Научная школа

Научная деятельность профессора В. Б. Кунтыша

 

В сентябре 2011 года исполнилось 70 лет со дня рождения и 50 лет с момента начала научной деятельности известного ученого в области конвективного теплообмена доктора технических наук, профессора Владимира Борисовича Кунтыша. Оригинальные экспериментальные и теоретические исследования физических процессов конвективной теплоотдачи и гидродинамики потока воздуха в развитых трубчатых поверхностях теплообмена позволили ему создать основы расчета и проектирования высокоэффективных аппаратов воздушного охлаждения (АВО), широко используемых в химической, нефтеперерабатывающей, газовой промышленности и топливно-энергетическом комплексе.

Профессор В. Б. Кунтыш обосновал концепцию промышленного производства различных биметаллических ребристых труб (БРТ) для АВО и газожидкостных теплообменников общего назначения, внес заметный вклад в ускорение и консолидацию опытно-конструкторских работ НИИ и проектными институтами, направленных на создание высокопроизводительного отечественного оборудования для оребрения труб.

Родился Владимир Борисович в Слуцком районе Минской области в крестьянской семье. В 1958 году поступил на теплоэнергетический факультет Ленинградского технологического института целлюлозно-бумажной промышленности (ЛТИ ЦБП), который окончил через пять лет по специальности автоматизация производственных процессов и установок энергетической промышленности. Заметный след в его инженерном образовании в период учебы оставили лекции и общение с видными учеными – зав. кафедрой котельных установок и промтеплотехники докт. техн. наук, профессором Павлом Алексеевичем Жучковым, зав. кафедрой автоматизации производственных процессов канд. техн. наук, доцентом Иваном Степановичем Подбелло. На четвертом курсе на кафедре котельных установок и промышленной теплотехники под руководством докт. техн. наук, профессора Василия Михайловича Антуфьева начал активно заниматься научной работой.

По воспоминаниям Владимира Борисовича, его формирование как специалиста в области конвективного теплообмена ребристых поверхностей нагрева и как личности в значительной мере определились под влиянием проф.В.М.Антуфьева, ученого с мировым именем, обаятельного интеллигентного человека с твердыми нравственными правилами. В 1966 – 1969 годах В.Б.Кунтыш проходил аспирантуру в ЛТИ ЦБП, где под руководством проф. В.М. Антуфьева подготовил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук. Диссертация была посвящена интенсификации теплоотдачи пучков круглоребристых труб в поперечном потоке воздуха разрушением пограничных слоев на поверхности ребер и созданием вихревого режима течения потока в межреберных полостях за счет пластической деформации (расчленения) ребер на короткие участки формы знака “интеграл”. Данный метод интенсификации был предложен В.М.Антуфьевым и оказался, как подтвердили в будущем дальнейшие исследования В.Б. Кунтыша, исключительно эффективным способом повышения энергетических показателей и экономии металла при конструировании теплообменников. Защита состоялась в 1970 году на Совете корабельной энергетики Ленинградского кораблестроительного института.

 

На фотографии (март 1970 г.) в нижнем ряду справа налево сидят проф. В.М. Антуфьев, инж. И.Г. Таранян; во втором ряду – канд. техн. наук В.Б. Кунтыш (справа), инж. Ф.М. Иохведов.

Научные статьи, опубликованные по материалам диссертации, в журналах “Холодильная техника”, 1968 г. и “Известия АН СССР. Энергетика и транспорт”, 1970 г. были практически сразу же переизданы в Японии и США, а рекомендации использованы фирмами “Майекава”, “Спиро-Джилс” и “Хадсон”, судя по их проспектам, при разработке интенсивных поверхностей охлаждения.

