CC BY
20
УДК 66.047
В.Б. Сажин, М.Б. Сажина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия Российский заочный институт текстильной и легкой промышленности, Москва, Россия
ВАЛЕНТИН АНДРЕЕВИЧ РЕУТСКИЙ, «ЧЕЛОВЕК ВЫДАЮЩИЙСЯ И СКРОМНЫЙ ДО РОБОСТИ»
Валентин Андреевич Реутский (1927-2010) родился 8 мая 1927 года. В 14 лет он оказался в фашистском «лагере смерти» Маутхаузен, где провел два бесконечно долгих и страшных года. Принятый немецкой верхушкой план обеспечения добропорядочных немецких бюргеров рабами из славянских стран спас мальчика-сироту от неминуемой и страшной смерти: хозяйственный селянин выкупил его и взял к себе в батраки.
Со временем работящий и сметливый паренек ему настолько приглянулся, что хозяин предложил ему в жены одну из своих дочерей. Можно гадать, как сложилась бы его дальнейшая судьба, но война окончилась разгромом немецкого фашизма. Однако, с окончанием страшной войны злоключения паренька не кончились: спустя несколько недель после подписания акта о безоговорочной капитуляции Германии он стал трофеем американских солдат-освободителей. Впрочем, радость от победы и ожидание скорого возвращения на родину помогли ему пережить частые и тяжелые беседы-допросы и длительное пребывание в лагере-пересылке американской зоны ответственности. Твердо отказавшись от посулов, связанных с потерей родины, он со временем стал американцам неинтересен и его депортировали в СССР. Через непродолжительное время после возвращения он поступил в химико-технологический техникум, затем получил и высшее образование в Московском химико-технологическом институте им. Д.И. Менделеева. Впоследствии, окончив с отличием органический факультет МХТИ, уже в качестве сотрудника научно-исследовательского института полупродуктов и красителей - НИОПиК, он поступил в заочную аспирантуру МХТИ на кафедру кибернетики химико-технологических процессов. В то время он с семьей жил в крохотной комнатушке аспирантского барака на Масловке. Научным руководителем его кандидатской диссертации стал легендарный менделеевец Виктор Вячеславович Кафаров. В НИОПиКе В.А. Реутский работал в лаборатории физико-механических процессов под руководством Марии Анатольевны Плановской (супруги крупного советского ученого, специалиста по процессам и аппаратам химической технологии Александра Николаевича Плановского). Рассказывают, что в ожидании зарубежных гостей в институте «схватились за голову»: необходимо подготовить переводчиков-синхронистов, владеющих европейскими языками, для встречи гостей, нужны гиды для сопровождения в рамках обязательной культурной программы, нужен также ученый-специалист со знанием хотя бы английского для перевода специальных терминов, а кроме того, нужны, по крайней мере, две стенографистки для фиксации переговоров и машинистка для под-
готовки распечатки стенограммы дискуссии. Положение складывалось безвыходное, встреча зарубежных гостей срывалась... Кому-то пришла в голову спасительная мысль: «надо обратиться к Реутскому, он - тот самый специалист со знанием языка, а значит, поможет с переводом специальной терминологии». Валентин Андреевич в тот раз не просто оправдал надежды коллег, он, что называется, «разрулил» безвыходную ситуацию. Даже сотрудники его лаборатории не знали о спектре его умений и дарований. Он не просто был чужд тому, что мы называем «самопиаром», он в силу природной скромности и застенчивости в работе всегда подставлял плечо и трудился «на износ», а, достигнув успеха, всегда терялся, просто услышав в свой адрес слова благодарности. При этом лавры героя всегда передавал другим, наиболее комфортно чувствуя себя не в первых рядах победителей а в последних рядах тех, кто устраивал им овацию... Словом, та встреча зарубежных гостей прошла «на ура», а обеспечил ее успех - Валентин Андреевич, выступив и как научный эксперт, и как переводчик-синхронист с различных европейских языков, и как гид культурной программы. Он же застенографировал дискуссию, стенограмму расшифровал и перепечатал набело.
