Теплогазоснабжения и вентиляции

История кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции неразрывно связана с историей строительного института (факультета) и Уральского федерального университета (УПИ). Кафедра была создана в 1929 году в составе строительного факультета и называлась «Отопление и вентиляция». Организовал кафедру опытный инженер и талантливый преподаватель профессор Александр Владимирович Кац.

Кафедра продолжала подготовку инженеров и в годы Великой Отечественной войны (1941 — 1945 г.г.). В учебных группах появились студенты, эвакуированные из других городов страны. Студенты учились хорошо, без скидок на условия военного времени, когда было «и холодно и голодно», приходилось работать на подсобном хозяйстве института, принимать раненых, участвовать в различных строительных работах. Приходилось работать и в ночное время. Каникул практически не было. К концу войны количество студентов в группах уменьшилось — иногородние студенты вернулись в свои институты на западе страны. В первые послевоенные годы заметную долю в контингенте студентов, как и в целом по стране, составляли люди в шинелях — бывшие фронтовики.

Весомый вклад внесли преподаватели кафедры в отечественную науку. Традиционным для кафедры направлением научных исследований, основы которого заложены проф. С.Е. Бутаковым, является промышленная вентиляция. Под руководством С.Е. Бутакова были выполнены исследования конвективных потоков (Н.Е. Лаптева, Ю.И. Кац), воздушных завес (В.Д. Столер), исследования по усовершенствования конструкций вентиляторов (Ю.В. Хватов, М.В. Пальшин, В.Л. Шегал) и по вентиляции медеплавильных заводов (М.Н. Кадимов, Ю.И. Толстова, В.Г. Бекчурин), исследования аэродинамики местных сопротивлений (В.Т. Серкин, И.С. Рудаков), выполнена разработка новых типов пылеуловителей (В.Б. Рабинович, Г.М. Барахтенко). Исключительно важную роль сыграла теоретическая работа проф. С.Е. Бутакова, в которой впервые дано аналитическое описание процесса взаимодействия движущихся по желобам материалов с воздухом. В развитие этой работы в нашей стране выполнено несколько кандидатских и докторских диссертаций. Один из критериев, характеризующих взаимодействие сыпучего материала и воздуха, назван критерием Бутакова.

С приходом на кафедру А.М. Гервасьева получило развитие направление исследований в области обеспыливания технологических процессов и аппаратов для переработки минерального сырья. Исследования проводились по изучению закономерностей взаимодействия перегружаемых по желобам сыпучих материалов, по разработке комплексных мер обеспыливания и очистке воздуха от пыли.

Преподаватели кафедры выполнили большой объем экспериментальных и теоретических исследований аэродинамики перегрузочных желобов для холодных материалов (В.Д. Олифер, С.П. Макаров) и для нагретых материалов (А.С. Семенов). Результаты исследований ученых кафедры учтены в отраслевом нормативном документе по расчету объемов аспирации из укрытий перегрузочных узлов.

Реализация теоретических и инженерных разработок по комплексу противопылевых мероприятий (гидрообеспыливание, централизованные коллекторные системы аспирации), выполненные совместно с головными проектными организациями страны, впервые позволили снизить содержание силикозоопасной пыли в воздухе дробильно-помольных цехов Первоуральского динасового завода до нормы 1 мг/м3.

Изучены закономерности воздействия ветра на узлы загрузки агломерата и окатышей в железнодорожные вагоны (Р.Н. Шумилов, М.Г. Ушаков). Результаты исследований позволили разработать методику определения эффективной производительности местных отсосов для обеспыливания этих узлов с учетом их размещения относительно производственных корпусов и розы ветров в данной местности. Использование инженерных решений позволяет существенно уменьшить загрязнение атмосферы промплощадок агломерационных и окомковательных фабрик.

Изучение процессов пылеулавливания в центробежных аппаратах завершилось разработкой конического сухого циклона с треугольным входом и серии циклонов — промывателей, в которых центробежное пылеотделение сочетается с промывкой воздуха водой, разбрызгиваемой самим потоком воздуха благодаря устройству винтового днища. Промывка воздуха исключила снижение степени очистки с увеличением размера аппарата, что позволило довести производительность пылеуловителя до 300000 м3/ч (А.М. Гервасьев). Разработанные пылеуловители стали типовыми и получили распространение в России и странах Восточной Европы. Предложена также конструкция циклона — промывателя с встроенным осевым вентилятором. Исследования показали высокую эффективность таких аппаратов (Е.А. Комаров).

Выполнены также исследования многосопловых эжекторов (проф. С.Е. Бутаков, М.М. Гервасьева, Т.А. Пестрякова), перспективных для организации общеобменной вытяжки в горячих цехах через вытяжные шахты, используемые вместо фонарей и крышных вентиляторов. Использование в качестве эжектирующего воздуха, удаляемого местными отсосами, позволило свести к минимуму эксплуатационные затраты и улучшить рассеивание выбросов в атмосфере.

На кафедре получило также развитие важное направление научных исследований по изучению аэродинамики плоских и кольцевых вентиляционных струй, деформирующихся под влиянием близко расположенных поверхностей или других причин ухудшения условий подпитки окружающим воздухом (доц. В.Д. Столер). По результатам исследований были подготовлены рекомендации по применению воздушно-струйных ограждений источников вредных выделений или рабочих мест (Ю.А. Иванов). На Первоуральском новотрубном заводе внедрены новые схемы передувок для гальванических ванн вместо обычных бортовых отсосов, что обеспечило экономический эффект в ценах 1975 г. около 0,5 млн. руб. в год (Ю.Л. Савельев). Инженерные разработки в этих направлениях отмечены медалями ВДНХ СССР.