С 1969 по 2001 год В.Б.Кунтыш работал на кафедре котельных установок и тепловых станций (ныне кафедра промышленной теплоэнергетики) Архангельского лесотехнического института (сейчас АГТУ), последовательно занимая должности старшего преподавателя, доцента кафедры (1970–1993 гг.), заведующего кафедрой с 1993 по 2001 год. С сентября 2001 года и по настоящее время он работает профессором кафедры энергосбережения, гидравлики и теплотехники Белорусского государственного технологического университета (БГТУ) в г. Минске.

В 1974–1975 годах В.Б. Кунтыш создает при кафедре ПТЭ крупную научно-исследовательскую лабораторию по комплексному изучению теплофизических процессов в трубных пучках теплообменников воздушного охлаждения.

По заданию Государственного комитета по науке и технике СМ СССР возглавил и развернул научные исследования с целью “Создать АВО с применением эффективных видов поперечно-оребренных труб, интенсифицировать процесс теплообмена в 2…3 раза, снизить энергозатраты на 30 – 40%”. Результаты комплексных исследований по решению этой проблемы составили основу докторской диссертации В.Б.Кунтыша по теоретическим основам теплотехники. Защита диссертации состоялась в 1993 году в НПО ЦКТИ им. И.И.Ползунова.

Совместно с отраслевыми институтами Минхиммаша СССР –      ЛЕННИИХИММАШ, ВНИИнефтемаш, ВНИИПТхимнефтеаппаратуры (ВНИИПТХНА), ВНИИМетмаш и головным заводом по выпуску АВО – Таллинским машиностроительным заводом им. Лауристина был выполнен широкий спектр экспериментальных и теоретических исследований теплоаэродинамических характеристик пучков труб с различными компоновочными параметрами, геометрическими размерами ребер, их материтериальным и конструктивным исполнением, механическим состоянием контактной зоны. Изучено влияние технологии оребрения на интенсивность теплопередачи, теплоотдачи и аэродинамические сопротивления. Разработаны научно обоснованные, надежные инженерные методики теплового и аэродинамического расчета высокоэффективных АВО второго поколения. Экспериментальными, расчетно-аналитическими и опытно-конструкторскими работами была доказана целесообразность отказа от применения тесных компоновок ребристых труб, характерных для АВО первого поколения, в пользу более свободных равносторонних. Внедрение свободных компоновок в серийные АВО позволило сэкономить 10…12% ребристых труб на каждом аппарате.

Рекомендации по назначению оптимального шага разбивки оребренных труб в решетке использованы в конструкции теплообменных секций аппаратов 1АВГ и составлении ТУ 26-02-1089-88, ТУ 26-01-1843-87 для АВЗ.

Профессор В.Б. Кунтыш уверенно пошел на применение локального метода моделирования теплоотдачи пучков, учитывая потребность проведения огромного объема экспериментов в сжатые временные сроки.

Теплофизическими исследованиями были установлены границы применимости этого метода, получены достоверные значения поправочных коэффициентов, согласующих его результаты с методом полного теплового моделирования пучков. Впервые установлено, что локальный метод занижает коэффициенты теплоотдачи малорядных пучков по сравнению с полным моделированием. Благодаря полученным новым закономерностям удалось снизить трудоемкость экспериментальных исследований в этой области и повысить точность разработанных обобщенных критериальных уравнений по конвективной теплоотдаче оребренных пучков.

Владение основами технологии изготовления АВО и труб позволяло В.Б.Кунтышу свободно и уверенно участвовать в обсуждении сугубо специальных механических процессов с конструкторами оборудования, выступать на заседаниях проектно-технологических секций и механосборочных отделов НИИ. Он считает, что ключевой составляющей научно-технического прогресса является технология.

На протяжении многих лет, бывая в совместных командировках на ТМЗ им. Лауристина, приходилось наблюдать, что первое обсуждение появившихся новых опытов по теплоотдаче пучков он начинал с главным технологом завода Кальё Аугустовичем Вармой, затем в производственных цехах изучал внедренные в серийное производство АВО рекомендации, далее шли обсуждения в конструкторском отделе полученных результатов и нерешенных задачах. Владимир Борисович неоднократно замечал, что очень многое им постигнуто в области технологии и оборудования для оребрения труб благодаря исключительно плодотворным беседам с главным технологом. Видимо этим во многом объясняется внедрение на этом заводе большинства изобретений, технологических решений и рекомендаций с подтвержденным экономическим эффектом в 14,5 млн. рублей в ценах 1991 г.