Валентин Андреевич еще в студенческие годы был невероятно упорен и трудолюбив. Его близкий друг и однокашник по МХТИ им. Д.И. Менделеева Валентин Афанасьевич Коптюг (впоследствии академик АН СССР, директор Сибирского отделения Академии наук, вице-президент РАН) всегда отзывался о нем с неизменным уважением, повторяя, что более талантливого и трудолюбивого человека, чем Валентин Реутский он не встречал за всю свою долгую жизнь в науке.
Вместе с тем в быту В.А. Реутского отличала поразительная скромность, временами граничащая с робостью. Рано женившись на скромной буфетчице Валентине, он получил в ее лице яростного оппонента его стремлению к знаниям. Если его поступление в техникум было воспринято той как блажь, то учебу в институте («книжки читать» вместо того, чтобы «работать, как все нормальные люди и нести денежку в дом») супруга воспринимала как прямое оскорбление в свой адрес, ну а желание писать диссертацию, и вовсе, посчитала «преступлением против интересов семьи».
В.А. Реутский был человеком не только в высшей степени терпеливым, но и благородным: за все неудачи в семейной жизни винил только себя, и, не желая быть помехой личному счастью своей супруги, всякий раз, когда семейная жизнь давала трещину, уходил из дома — в никуда, «налегке»: в скромном и немодном своем костюме с неизменным потертым портфелем в руках. Так вехи его семейной жизни звались Валентина, Виолетта и Надежда.
Вместе с тем, помимо жизни семейной, он был искренне уважаемым специалистом, крупным ученым с энциклопедическим кругозором. В 1965 году по настойчивому приглашению В.В. Кафарова он оставил НИОПиК и вернулся в альма-матер уже в качестве педагога на возглавляемую В.В. Ка-фаровым кафедру кибернетики химико-технологических процессов МХТИ. Там он работал доцентом вплоть до 1976 года, когда, уступив желанию своего многолетнего друга (соратника по аспирантскому бараку на Масловке) профессора Бориса Степановича Сажина, перешел доцентом на возглавляе-
мую тем кафедру процессов, аппаратов и гидравлики в Московский текстильный институт им. А.Н. Косыгина.
Забота друга помогла В. А. Реутскому в полной мере раскрыться и как педагогу, и как ученому. Став близким соратником и соавтором академика Б.С. Сажина (выпускника-менделеевца 1958 года), Валентин Андреевич Ре-утский получил степень «доктора технических наук», звание «профессора», и 27 декабря 2001 года ему Указом Президента РФ было присвоено почетное звание «заслуженного деятеля науки Российской Федерации».
В 1988 г. В.А. Реутский стал соавтором первого в нашей стране учебника по процессам и аппаратам химической технологии в текстильной промышленности (соавторы Сажин Б.С. и Гудим Л.И.), в котором с учетом последних достижений науки и техники (например, техники взвешенного слоя) были рассмотрены гидромеханические и диффузионные процессы, даны новые трактовки многих вопросов, отражена специфика текстильной промышленности. Учебник получил высокую оценку среди специалистов высшей школы и промышленности: в составе комплекса работ он был отмечен премией Министерства высшего и среднего специального образования СССР.
Профессор В.А. Реутский был одним из ведущих специалистов страны по хемосорбционным процессам, автором более 200 научных трудов, ряда монографий (в том числе «Сушка и промывка текстильных материалов: теория, расчет процессов», «Процессы промывки тканей и методы их интенсификации», «Гидродинамические и диффузионные процессы» и др.), более 50 авторских свидетельств и патентов, соавтором открытия в области кинетики многофазных технологических процессов. Он подготовил несколько десятков кандидатов наук для СССР, России, Украины, Белоруссии, Узбекистана, Казахстана, Грузии, Молдавии, Чехословакии, Кубы, Монголии, Китая. Многие из его учеников стали докторами наук, руководителями организаций и предприятий, заведующими кафедрами вузов.
Ниже приведем фрагмент посмертной статьи В.А. Реутского «Использование обобщенного уравнения массопередачи для процессов хемо-сорбции и сушки ленточных материалов» (соавтор Б.С. Сажин) в журнале «Известия вузов. Технология текстильной промышленности», 2010.
