Лыков, Алексей Васильевич

Версия 13:20, 24 октября 2020

Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси. Официальный сайт ИТМО:[1]

АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ ЛЫКОВ

Выдающийся Советский теплофизик, лауреат Сталинской премии. Академик (1956), академик Академии строительства и архитектуры СССР (1957–1964), доктор технических наук (1940), профессор (1941). Заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1957). Академик АН Белоруси, депутат Верховного Совета БССР (1963–1971), основатель и многолетний директор Института тепло- и массообмена АН БССР. В честь А. В. Лыкова назван один из термодинамических критериев подобия — Число Лыкова.

Материал из Википедии:[2]

ЭФФЕКТ ЛЫКОВА
Александр Поляков. Рецензия-реферат издания: Предтеченский В. Алексей Васильевич Лыков: Комментарии к автобиографии. М.: Грифон, 2010. [3]

АКАДЕМИК А.В. ЛЫКОВ − УЧЕНЫЙ И ЧЕЛОВЕК
Н.В. Павлюкевич, П.В. Акулич. Институт тепло- и массообмена имени А.В.Лыкова НАН Беларуси

Алексей Васильевич Лыков родился в 1910 г. в Костроме. Отец, инженер-технолог, был инициативным предпринимателем, изобретателем, работал на заводе своего отца в селе Большие Соли Костромского уезда, где было организовано крахмало-паточное производство, которое успешно функционировало. Мать Алексея Васильевича – Анна Федоровна Птицина – работала учительницей. После окончания физико-математического отделения Ярославского педагогического института в 1930 году Алексей Васильевич работал в Ярославле преподавателем физики энергетического рабфака. В 1932 году А.В. Лыков поступает в аспирантуру научноисследовательского института физики Московского университета. Он совмещал учебу в аспирантуре с исследовательской работой во Всесоюзном теплотехническом институте (ВТИ), где была хорошо оснащенная сушильная лаборатория. В это время его научными руководителями были А.С. Предводителев и А.А. Померанцев.
В октябре 1935 года А.В. Лыков заканчивает аспирантуру, а в феврале 1936 года защищает кандидатскую диссертацию на тему «Термическая диффузия влаги в материалах». В диссертации было дано изложение нового явления – термической диффузии влаги в капиллярно-пористых телах в процессе сушки. В литературе это явление термовлагопроводности известно под названием эффекта Лыкова. Суть его заключается в следующем. В процессе сушки имеет место перемещение влаги из центра к поверхности материала. Однако при конвективной сушке создается градиент температуры, противоположный градиенту влажности, что препятствует передвижению влаги изнутри к поверхности материала, так как термовлагопроводность является причиной перемещения влаги по направлению потока тепла (вовнутрь материала). Это явление подобно явлению термодиффузии в газах и растворах (эффекту Соре). Данная фундаментальная работа молодого ученого получила широкую известность в СССР и за рубежом. В 1936 году Алексей Васильевич заболев туберкулезом легких, переносит сложную операцию. Он прекратил педагогическую работу, проводимые в ВТИ исследования были временно приостановлены. Однако он не теряет оптимизма, пишет статьи в научные журналы (в том числе и зарубежные). В 1937 году он подготовил учебное пособие под названием «Кинетика и динамика процессов сушки и увлажнения» (кожа, глина, целлюлоза, дерево, торф, уголь и пр.)». В 1939 году А.В Лыков защитил докторскую диссертацию в Московском энергетическом институте. А в 1941 году выходит его вторая монография «Теплопроводность и диффузия в производстве кожзаменителей и других материалов». Когда началась Великая Отечественная война, в связи с болезнью и инвалидностью А.В. Лыков был снят с воинского учета. Однако он продолжал вести научные исследования и в 1946 году его наградили медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне». В 1942 г. А.В. Лыков возобновил педагогическую работу в качестве заведующего кафедрой физики Московского технологического института пищевой промышленности (МТИПП), он читал курс физики и спецкурс физико-химических основ пищевой промышленности. Кроме того, он по совместительству (с 1949 по 1954 гг.) работал заведующим кафедрой физики Института химического машиностроения. В МТИПП под руководством А.В. Лыкова были оборудованы современные лаборатории, где проводились исследования по тепло- и массопереносу в капиллярно-пористых телах, дисперсных средах при фазовых и химических превращениях. В этот же период растет международный авторитет А.В. Лыкова. По представлению профессора В. Оствальда он избирается членом международного общества Kolloidgellschaft. В 1950 г. А.В. Лыков издает монографию «Теория сушки», за которую ему в 1951 году присуждена Сталинская премия 2-й степени, а в 1952 году выходит в свет его монография «Теория теплопроводности», которая была переиздана в 1967 году. За книгу «Теория теплопроводности» Алексей Васильевич был удостоен высшей в СССР награды в области теплотехники – премии им. И.И. Ползунова. Эти две монографии являлись настольными книгами для большинства теплофизиков в СССР. Весной 1956 г. Академия наук БССР предложила А.В. Лыкову переехать на работу в Минск, и 21 декабря 1956 года приказом по Академии наук БССР А.В. Лыков назначается директором Института энергетики АН БССР. Тематика научных исследований и структура этого института полностью сформировалась в 1961 году. Основными научными направлениями утверждены:
