Кафедра теплотехники и гидрогазодинамики

• Новости
• О кафедре
• История кафедры
• Состав кафедры
• Лаборатории
• Российско-Китайская международная лаборатория кавитационных технологий
• Научно-исследовательская деятельность
• Аспирантура
• Наши выпускники
• Наши партнеры
• Пресса

О кафедре

Кафедра была создана в 1972 году, став выпускающей для специальности 100700 – промышленная теплоэнергетика.

На кафедре ведется подготовка дипломированных специалистов:

• бакалавров по направлению 13.03.01 – Теплоэнергетика и теплотехника; профиль – промышленная теплоэнергетика;
• магистров по направлению 13.04.01 – Теплоэнергетика и теплотехника; программы:
• 13.04.01.01 –энергетика теплотехнологий;
• 13.04.01.04 – теоретическая и прикладная теплотехника;
• аспирантов по направлению 13.06.01 – Электро- и теплотехника. Специальности ВАК:
  • 2.4.5 – энергетические системы и комплексы;
  • 2.4.6 – теоретическая и прикладная теплотехника.

В структуру кафедры входят следующие учебно-научные и научные лаборатории:

1. Проблемная лаборатория кавитационных нанотехнологий;
2. Учебно-научная лаборатория систем энергоснабжения жилищно-коммунального комплекса;
3. Российско-Китайская международная лаборатория кавитационных технологий.

В состав кафедры ТТиГГД входит 13 человек профессорского преподавательского состава и 5 – учебно-вспомогательного персонала, из которых:

• доктора наук, профессоры – 4 чел.;
• кандидаты наук, доценты – 7 чел.;
• старшие преподаватели – 2 чел.;
• инженеры – 1 чел.;
• специалист по документационному обеспечению – 1 чел.;
• заведующий лабораторией – 3 чел., один из них кандидат технических наук
• старший научный сотрудник – 1 чел.

Заведующий кафедрой, профессор-наставник:

Кулагин Владимир Алексеевич известный специалист в областях энергомашиностроения, гидродинамики больших скоростей и промышленной теплоэнергетики.

Родился: 01.01.1950, Тамбовский р-н, Амурская обл., пос. Николаевка. В 1972 г. окончил Красноярский политехнический институт по специальности «Полупроводниковое и электровакуумное машиностроение», после чего был направлен в целевую аспирантуру на кафедру компрессоростроения Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина, где после годичной стажировки в 1973 г. поступил в аспирантуру и в 1976 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему «Исследование неподвижных элементов малорасходной промежуточной ступени центробежного компрессора высокого давления», которая явилась одной из пионерных работ в СССР по разработке и созданию экспериментальных цилиндров турбокомпрессоров сверхвысокого давления (до 250–300 МПа) для производства полиэтилена. Учителями В.А. Кулагина были выдающиеся ученые К.П. Селезнев, Л.Г. Лойцянский, В.М. Ивченко и другие представители отечественных научно-педагогических школ компрессоростроения и гидродинамики.

С 1977 г. и до настоящего времени В.А. Кулагин работает в Красноярском государственном техническом университете, а с 2006 г. – СФУ: старшим преподавателем, доцентом кафедры механики жидкости и газа (1977–88 гг.), доцентом, профессором кафедры промышленной теплоэнергетики (1988–99 гг.) и с 1999 г. заведующим кафедрой Физики теплотехнологии, в организации которой принимал непосредственное участие, затем (с 2003 г.) – заведующим кафедрой «Промышленная теплоэнергетика» после их объединения. С 2009 г. возглавляет кафедру Теплотехники и гидрогазодинамики после присоединения к кафедре «Промышленная теплоэнергетика» кафедры Теоретической и общей теплотехники и соответствующего переименования образованной вновь кафедры.

В 2004 – защита докторской диссертации «Методы и средства технологической обработки многокомпонентных сред с использованием эффектов кавитации». В 2005 году ему присвоено ученое звание профессора.