«Обобщенное уравнение массопередачи, известное в специальной литературе как «уравнение Сажина-Р еутского », является базовым в новой теории массопередачи и успешно применяется во многих технологических (в том числе сорбционных) процессах химической, текстильной и других отраслей промышленности. Оно позволяет рассчитывать все процессы без их деления на периоды или зоны.
В данной статье обобгценное уравнение массопередачи использовано для расчета процессов хемосорбции и сушки ленточных материалов.
Для расчета процессов хемосорбг^ии применяются численные, численно-графические и аналитические методы, основанные на разделении хемосорбционного аппарата на отдельные участки - зоны. Недостатками всех этих методов являются их громоздкость и большой объем исходной информации, необходимой для расчета процесса (кинетическое уравнение реащии, сопровождаюгцей процесс абсорбции, и
его параметры, величина удельного поверхности контакта фаз, коэффициенты массоотдачи в газовой и жидкой фазе, величина коэффициента ускорения и ее зависимость от состава фаз, параметры границ раздела между стадиями - зонами и др.). Большая часть необходимых для расчета параметров может быть определена лишь грубо приближенно с погрешностями порядка 30-50%, а в ряде случаев и более. Для многих процессов хемосорбционной обработки значительная часть необходимой информации вообгце отсутствует.
Разработанный нами метод расчета процессов хемосорбции, основанный на использовании обобщенного уравнения массопередачи требует минимального объема исходной информации о процессе.
В основу метода положены следуюгцие представления и допущения. Профили изменения концентраций реагентов по длине аппарата, как показывает опыт, имеют вид Б-образных кривых (двойных экспонент) или простых экспонент, обращенных выпуклостью вверх или вниз. Конечные участки Б-образных профилей стремятся к своим асимптотам. Форма профилей (положение точки перегиба, крутизна среднего участка, симметричность или асимметричность расположения конечных участков) определяется удаленностью асимптот от концевых точек конечных участков профилей концентраций. Простые экспоненты можно рассматривать как вырожденные образные кривые, образующиеся при большом удалении одной из асимптот от соответствующего конечного участка профиля концентраций. Положение асимптот профилей концентраций определяется начальным и конечным состоянием хемосорбционной системы, т.е. фазовым равновесием между газом и жидкостью на входе в хемосорбционный аппарат и на выходе из него. При этом ниже точки перегиба сопротивление массообмену по мере удаления от этой точки все в большей степени сосредоточивается на стороне одной фазы, а выше точки перегиба — на стороне другой. Скорость протекания процесса хемосорбции в любом сечении хемосорбционного аппарата определяется как верхним, так и нижним состоянием равновесия.
Учитывая, что газовая и жидкая фазы движутся в ленточном хемосорбционном аппарате в режиме близком к идеальному вытеснению для математического описания процесса хемосорбции можно использовать уравнение:
с1 = -ЪС^ = Ь^ = К(СА - А)(СВ - В), (1)
ап ап
где К — коэффгщиент скорости процесса, предполагаемый постоянным по высоте хемосорбционной колонны; С а, - концентрация поглогцаемого компонента в газовой фазе; Св - концентрация активной части абсорбента в жидкой фазе; О, Ь — нагрузки по газу и жидкости соответственно; И — текугцая высота хемосорбционного аппарата; Ъ - стехиометрический коэффгщиент, показываюгций, какое число молей активной части абсорбента взаимодействует с одним молем поглогцаемого компонента; с/ — скорость хемосорбции.