1. тепло- и массоперенос;
2. исследование физических процессов в атомных реакторах на тепловых нейтронах.
В соответствии с этими направлениями в институте созданы два отделения: отделение тепло- и массопереноса и отделение атомной энергетики. По отделению тепло- и массопереноса были организованы следующие лаборатории:
1. тепло- и массообмена в реагирующих системах;
2. сушильных процессов;
3. теплообмена в дисперсных средах;
4. теплофизики;
5. тепло- и массообмена при фазовых превращениях;
6. энергоэкономических исследований;
7. использования изотопов и ядерных излучений;
8. контроля тепловых процессов электрическими методами.
Кроме того, в 1963 году была создана лаборатория аналитической теории переноса.
На Институт энергетики постановлением Президиума АН БССР в 1958 году было возложено строительство, оборудование и контроль за проектированием атомного реактора типа ИРТ–2000, торжественное открытие которого состоялось 22 мая 1962 года. В 1965 году на базе отделения атомной энергетики был создан Институт ядерной энергетики АН БССР, который возглавил академик А.К. Красин. В 1963 году Институт энергетики был переименован в Институт тепло- и массообмена АН БССР, что «было обусловлено потребностями создания научных основ объектов космической и авиационной техники, энергетики, в том числе атомной, тепломассообменных технологических процессов и аппаратов широкого назначения для различных отраслей народного хозяйства».
По инициативе А.В Лыкова в 1958 году был основан «Инженерно-физический журнал», главным редактором которого он был до конца своей жизни. В 1959 году А.В. Лыков был назначен редактором международного журнала от СССР International Journal of Heat and Mass Transfer. В январе 1966 года на физическом факультете БГУ была открыта кафедра теплофизики, которую А.В. Лыков возглавлял до конца своей жизни. Он читал спецкурс «теория теплопроводности», а для чтения лекций по новым дисциплинам А.В. Лыков приглашал ведущих ученых из академических и отраслевых институтов СССР. На старших курсах студенты выполняли курсовые и дипломные работы с использованием экспериментальной базы лабораторий института. Деятельность А.В. Лыкова на посту директора Института тепло- и массообмена была исключительно плодотворной.
Остановимся только на некоторых важных направлениях его научных исследований.
А.В. Лыковым (вместе со своими учениками) с помощью методов термодинамики необратимых процессов создана теория взаимосвязанного тепло- и массопереноса при фазовых превращениях [2, 3].

Заметим, что последний член в правой части уравнения (2) описывает процесс термической диффузии влаги, о которой говорилось выше. Система уравнений (1)–(2) сыграла и играет важную роль в исследовании процесса сушки влажных материалов. Примером использования системы уравнений А.В.Лыкова является решение двухмерной задачи неизотермического влагопереноса в древесине совместно с уравнением влагоупругости. В результате определены внутренние напряжения при сушке и предельные значения прочности при допущении ортотропного строения древесины. Исследования показали, что эффект термовлагопроводности незначительно влияет на продолжительность процесса сушки древесины. Еще одним примером является моделирование нестационарных взаимосвязанных процессов переноса теплоты и влаги в растительных материалах при комбинированном энергоподводе в условиях постоянного и импульсного СВЧ воздействия. Показано, что создание импульсных и импульсно-ступенчатых режимов СВЧ излучения позволяет уменьшить температурное воздействие на обрабатываемый материал. Установлены кинетические зависимости с учетом конечной скорости переноса влаги. Время релаксации теплового напряжения при распространении теплоты в металлах составляет ~10-11 с, в газах ~10-9 с. При этом скорость распространения теплоты соизмерима со скоростью звука. Вследствие малости времени релаксации решения гиперболического уравнения теплопроводности практически совпадают с решениями классического параболического уравнения. Скорость же диффузии влаги в капиллярно-пористых материалах примерно в 106−107 и более раз меньше, соответственно время релаксации диффузионных процессов значительно больше, поэтому, строго говоря, в уравнениях массопереноса ее следует учитывать [2, 3].