Были выполнены исследования интенсификации теплообмена в кожухотрубных теплообменниках — рекуператорах (Э.М. Семенов, Е.В. Михайлишин, Н.В. Скоробогатова). Интенсификация теплообмена достигается путем закрутки газового потока и использования регулярной шероховатости. Возрастание коэффициента теплопередачи на 60 % позволяет существенно снизить металлоемкость аппаратов и увеличить продолжительность их эксплуатации. Исследования в этом направлении продолжила Е.А. Маляр.

Отопление культивационных сооружений (парников и теплиц) также является актуальным направлением научных исследований кафедры (И.Е. Муратшина). Получены новые оригинальные данные о формировании температурных и влажностных полей в грунте, что способствует повышению продуктивности этих сооружений.

Под руководством проф. Р.Н. Шумилова были продолжены исследования по вентиляции горячих цехов. Новый и актуальный уровень исследований обусловлен необходимостью учета всех тепловых и воздушных потоков, оказывающих влияние на формирование микроклимата в помещении. Это потребовало развития принципов построения математических моделей вентиляционного процесса, уточнения закономерностей лучистого теплообмена и конвективных струй над тепловыделяющим оборудованием, выявления связи эффективности воздухообмена с его организацией и схемой воздухораспределения.

Практическая реализация новых методов нашла отражение в разработке новых инженерных решений по отоплению и вентиляции следующих видов производств:

В последние годы в связи с общим промышленным спадом, кафедра не имела заказов на проведение научных изысканий по вентиляции промышленных предприятий. В этот период были выполнены разработки для городских объектов:

С 2004-го по 2009 год на кафедре выполнялись госбюджетные НИР. На основании выполненных исследований получены новые данные:

Новые знания, полученные в результате научных исследований преподавателей кафедры, широко используются в учебной работе и способствуют повышению качества подготовки специалистов.

Студенты кафедры на протяжении ряда лет занимают первые места на региональном конкурсе дипломных проектов и работ по специальности и входят в призеры на соответствующем Всероссийском конкурсе (Кошелева О.Б., Ашихмин А.А., Поммер А.А., Федоровских А.М., Баранова М.Ю., Мехоношин А.М., Щеглова М.И.).

С 2002 по 2007 год 11 студентов являлись стипендиатами первого Президента Российской федерации Б.Н.Ельцина, 15 студентов получали именные стипендии ООО «ТОМ-УПИ», 2 студента получали губернаторские стипендии, 2 студента являлись стипендиатами военного факультета. Студентка Калашникова Д.А. в результате конкурсного отбора вошла в список лучших выпускников 2007г., посвященный подготовке 200000-го инженера.

Основательная теоретическая и практическая подготовка инженеров на кафедре обеспечивает выпускникам запас прочности на рынке труда. Выпускники кафедры работают в проектных, строительных и производственных объединениях города и области: ОАО «Уралгражданпроект», ОАО «Уралэлектромедь», ООО «Уралтрансгаз», ООО «Северспецстрой», ЗАО «Уралкабель», ООО «Металлайн», ЗАО СМУ№ 5, «Атомстройкомплекс», ОАО «Екатеринбурггаз», ОАО «Качканарский ГОК» и др.

С 2004 года кафедра (доц. Михайлишин Е.В.) принимала участие в организации и учебном процессе курсов повышения квалификации специалистов строительной отрасли в рамках предсертификационной подготовки. Повышение квалификации прошли около 600 специалистов.

В течение последних пяти лет произошли большие перемены в образовательном процессе. С 2011 года кафедра перешла на двухуровневую систему высшего образования «бакалавр-магистр». Была разработана образоательная программа бакалавриата по направлению «Строительство», профиль «Теплоснабжение и вентиляция». На кафедре реализуется также магистерская программа «Энерго- и ресурсосберегающие технологии создания микроклимата зданий, энергоаудит», научный руководитель профессор, д.т.н. А.С. Колпаков. Магистерская программа предусматривает обучение энергосберегающим технологиям на стадиях проектирования, монтажа и эксплуатации инженерных систем зданий: отопления, вентиляции, кондиционирования, а также районных тепловых и газовых сетей.

Для успешной реализации новых образовательных программ актуальной становится задача внедрения новых технологий обучения. Кафедра включилась в разработку электронно-образовательных ресурсов (ЭОР) по дисциплинам учебного плана. На кафедре разработаны и внедрены в учебный процесс ЭОРы по дисциплинам: «Строительная теплофизика» и «Теплозащита зданий», авторы доценты Ю.И. Толстова и Н.П. Ширяева; «Газоснабжение», автор ст.преподаватель Н.В. Колпакова; «Отопление», авторы доцент Н.П. Ширяева, ст.преподаватель Е.А. Маляр.

В рамках реализации Программы развития УрФУ кафедра приобрела учебно-лабораторное оборудование на сумму более 2 млн. рублей. От компании ООО «BUDERUS» получены два солнечных коллектора с автоматикой, которые установлены на кровле лаборатории — «башни» и успешно используются в образовательном процессе.

Развивается международное сотрудничество. С 2012 года кафедра участвует в международном проекте GREENMA-TEMPUS на основании грантового соглашения между Университетом Генуи (Италия) и Уральским федеральным университетом. Разработана программа магистратуры по инновационным технологиям в сфере энергосбережения и контроля за окружающей средой в соответствии с требованиями Болонской декларации в области высшего профессионального образования в Европе.

За время существования кафедры подготовлено свыше 4900 инженеров, бакалавров и магистров, в том числе 88 инженеров для Монгольской Народной Республики, а также 36 кандидатов и 1 доктор технических наук.

Источник

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.