В теории теплового расчета теплообменников в его трудах впервые разработаны и реализованы способы экспериментального определения термического контактного сопротивления (ТКС) различного конструктивного типа и материального исполнения БРТ, изготовленных поперечно-винтовой накаткой алюминиевых ребер или спиральной навивкой алюминиевой ленты (завальцованные в стенку ребра, L – и KLM –ребра) по технологии ВНИИПТХНА, ЭНИКмаш, фирмы “Спиро-Джилс”. Получены расчетные зависимости, как для серийных труб, так и специально изготовленных в ходе этого исследования. Предложены и реализованы в серийном производстве эффективные способы интенсификации контактного теплообмена. Это позволило надежно рассчитывать коэффициент теплопередачи аппаратов из БРТ и повысить производительность теплообменников на 10…15%. Исследования ТКС позволили впервые установить предельные допустимые значения температуры охлаждаемого теплоносителя для каждого типа БРТ, превышение которых приводит к необратимой потере эксплуатационной тепловой характеристики аппарата.

В результате многочисленных исследований научного коллектива, возглавляемого проф. В.Б.Кунтышем, отечественной промышленностью был освоен выпуск третьего поколения АВО, тепловая мощность которых в неизменных габаритах возросла в 1,4…1,7 раза, расход алюминия на оребрение сократился в 1,6 …1,95 раза, а электропотребление снизилось на 10…20%, по сравнению с АВО первого поколения.

Впервые выполнены теплоаэродинамические исследования крестообразных пучков из высокоребристых труб, принципиально новых конструкций зигзагообразных пучков, переходных коридорно-шахматных компоновок, пучков из труб со спиральными насечными и разрезными ребрами различных геометрических параметров и конструктивных форм. Приоритеты в этой области защищены рядом авторских свидетельств и патентов РФ.

За первое внедрение в 1976 г. изобретения по а. с. № 540954 Главтюменьнефтегазстроем Владимир Борисович в 1981 г. награжден знаком «Изобретатель СССР». Способ контроля качества механического соединения оребренной оболочки с несущей трубой в биметаллической трубе по а. с. № 1236298 введен в ОСТ 26-02-1309-87 «Аппараты воздушного охлаждения» и в 1986 г. внедрен на ТМЗ им. Лауристана (г. Таллинн), на заводе «Химмаш» (г. Борисоглебск) и Бугульминском машиностроительном заводе, выпускавшими в СССР АВО. Параметры разрезных ребер по а.с. № 1394026 введены в ТУ 26-0310-97-86 и внедрены на ТМЗ в 1990 г. при выпуске АВО типа 2АВГ-25 для компримированного природного газа.

В середине 90-х годов В.Б. Кунтыш выполнил цикл расчетно-аналитических исследований по выбору эффективного способа интенсификации теплоотдачи теплоносителей, движущихся внутри БРТ, что в итоге позволило увеличить тепловой поток АВО вязких сред в 1,4…1,7 раза.

Таким образом, основные результаты выполненных В.Б. Кунтышем теоретических, экспериментальных исследований и ОКР, доведены до инженерных решений, используются в руководящих технических материалах, ОСТах, ТУ, стандартах предприятий, вошли в справочники, монографии, учебные пособия, цитируются в периодических изданиях.