Основные научные результаты Кулагина В.А.: для широкого класса многофазных и реагирующих потоков исследована гидродинамическая структура и развиты методы управления интенсивностью кавитационного воздействия и тепломассопереноса в суперкавитационных потоках; разработаны теоретические основы и техническое обеспечение кавитационной нанотехнологии обработки многокомпонентных сред в теплоэнергетике и других отраслях промышленности, медицине и сельском хозяйстве, обладающие высокой энергоэффективностью и экологической безопасностью; заложены основы теории и методов расчета суперкавитационных аппаратов и установок. Полученные результаты нашли применение при моделировании и оптимизации ряда аппаратов гидро- и теплоэнергетики, получении наноматериалов и наноструктур, обладающих нетривиальными физико-химическими свойствами. В исследованных системах обнаружен ряд новых гидродинамических явлений, таких как механохимические реакции в воде и многофазных жидкостях, диспергация сложных трудно растворимых структур, микровихревые образования внутри крупномасштабной турбулентности. Развиты научные основы получения новых видов топлив для использования в теплоэнергетике, теплотехнологиях и на транспорте в виде водотопливных смесей, получаемых с использованием эффектов кавитации и обладающими уникальными эксплуатационными характеристиками, позволяющими уменьшить вредные выбросы в атмосферу при их сжигании; предложены критерии оценки технологической эффективности при сопоставлении установок различных конструкций и многое другое. Разработанная аппаратура защищена авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, в настоящее время выпускающаяся серийно, успешно эксплуатируется в ряде научных, образовательных и производственных организаций. Разработанные методы и средства кавитационной обработки многокомпонентных сред приводят к экономии топлива, сырья и снижению вредных выбросов в атмосферу. Опубликованные им монографии: «Кавитационная технология», «Суперкавитация в энергетике и гидротехнике», «Моделирование двухфазных суперкавитирующих потоков», «Физико-химические основы получения топливных водоугольных суспензий», «Моделирование и вычислительные технологии распределенных систем» в настоящее время являются наиболее полными изданиями, посвященными этим вопросам. Полученные в ходе исследований результаты оперативно используются в учебном процессе.

Кулагин В.А. основал новое научное направление в прикладной гидродинамике – кавитационную нанотехнологию. Им создана красноярская научная школа, известная у нас в стране и за рубежом (Болгария, Германия, Дания, Китай, Польша, США и др.), которая активно проводит исследования в области энергоресурсосбережения в теплоэнергетике путем внедрения новых видов топлив и технологий их получения.

Большое значение имеет научно-методическая и педагогическая работа Кулагина В.А. по подготовке инженерных и научных кадров. Он является научным руководителем аспирантуры и докторантуры по трем научным специальностям. Под его руководством подготовили и защитили кандидатские диссертации 12 его учеников и один докторант, 4 аспиранта и три докторанта продолжают обучение. Он член трех диссертационных советов. Им написано более 20-ти учебных и учебно-методических пособий, в том числе 7 учебных пособий имеют гриф Минобрнауки РФ. В.А. Кулагин автор более 420 печатных работ (из них 12 монографий). Его ученики и воспитанники работают на многих предприятиях энергетики города и края.

Он активно занимается вопросами энергосбережения и экологической безопасности, был одним из организаторов и создателей и первым директором «Научно-технического центра энерго- и ресурсосбережения» (НТЦЭР) в Красноярске. Он член экспертного и наблюдательного Советов Региональной энергетической комиссии и Координационных советов по энергосбережению Межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение» (МАСС), Красноярского края и г. Красноярска. При его непосредственном участии разработаны «Концепция энергетической политики Красноярского края», «Концепция оздоровления окружающей среды г. Красноярска», «Городская целевая Программа энергосбережения в г. Красноярске на 2000–2005 годы». В 1997–98 гг. он со-директор Энергетического центра TACIS в г. Красноярске в рамках Международного проекта EC TACIS по энергосбережению.

Кулагин В. А. проводит большую общественную работу, он член УМО Министерства науки и высшего образования РФ по специальностям «Промышленная теплоэнергетика» и «Энергетика теплотехнологии», член экспертного совета ВАК РФ по энергетике, электрификации и энергетическому машиностроению, член Нанотехнологического общества России, член Российского научного общества анализа риска, член секции по Уральскому, Сибирскому и Дальневосточному округам Научного совета Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления Российской академии наук по нетрадиционным возобновляемым источникам энергии, действительный член Международной академии холода, Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ), Петровской академии наук и искусств, Российской инженерной академии. Он проводил и ведет в настоящее время большую научно-организационную работу в качестве члена НТС по насосному и компрессорному машиностроению ГКНТ СССР, члена редколлегии журнала «Компрессорная техника и пневматика», главного редактора «Журнала СФУ. Техника и технологии», редактора Научно-практического журнала «Вестник ассоциации выпускников КГТУ» и еще ряда изданий. Он Вице-президент Красноярской краевой общественной организации «НТО Градостроительство и инженерная экология» Союза НИО, руководитель Регионального отделения по Сибири и Дальнему Востоку, член Президиума и Научного совета Ассоциации компрессорщиков и пневматиков, организатор ряда Международных и Всероссийских конференций и симпозиумов и многое другое.

