Э. Н. Сабуров

Основы конвективного теплообмена

Основы теории теплообмена были заложены выдающимся русским ученым Михаилом Васильевичем Ломоносовым (1711–1765) – создателем механической молекулярно-кинетической теории теплоты.

Механическая теория теплоты в дальнейшем не получила необходимой разработки, что ограничило возможности ее использования для создания общей теории теплообмена. Молекулярно-кинетическая теория стала интенсивно развиваться лишь в середине XIX в. Поэтому теория теплообмена строилась на феноменологической основе, на рассмотрении физических процессов в средах, которые допустимо рассматривать как континуум, т. е. удовлетворяющих условию сплошности, предполагающему возможность пренебрегать дискретным строением среды (вещества).

Молекулярно-кинетическая теория теплоты, созданная в XVIII столетии М.В. Ломоносовым, получает дальнейшее развитие в связи с появлением паровых машин. Появляются курсы, посвященные паровым машинам, истории развития двигателей, теории их проектирования, термодинамики, теории теплоты. Создается блестящая школа русских механиков-теоретиков благодаря усилиям и активной деятельности таких выдающихся ученых, как М.В. Остроградский (1801–1861),

И.А. Вышнеградский (1831–1895) и В.Л. Кирпичев (1845–1913), а также М.Ф. Окатов (1829–1901), И.П. Алымов (1831–1884) и других.

Значительные успехи физики в последние десятилетия явились основой дальнейшего развития теории теплообмена и в частности конвективного теплообмена. Теория теплообмена становится самостоятельной научно-технической дисциплиной. В исследованиях теплообмена, в отличие от старых феноменальных методов, значительное внимание уделяется физической сущности происходящих процессов и их составляющих. Конец 20-х и начало 30-х годов XX века являются периодами интенсивного развития теории теплообмена. Большое значение имели работы по теплообмену члена-корреспондента Академии наук СССР А.А. Радцига (1869–1941), правильно оценившего большую роль теплообмена в технических устройствах, академика М.В. Кирпичева (1879–1955) – создателя советской школы физической теплотехники, теории моделирования технических устройств и теории подобия.

Значительный вклад в развитие теории теплообмена внесли советские и русские ученые: В.С. Авдуевский (1920–2003), А.А. Гухман (1897–1992), Н.А. Доллежаль (1899–2000), А.А. Жукаускас (1923–1997), В.С. Жуковский, В.М. Иевлев (1926 – 1989), Г.Н. Кружилин (1911–2005), С.С. Кутателадзе (1914–1986), Д.А. Лабунцов (1929–1992), Л.С. Лейбензон (1879–1951), А.И. Леонтьев, А.В. Лыков (1910 –1974), М.А. Михеев (1902–1970), Б.С. Петухов (1912–1984), К.И. Страхович (1904–1968), М.А. Стырикович (1902–1995), В.И. Субботин, Ю.А. Суринов, Л.С. Эйгенсон и многие другие. Перечисленные выше ученые являются яркими представителями отечественной школы теории теплообмена, созданной и успешно развивающейся в ведущих научно-исследовательских институтах и вузах: МЭИ, МАИ, МВТУ, МИФИ, МИХМ и ряде других.

Большой вклад в развитие теории теплообмена внесли зарубежные ученые: Ж. Буссинеск (1842–1929), Ф. Грасгоф (1826–1893), Т. Карман (1881–1963), В. Нуссельт (1882–1957), Э. Польгаузен, Л. Прандтль (1875–1953), О. Рейнольдс (1842–1912), Т. Д. Рэлей (1842–1919), Д.Б. Сполдинг, Д. И. Тейлор (1886–1975), Э. Шмидт (1892–1975) и другие.