Научные статьи, опубликованные в журналах “Химическое и нефтяное (нефтегазовое) машиностроение”, “Холодильная техника”, “Тепло энергетика”, “Вестник Международной академии холода” после 1990 года переизданы в США, Великобритании, Нидерландах. Монографии и справочники В.Б.Кунтыша широко используются научными и инженерными кадрами в различных отраслях промышленности, его труды читают, на них ссылаются, изучают студенты. Предложенные В.Б. Кунтышем расчетные зависимости по теплоотдаче и аэродинамическому сопротивлению имеют универсальный характер и применяются для расчета воздухонагревателей в деревообрабатывающей, лесной и целлюлозно-бумажной промышленности. Весьма плодотворными в этом направлении явились результаты многолетнего творческого содружества с ЦНИИМОД. По результатам тепловых исследований малорядных шахматных пучков из БРТ с алюминиевыми ребрами разработана конструкция высокоэффективного и коррозионного устойчивого биметаллического калорифера для лесосушильных камер, за которую Главный комитет ВДНХ СССР в 1990 г. наградил В.Б. Кунтыша серебряной медалью.

В 1973, 1976, 1977 годах Минвузом РСФСР и Республиканским комитетом профсоюза работников просвещения и научных учреждений награждался знаком «Победитель социалистического соревнования».

Владимир Борисович подготовил 6 кандидатов и 3-х магистров технических наук. За активную деятельность В.Б. Кунтыша в области научных исследований, значительный вклад в дело подготовки высококвалифицированных специалистов Минобразования РФ наградил его в 2001 году нагрудным знаком «Почетный работник высшего профессионального образования Российской Федерации».

В настоящее время научные интересы В.Б. Кунтыша сосредоточены на изучении процессов свободно-конвективного теплообмена пучков ребристых труб в неограниченном объеме воздуха. Это вызвано практически полным отсутствием достоверных данных, необходимых для выбора энергосберегающих тепловых режимов оборудования, так и общей научно-технической политикой развития ресурсо- и энергосберегающих технологий и экологической безопасности.

В 1996 году В.Б.Кунтыш избран чл.- корреспондентом Международной академии холода (МАХ), а в 1998 году – академиком МАХ. В 1997 году избран чл.- корреспондентом Международной энергетической академии.

С переходом на работу в БГТУ научные интересы В.Б. Кунтыша сместились в направлении разработки новых технических решений механического соединения спиральных алюминиевых КLM-ребер с поверхностью несущей трубы с целью расширения температурного диапазона применимости таких БРТ в АВО для охлаждения технологических продуктов с температурой 300-320°С и определению термического контактного сопротивления. Выполняются работы по созданию и патентованию энергосберегающих способов контроля качества и тепловой надежности БРТ, а также устройств для их промышленной реализации, которые осуществляются при сотрудничестве с ЗАО «Октябрьскхиммаш».

В данный момент время является членом специализированного Совета по защите диссертаций при ИТМО им. А.В. Лыкова НАН Беларуси по специальностям «Теплофизика и теоретическая теплотехника», «Промышленная теплоэнергетика» и заместителем председателя специализированного Совета по защите диссертаций при БГТУ по специальностям «Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства» и «Древесиноведение, технология и оборудование деревопереработки» (технические науки).

Список публикаций за последние 5 лет:

