного слоя, нарастающего на адиабатической поверхности. Благодаря этой гипотезе возникла асимптотическая теория термогазодинамических завес.

Теория, разработанная на основе относительных предельных законов трения и теплообмена, позволила создать расчетные методы, которые обобщены в монографиях: «Турбулентный пограничный слой сжимаемого газа»; «Тепло- и массообмен и трение в турбулентном пограничном слое» в соавторство с А. И. Леонтьевым, а также в монографии «Пристенная турбулентность».

С 1965 года Самсон Семенович большое внимание уделяет гидродинамике неньютоновских жидкостей и особенно явлению снижения гидродинамического сопротивления при малых добавках в воду высокомолекулярных соединений. Цикл экспериментальных работ подтверждает гипотезу о том, что проявляющийся эффект снижения гидродинамического сопротивления связан с уменьшением интенсивности поперечных пульсаций скорости в значительной части пограничного слоя.

С момента основания Института теплофизики С.С.Кутателадзе активно занимается измерением турбулентных характеристик течения в областях, прилегающих непосредственно к твердой поверхности. Применение новых методов диагностики (стробоскопического и электродиффузионного) к этой области течения привело к открытию ряда явлений.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: права человека реферат, курсовые работы.





1  2 | Следующая страница реферата