Огромный вклад в развитие и инициирование многих направлений в области теории и техники суши и тепловой обработки материалов внес академик А.В.Лыков. Во время работы в Институте А.В. Лыковым результаты исследований в этой области изложены в следующих монографиях: «Молекулярная сушка» (совместно с А.А. Грязновым, 1956), «Тепло- и массообмен в процессах сушки» (1956), «Теория тепло- и массопере- носа» (совместно с Ю.А. Михайловым, 1963), «Теория сушки» (1968). Выполненные в Институте исследования процессов сушки во взвешенном состоянии легли в основу создания нового метода сушки зерна и разработки конструкции пневмо- газовой зерносушилки с контактным тепло- и массообменном и осциллирующим ре- жимом. Идея контактного тепло- и массообмена базируется на практическом использо- вании теории переноса энергии и массы вещества, разработанной А.В.Лыковым. С 1954 года были испытаны первые опытно-промышленные образцы зерносушилок. В конце 50-х годов началось внедрение пневмогазовых рециркуляционных зерносушилок большой мощности на целинных землях. В 50-е годы одно из направлений Института было сосредоточено на решении проблемы вовлечения в топливный баланс страны торфа, продуктов его переработки и переработки древесины. В это же время получили развитие работы по искусственной сушке торфа, в том числе фрезерного, сушки бумаги и картона непосредственно дымовыми газами. Исследованы и созданы новые методы термообработки влажных материалов – осциллирующий режим, контактный тепломассообмен, реверсирование газового потока, которые получили распространение при разработке принципиально новых схем и конструкций сушильных установок. Большое научное и практическое значение имели теоретические и экспериментальные исследования А.В Лыкова в области тепло- и массообмена при сушке сублимаци- ей. Под руководством А.В Лыкова спроектирован и построен в Ростове–на–Дону завод по сушке пищевых продуктов сублимацией. В последующие годы на основе теоретических и экспериментальных исследований особенностей и механизма терморадиационной сушки и отверждения полимерных покрытий на подложках разработаны высокоэффективные методы термообработки материалов и внедрены на предприятиях страны серии различных типов терморадиационных сушильно-термических установок и поточно-механизированных линий. Получили развитие теоретические основы кинетики сушки микробиологических материалов, вскрывающие механизм обезвоживания. Установлена закономерность летального повреждения микроорганизмов, вызванного удалением влаги из биомассы ниже максимального гигроскопического влагосодержания. По признаку ксероустойчивости микробиологические материалы разделены на две категории: ксеролабильные и ксероустойчивые. Разработан метод контактно-сорбционного обезвоживания термолабильных материалов, новые технологии сушки микробиологических материалов. Исследования аэродинамики струйных и закрученных потоков, тепло- и массообмена при диспергировании растворов привели к созданию новых способов сушки жидких материалов во встречных струях и вихревых потоках. На основе исследований разработан ряд новых технологий и высокоэффективных распылительных сушильных установок (яичного меланжа, казеинового гидролизата, экстракта кормовых дрожжей, полиалюмината натрия и др.). Наряду с другими направлениями в Институте проводились комплексные теоретиче- ские и экспериментальные исследования кинетики и динамики вакуумной сушки элек- троизоляции высоковольтных трансформаторов. Решение этой важной задачи связано с переходом к единой энергетической системе страны, созданием сверхмощных магист- ральных линий электропередач. В это же время активно проводятся исследования тепломассопереноса в двухфазных дисперсных системах во взвешенном состоянии. В результате предложен и разработан новый метод сушки медпрепаратов в падающе-кипящем слое. Этот метод лег в основу дальнейшей разработки поточной механизированной линии для создания непрерывной технологии производства лекарственных и витаминных препаратов в таблетках, объединяющей множество сопутствующих операций в единый последовательный комплекс. Разработан ряд сушильных установок типа СМК (сушилка медпрепаратов комбиниро ванная). Освоен серийный выпуск этих установок на Пензенском заводе дезхимоборудования. В Институте получила развитие теория тепломассопереноса в