Концентрации реагентов и нагрузки хемосорбционного аппарата по газу и жидкости могут быть выражены различным образом в зависимости от конкретной постановки задачи. Под равновесной кон-центрагщей А подразумевается концентрация поглогцаемого компо-
нента в газовой фазе, равновесная фактической концентрации активной части абсорбента на входе жидкой фазы в хемосорбционную колонну. Под равновесной концентрацией В подразумевается концентрация активной части абсорбента, равновесное давление поглогцаемого компонента которой равно фактической концентрации в газовой фазе на входе газа в аппарат. В случае процессов хемосорбции, в которых активной частью абсорбента является вода (процессы получения кислот), обозначения равновесных концентраций изменяются на противоположные, а правая часть уравнения (1) принимает вид: К (А-Св) (Са—В) (Св — концентрация образующейся кислоты). Для определения высоты хемосорбционного аппарата достаточно проинтегрировать уравнение (1) [диаметр колонны определяется требуемой производительностью, поэтому для унификации расчетов процесса хемосорбции уравнение (1) составлено применительно к хемосорбционному аппарату с величиной поперечного сечения 1м2]. Для этой цели можно воспользоваться методом разделения переменных и уравнением рабочей линии, связывающим между собой концентрацию активной части абсорбента и поглогцаемого компонента.
С а =М - N -Св, (2)
где М и N — параметры уравнения рабочей линии, определяемые условиями проведения процесса хемосорбции (нагрузками колонны по газу и жидкости и концентрациями поглогцаемого компонента и активной части абсорбента на входе или на выходе из хемосорбционной колонны). В результате интегрирования уравнения (1) с учетом уравнения (2) получим
И =---1п
Ш(А' -В)
(А'-СвХСв-В)
_{А'-СВ0){СВ-В)
где А'=(М/Ы)-(1/Ы)А; Сво,- концентрация активной части абсорбента на входе в хемосорбционную колонну.
Коэффгщиент скорости К, входящий в уравнения (1) и (3), может быть рассчитан различным образом в зависимости от располагаемой информации о процессе. Если известна скорость процесса хемосорбции, хотя бы в одной точке (для произвольного сечения хемо-сорбгрюнной колонны), то для определения К известная скорость подставляется в левую часть уравнения (1) и полученное таким образом уравнение разрешается относительно К. Если известна высота, необходимая для достижения определенной степени извлечения поглогцаемого компонента, то эта высота подставляется в уравнение (3), из которого и находится искомая величина К. Таким образом, исходная информаг{ия, необходимая для расчета процесса хемосорбции, включает в себя лишь данные по фазовому равновесию и данные о скорости процесса для одного из сечений хемосорбционного аппарата, либо данные о размерах хемосорбгрюнного аппарата, требующихся для достижения определенной степени извлечения поглогцаемого компонента.
Предложенный обобгценный аналитический метод расчета процессов хемосорбции позволяет производить расчет хемосорбционной обработки ленточных материалов на основе единого уравнения без
разделения аппарата на зоны в зависимости от области протекания процесса хемосорбции.
Обобгценное уравнение массопередачи можно успешно использовать в других технологических процессах, например для сушки тканей.
В настоягцее время процесс сушки различных материалов независимо от способов сушки принято делить на три последовательных периода: начальный - прогрев материала, постоянной скорости сушки и убывающей скорости сушки. Применительно к прогрессу сушки обобгценное уравнение массопередачи можно представить в виде
ц Ки (Аи-и)(и-Ви), (4)
где - Ки - эффективный коэффгщиент скорости сушки; Аи, Ви -равновесные влажности высушиваемого материала на входе в сушильную камеру (в начале процесса сушки) и на выходе из нее (в конце прогресса сушки).
Начальная равновесная влажность материала Аи по физическому смыслу представляет собой влажность, достигаемую материалом после завершения периода прогрева , когда температура сушильного агента достигает температуры мокрого термометра. При этом предполагается, что в период прогрева влага частично испаряется, вследствие чего Аи всегда меньше начального влажности материала Ш. Разность между обеими величинами тем больше, чем выше температура сушильного агента.