  1. Сухоцкий, А.Б. Функциональная модель программы для теплового и гидравлического расчета аппаратов воздушного охлаждения / А.Б. Сухоцкий, В.Б. Кунтыш – Труды БГТУ. Сер. III, Химия и технология неорган. в.-в. – 2010. – Вып. XVII. – С. 187–191.
  2. Кунтыш, В.Б. Исследование влияния угла наклона лопастей осевого вентилятора на энергетические характеристики аппарата воздушного охлаждения / В.Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий – Химическое и нефтегазовое машиностроение – М: 2010. – №3. – С. 5 – 7
  3. Кунтыш, В.Б. Оборудование котельных предприятий строительного комплекса утилизаторами теплоты продуктов сгорания / В.Б. Кунтыш, О.В. Петрович, А.Б. Сухоцкий,  А.Э. Пиир – Строительный рынок: рекламно-информационный бюллетень –Минск, 2010. – №4 – С. 23 – 26.
  4. Кунтыш, В.Б. Исследование теплоотдачи и сопротивления шахматных пучков воздухоохлаждаемых теплообменников из труб с накатными ребрами различной высоты / В.Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, А. Э. Пиир // Химическое и нефтегазовое машиностроение – 2010. – №12 – С. 3–7.
  5. Kuntysh, V.B., Heat transfer and resistance of staggered banks of air-cooled heat exchangers formed from tubes with rolled aluminum fins of various height / V.B., Kuntysh, A.B. Sykhotski,  A.E. Piir // Chemical and Petroleum Engineering. – 2010, Volume 46, Numbers 11-12. – P. 713 – 721
  6. Пиир А.Э. Топливная характеристика ТЭЦ – объективный показатель тепловой экономичности / А. Э. Пиир, В.Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий // Известия вузов. Энергетика – 2011. – №1 – С. 40–45.
  7. Новожилова А.В., Марьина З.Г., Верещагин А.Ю., Кунтыш В. Б. Исследование свободно-конвективного теплообмена коридорных ребристых пучков при различных углах наклона труб / А.В. Новожилова, З. Г. Марьина, А. Ю. Верещагин, В. Б. Кунтыш / XIV Минский международный форум по тепло- и массообмену [Электронный ресурс]: труды форума №1-65. - Минск, Беларусь, 10–13 сентября 2012. / Институт тепло- и массобмена им А. В. Лыкова НАН Беларуси. - Минск, 2012. - I электрон. опт. диск (CD-ROM).
  8. Володин В. И. Влияние внешнего загрязнения на эффективность теплообмена аппаратов воздушного охлаждения / В. И. Володин, В. Б. Кунтыш, Н. Г. Петреева, А. Н. Бессонный, Е. А. Бессонный / XIV Минский международный форум по тепло- и массообмену [Электронный ресурс]: труды форума №3-62. - Минск, Беларусь, 10–13 сентября 2012. / Институт тепло- и массобмена им А. В. Лыкова НАН Беларуси. - Минск, 2012. - I электрон. опт. диск (CD-ROM).
  9. Сухоцкий А. Б. Программа подбора стандартизированных теплообменных аппаратов для предприятий топливно-энергетического комплекса / А. Б. Сухоцкий, В. Б. Кунтыш, А. Ш. Миннигалеев / XIV Минский международный форум по тепло- и массообмену [Электронный ресурс]: труды форума №4-55. - Минск, Беларусь, 10–13 сентября 2012. / Институт тепло- и массобмена им А. В. Лыкова НАН Беларуси. - Минск, 2012. - I электрон. опт. диск (CD-ROM).
  10. Пиир А. Э. Исследование контактного теплообмена биметаллических труб с KLM- ребрами / А. Э. Пиир, В. Б. Кунтыш, В. И. Володин, А. Ш. Миннигалеев, В. П. Мулин / XIV Минский международный форум по тепло- и массообмену [Электронный ресурс]: труды форума №4-55. - Минск, Беларусь, 10–13 сентября 2012. / Институт тепло- и массобмена им А. В. Лыкова НАН Беларуси. - Минск, 2012. - I электрон. опт. диск (CD-ROM).
  11. Кунтыш, В. Влияние высоты спирального ребра на конвективную теплоотдачу, энергетическую и объемную характеристики теплообменных секций аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, А. Э. Пиир // Химическое и нефтегазовое машиностроение – 2012. – №8 – С. 3–8.
  12. Кунтыш, В. Конвективная теплоотдача шахматных пучков труб с различной высотой спирального алюминиевого ребра в поперечном потоке воздуха / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, А. Э. Пиир // Вести национальной академии наук Беларуси, серия физико-тэхничных наук. – 2012. – №3 – С. 13–20.