Награды: нагрудный знак «Почетный работник науки и техники РФ» (2006), Почетная грамота Минобрнауки РФ (2010), почетная грамота Министерства энергетики РФ (2001), Почетная грамота Воздушно-космических сил Министерства обороны РФ (2017), Почетная грамота губернатора Красноярского края (2002), Почетная грамота Законодательного собрания Красноярского края (2020), Почетные грамоты и Благодарственные письма администрации г. Красноярска (1998, 2000), Золотой знак «Герб города Красноярска» (2004), Почетная грамота Городского совета г. Красноярска (2007), Золотой знак Октябрьского района г. Красноярска (2010), Медаль «300 лет РОСТЕХНАДЗОРУ» (2019), Медаль «За достижения по охране окружающей среды» (2005), Орден «Экологический щит России» (2006), золотая медаль «За заслуги перед КГТУ», Медали «Ветеран КГТУ» и «Ветеран СФУ», Почетные грамоты КГТУ, СФУ и др. организаций и предприятий, а также международных организаций: TACIS, Диплом «Почетный ученый Европы» Европейской академии естественных наук (2014), Памятные медали Г. Лейбница (2014), А. Гумбольта (2015), Почетное звание Карл Маркс – профессора (2018); Лауреат VI и VII Всероссийских конкурсов «Инженер года» (2005, 2006), Почетное звание «Ветеран труда РФ», Профессорская премия главы города Красноярска «За высокий профессионализм, значительные достижения в области образования, науки, культуры и существенный вклад в развитие города, Грант Правительства Красноярского края научно-педагогическим работникам высшей квалификации 2013– 2015 и 2021–2023 гг.

Под руководством В.А. Кулагина создана и развивается научная школа в области гидродинамики больших скоростей, технологических применений эффектов гидродинамической кавитации в различных отраслях производства, которая в настоящее время активно проводит исследования по созданию новых видов топлив для использования в теплоэнергетических и теплотехнологических установках. Использование кавитационных эффектов позволило получить принципиально новые эффекты при сжигании энергетических топлив в виде водомазутных эмульсий, водоугольных суспензий и эмульсий типа «вода+бензин», «вода+дизельное топливо». Научные исследования, проводимые в этом направлении, отличаются актуальностью и имеют важное практическое значение. Разработанные методы и средства технологической обработки многокомпонентных сред, в частности, кавитационная нанотехнология, позволяют существенно повысить качество и интенсивность производственных процессов в теплоэнергетике и других отраслях промышленности, ее применение приводит к экономии топлива, сырья и снижению вредных выбросов в атмосферу.

Теоретические модели суперкавитационных течений в технологических аппаратах позволили Кулагину В.А. и его ученикам разработать ряд инженерных методик расчета и проектирования оборудования. Разработанные конструкции кавитационных смесителей, защищенных авторскими свидетельствами на изобретение, освоены и выпускаются промышленными сериями. Постоянно ведутся поисковые работы по расширению области приложения кавитационной технологии, не так давно получены положительные результаты по использованию кавитационной технологии в цикле водоподготовки теплоэнергетических установок, кондиционированию и обеззараживанию воды в системах водоснабжения и канализации, при растворении твердых и глинистых осадков, а также при обеззараживании сточных вод. Существенные эффекты обнаружены и в области получения новых наноматериалов, а также разработки принципиально нового научного направления – кавитационной нанотехнологии.

Развитие высоких технологий вообще и гидродинамики больших скоростей, в частности, представляет стратегическую важность для стабильного и долгосрочного роста российской экономики, обеспечения национальной безопасности и поддержания политического авторитета Российской Федерации на мировой арене. На данном этапе один из ключевых факторов успеха в развитии технологий состоит в выстраивании прочных связей между активными российскими научными и образовательными центрами, осуществляющими подготовку высокопрофессиональных кадров, и производственными предприятиями, ориентированными на промышленное внедрение новейших технологий как внутри страны, так и за рубежом.

В плане развития этих идей под руководством В.А. Кулагина выполнен проект реконструкции Высоконапорной гидравлической лаборатории (ВГЛ) при Красноярской ГЭС, состоящей из комплекса крупномасштабных установок с напором до 100 м и скоростями потока до 40 м/с (гидравлической мощностью до 50 МВт) с целью тестирования турбин, испытания материалов в потоке по отношению к кавитации, эрозии, усталости, подъемных усилий затворов, вибрации, отработки конструкций аппаратов при движении тел в воде с большими скоростями, расчета стабильности и безопасности при работе гидравлического оборудования и сооружений в условиях двухфазных кавитационных течений, изучения кавитационной стойкости бетонов и других материалов для строительства и ремонта высоконапорных гидросооружений и многое другое. Параллельно целям гидроэнергетики лаборатория призвана обеспечить потребности оборонно-промышленного комплекса. Расположенная в плотине, с собственным водоводом, она представляет уникальный объект для исследований в области гидрогазодинамики и не имеет аналогов в мире.

Стратегическая цель данного инновационного проекта создание на условиях государственно-частного партнерства научного центра мирового значения, занимающего ключевые позиции в области исследований высокоскоростных течений жидкости и их взаимодействия с материалами и конструкциями, основываясь на уникальных возможностях, предоставляемых Высоконапорной гидравлической лабораторией при плотине Красноярской ГЭС. Фактически, продукцией лаборатории будут результаты научных исследований, ценность которых будет обусловлена максимальной приближенностью условий, реализуемых в исследовательских установках, к реальным условиям эксплуатации гидротехнического оборудования, надводных и подводных транспортных средств, комплексов морского базирования, энергетических систем.