ненасыщенных капиллярно-пористых телах, базирующаяся на основных положениях двухфазной фильтрации и учитывающая влияние поверхностных сил и неравновесность процесса десорбции влаги. При фильтрации двухфазной смеси жидкости и ее пара считается, что для каждой из фаз справедлив закон Дарси или его обобщения. В качестве замыкающих соотношений используются уравнения Кельвина, Клапейрона-Клаузиуса, семейства изотерм сорбции. Следует отметить, что в расчетах процесса сушки важное значение приобрел комплексный подход, включающий изучение свойств высушиваемого материала, определение режима сушки, выбор типа аппарата, оптимальных его параметров и геометрии. При этом большое значение имеют экспериментальные работы по кинетике сушки и результаты их обобщений. Введение А.В.Лыковым числа Ребиндера в уравнение кинетики сушки и обширные исследования процессов сушки позволили выявить общие закономерности в зависимостях числа Ребиндера от свойств материалов, режимных параметров и получить ряд обобщенных уравнений, пригодных для приближенных инженерных расчетов. Здесь отмечены только некоторые результаты исследований в области теории и техники сушки, основанные на идеях А.В.Лыкова и полученные в Институте в результате развития его наследия. А.В. Лыков одним из первых обратил внимание на тот факт, что в задачах высоко интенсивного нестационарного конвективного теплообмена попытки задавать зависимость температуры стенки от продольной координаты могут приводить к противоречивым результатам. Условия на поверхности раздела не всегда могут задаваться apriori, а их необходимо получить путем решения уравнений распространения тепла в твердом теле и жидкости совместно с уравнениями движения, а на границе «тело–жидкость» должны быть заданы условия сопряжения, т.е. условия равенства температур и тепловых потоков. Такая сопряженная формулировка задач высокоинтенсивного конвективного теплообмена в настоящее время является общепризнанным подходом. Академик А.В. Лыков интересовался многими научными проблемами, находящими- ся на стыках классических дисциплин. Так, в институте под его руководством получили развитие исследования по реологии, аэротермооптике, плазмохимии. Большое внимание он уделял проблемам, связанным с нелинейной термомеханикой, в частности с термодинамическим обоснованием уравнения теплопроводности в средах с памятью. А.В. Лыков придавал большое значение международному сотрудничеству ученых. По его инициативе в Институте каждые четыре года, начиная с 1961 года, проводились Всесоюзные конференции по тепло- и массообмену (с 1988 года – это Международные форумы), в которых принимают участие сотни ученых из разных стран. В 2012 году Минский международный форум по тепло- и массообмену был приурочен к 60-летию образования Института. В 2003 году Постановлением Президиума Национальной академии наук Беларуси учреждена премия имени академика А.В. Лыкова. Премии имени выдающегося ученого-основателя всемирно известной белорусской научной школы по тепло- и массообмену академика А.В Лыкова присуждаются за научные работы, вносящие крупный вклад в развитие теоретических и экспериментальных исследований по проблемам переноса энергии и вещества, создание новых научных направлений, открытие и описание закономерностей явлений тепло- и массопереноса в природных и технических объектах. Премии (две – одна отечественным ученым и одна – международному коллективу) присуждаются один раз в 2 года в канун дня рождения А.В. Лыкова (20 сентября). Алексей Васильевич обладал огромной эрудицией, высокой духовной культурой. Он был деликатным и отзывчивым человеком, щедро делился знаниями и идеями со своими учениками. Он снискал большое признание и уважение ученых-теплофизиков во многих странах мира.
Список литературы
1. Предтеченский В. Алексей Васильевич Лыков. Комментарии к автобиографии. М.: Грифон, 2010. 400 с.
2. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 472 с.
3. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978. 560 с.
(АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СУШКИ И ТЕРМОВЛАЖНОСТНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ: сб. научных статей Первых Международных Лыковских научных чтений (22-23 сентября 2015 года)/РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева, ЗАО «Университетская книга»,Курск,2015.,стр.15...20)