  13. V. B. Kuntysh, A. V. Samorodov.  Influence of the angle of inclination of round-finned tubes in a staggered tube bundle on the free convective heat exchange between it and an unbounded air space / Journal of Engineering Physics and Thermophysics -May 2010, Volume 83, Issue 2, pp 358-365
  14. V. B. Kuntysh, A. E. Piir. Analysis of the thermal efficiency, volume, and weight characteristics of heat exchange sections of air cooling equipment / Chemical and Petroleum Engineering - May 2009, Volume 45, Issue 5-6, pp 257-262
  15. A. É. Piir, S. P. Roshchin, A. Yu. Vereshchagin, V. B. Kuntysh, A. Sh. Minnigaleev. Effects of repeated high-temperature cycles on the thermal contact resistance of bimetallic finned tubes / Chemical and Petroleum Engineering - September 2007, Volume 43, Issue 9-10, pp 519-522
  16. V. B. Kuntysh, E. S. Sankovich, V. P. Mulin. An energy-saving nondestructive tester for the thermal performance of bimetallic finned tubes / Chemical and Petroleum Engineering  - March 2007, Volume 43, Issue 3-4, pp 227-233
  17. A. E. Piir, V. B. Kuntysh. Determination of indexes of thermal and economic efficiencies of a cogeneration power plant without dividing fuel consumption and the equipment between two kinds of plant production / Thermal Engineering - May 2006, Volume 53, Issue 5, pp 399-402
  18. A. É. Piir, S. P. Roshchin, V. B. Kuntysh, A. N. Bessonnyi, A. Sh. Minnigaleyev, V. P. Mulin. Thermal and aerodynamic characteristics of banks of bimetallic finned tubes manufactured by the Oktyabr’skkhimmash plant / Chemical and Petroleum Engineering - May 2006, Volume 42, Issue 5-6, pp 235-240.
  19. Кунтыш, В. Б. Новые конструкции биметаллических ребристых труб для воздухоохлаждаемых теплообменников / В. Б. Кунтыш, Е. С. Санкович,  А.Б. Сухоцкий, В.П. Мулин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2013. – №.2 – С. 3–7.
  20. Кунтыш, В. Б. Трубчатые ребристые поверхности с интенсифицированным теплообменом и технология их изготовления для  аппаратов  воздушного охлаждения топливно-энергетического комплекса / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, Е. С. Санкович, В.П. Мулин // Известия вузов. Энергетика. – 2013. – №3 – С. 34–44.
  21. Кунтыш, В. Б. К задаче расчета вибрационной надежности пучков из биметаллических ребристых труб аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий // Вестник международной академии холода. – 2013. – № 2. – С.  46–50.
  22. Кунтыш, В. Вибрационная надежность трубных ребристых пучков аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2013. – №. 4 – С. 3–6.
  23. V. B. Kuntysh, E.S. Sankovich, A. B. Sukhotsky, V. P. Mulin. New designs of bimetallic finned tubes for air-cooled heat exchangers / Chemical and Petroleum Engineering, 2013, Volume 49, Issue 1−2, Pages 65−72.
  24. V. B. Kuntysh, A. B. Sukhotsky. Vibration Reliability of Finned Tube Banks in Air Coolers / Chemical and Petroleum Engineering, 2013, Volume 49, Issue 3, Pages 208−214
  25. Кунтыш, В. Б. Повышение энергетической эффективности модернизируемых теплообменных трубных пучков аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, В. П. Мулин, А. Ш. Миннигалеев // Химическая техника. – 2013. – №9 – С. 12–18.
  26. Кунтыш, В. Б. Исследование теплопроводности внешних загрязнителей теплообменных секций аппаратов воздушного охлаждения / В. Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, С. О. Филатов, А. Ю. Жданович // Химическая техника. – 2013. – №11. – С. 40–43.
  27. Кунтыш, В. Б. Энерго- и ресурсосберегающие поверхности теплообмена в аппаратах воздушного охлаждения и технологии их изготовления / В.Б. Кунтыш, А.Б. Сухоцкий, Е.С. Санкович, В.П. Мулин // Химическая техника. – 2013. – №1 – С. 10–16.