Все три величины (Ки, Аи и Ви), входягцие в уравнение (4), легко определяются по экспериментальным кривым кинетики сушки. В результате интегрирования уравнения (4) можно получить уравнение для определения обгцей продолжительности процесса сушки (без деления процесса на периоды) при Аи>11о:
(Аи - 11к)(11о - В и)
М
Т =-1п
Ки(Аи - Ви)
М ' <5)
К(1/о - Ви)
(Аи -ио){ик - Ви) где ио, 1/к - соответственно начальная и конечная влажность материала; г'— безразмерный копцептрациоппьп1 комплекс. При Аи<ио уравнение (5) принимает вид:
М
т =-1п
К'и(Аи - Ви)
Оио-ик)(Аи-Ви)
м ■ (б>
К'(11о - Ви)
(Ио - Аи)(ик - Ви) Коэффгщиент скорости сушки можно представить в виде:
В2=К'и(ио-и), (7)
Из уравнения (6) следует, что на графике в координатах т - г зависимость продолжительности сушки от безразмерного комплекса г должна представлять собой прямую линию, проходягцую через начало координат с тангенсом угла наклона, равным коэффгщиенту перед знаком логарифма. Положение прямой относительно начала координат характеризуется величиной Аи, а степень прямизны — правильностью определения равновесной концентрации Ви. После определения истинного значения параметра Ви истинное значение Аи определяется из формулы:
А и = (17оу/ - В)/(1 + щ), (8)
(Аи-Ви)
у/ = ехр(7„) —-—. (9)
(1/о - Аи)
По найденному ранее углу наклона прямой рассчитывают значение Ки.
Анализ обобщенного уравнения массопередачи в сочетании с экспериментальными данными показывает, что для конкретных условий ведения процесса кинетическая кривая может «вырождаться» и принимать вид части Б-образной кривой. В зависимости от этого можно следуюгцим образом классифгщировать задачи массообмена: внешняя задача (когда кинетическая кривая отражает только верхнюю ветвь Б-образной кривой (до точки перегиба), внутренняя задача массообмена (кинетическая кривая соответствует участку Б-образной кривой после точки перегиба) и смешанная задача массообмена, когда на кинетической кривой имеется точка перегиба.»
Проф. В.А. Реутский отдал более 25 лет жизни работе в Московском государственном текстильном университете им. А.Н. Косыгина, на кафедре «Процессы и аппараты химической технологии и безопасность жизнедеятельности». Он — создатель лаборатории с лабораторным практикумом по общей химической технологии на кафедре ПАХТ МТИ, а также курса «Математическое моделирование и оптимизация химико-технологических процессов».
[Кафедра «Процесы и аппараты химической технологии и безопасность жизнедеятельности—ПАХТ и БЖД образовалась в феврале 1996 г. после присоединения к кафедре ПАХТ кафедры БЖД. Кафедра ПАХТ была создана на базе кафедры ПАГ (процессы, аппараты и гидравлика) в 1975 г. после объединения комплекса дисциплин инженерной химии (к основной дисциплине каф. ПАГ «Процессы и аппараты» были присоединены дисциплина «Обгцая химическая технология», ранее бывшая на кафедре «Органическая химия и химия красителей», а также дисциплина «Математическое моделирование химико-технологических процессов». С 1975 года и по настоягцее время кафедру возглавляет Борис Степанович Сажин, профессор, академик, заслуженный деятель науки и техники РФ, заслуженный изобретатель СССР, заслуженный деятель искусств, заслуженный инженер РФ, лауреат премий Совета Министров СССР (дважды) и Правительства РФ, почетный доктор ряда зарубежных университетов.].
Проф. В.А. Реутский был ученым с мировым именем в области процессов и аппаратов химической технологии, соавтором новой теории массопередачи, в основе которой лежит обобщенное уравнение массопередачи, известное в специальной литературе как «уравнение Сажина-Реутского». Он был крупнейшим в СССР специалистом в области хемосорбционных процессов, консультантом Нью-Йоркского научного центра США по кинетике многофазных гетерогенных технологических процессов, переводчиком и редактором ВИНИТИ (немецкий, английский, французский, японский языки). Он отличался выдающейся эрудицией, владел в совершенстве стенографией, знал 12 языков (немецкий, английский, французский, украинский, польский, японский, китайский и др.). Вместе с тем, проф. Реутский В.А. был необычайно скромным, добрым, чистосердечным человеком, готовым прийти на помощь каждому, кто в ней нуждался.
