В рамках рубрики «История в лицах» журнал «Мир климата» публикует материалы, посвященные ученым, стоявшим у истоков климатической отрасли и внесшим значительный вклад в ее развитие. Уважаемые читатели, если вам есть что рассказать о людях, которые могли бы стать героями этой рубрики, пишите нам в редакцию журнала.
Петр Николаевич Каменев — ученый, профессор, доктор технических наук, автор книг и учебников в области гидроэлеваторов, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Большое внимание уделял расчетам потоков воздуха и воды, их смешиванию, расчету сложных воздуховодов и трубопроводов, заложил теоретические и методические основы дисциплин отопления и вентиляции. Научные труды П. Н. Каменева получили признание не только в СССР, но и за рубежом.
Петр Николаевич родился в 1892 году в селе Пеньшино [1] возле города Новосиля Тульской губернии. Родители его относились к числу мещан — низшему разряду городских обывателей, которые лишь незадолго до рождения Петра Николаевича были освобождены от подушной подати и телесных наказаний. Окончил два училища: городское пятиклассное в Новосиле и среднее техническое в Ростове-на-Дону, после чего поступил на механическое отделение Харьковского технологического института, который окончил с отличием.
Работа в строительной сфере
Отец Петра Николаевича умер, когда юноше было всего 18 лет. С тех пор началась его трудовая деятельность: сначала репетитором, потом чертежником в строительной конторе.
Инженерно-строительная отрасль привлекла молодого специалиста фактически на всю жизнь. История жизни П. Н. Каменева — одно из лучших подтверждений того, что для успеха в строительной отрасли необходимо совмещать проектную и монтажную деятельность. Каждая из них важна по отдельности, но только их совокупность способна многократно увеличить профессиональный потенциал сотрудника.
В 1917 году Петр Николаевич занялся вопросами устройства центральных систем отопления и вентиляции, работая в конторе инженера Г. Г. Барлаха в Харькове. После прихода к власти большевиков страну захлестнула волна индустриализации — форсированного наращивания промышленного потенциала, а потому работы хватало для инженеров всех направлений. В течение 15 лет П. Н. Каменев чередовал и совмещал проектные должности и функции руководителя монтажными работами на объектах различного масштаба и назначения. Он получил богатейший практический опыт устройства санитарно-технических систем, став фактически главным специалистом в этой сфере.
Приход в МИСИ и научная деятельность
Ближе к 40 годам П. Н. Каменев начинает успешную карьеру ученого. Петр Николаевич связывает свою профессиональную жизнь с Московским инженерно-строительным институтом (МИСИ, ныне НИУ МГСУ — Национальный исследовательский университет «Московский государственный строительный университет»), куда его пригласили на должность профессора. Одновременно с этим он работает старшим научным сотрудником в Институте норм и стандартов. В 1934 году Петр Николаевич возглавляет кафедру «Промышленная вентиляция», в 1935 году получает ученую степень кандидата технических наук без защиты диссертации, а в
Более 30 лет, с 1936 по 1968 год, П. Н. Каменев возглавляет кафедру отопления и вентиляции МИСИ, а также организовывает и по совместительству руководит аналогичной кафедрой в Нижегородском инженерном институте (ныне ННГАСУ — Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет).
В годы войны множество преподавателей МИСИ были отправлены на фронт или на работу на предприятия военного назначения. П. Н. Каменев попал в число тех, кто остался в институте. Здания МИСИ были отданы под госпиталь, сам институт эвакуирован в Новосибирск, а для московских сотрудников были выделены помещения в школах. В таких условиях П. Н. Каменев с коллегами вел научно-исследовательскую деятельность.
Научные интересы Петра Николаевича Каменева были связаны с потоками жидкостей и газов. Его исследования нашли практическое применение сначала в области водоструйных насосов (гидроэлеваторов), а потом и в сфере систем отопления и вентиляции. Он является автором методик определения избыточного давления воздуха для расчета аэрации, расчета воздуховодов «по вакууму» и перемещения единицы объема для решения обратных задач аэродинамики воздуховодов, разработчиком гидроэлеваторов с высоким коэффициентом полезного действия (до 70%). Так, на основе теоретических изысканий П. Н. Каменева был построен гидроэлеватор для выравнивания дна реки Волги, а также гидроэлеваторы на строительстве канала им. Москвы.
В последующие годы он спроектировал водогрейные и паровые котлы (так называемые «котлы по системе Каменева»), получившие широкое распространение в строительной промышленности. К 1948 году завершил исследование и сравнение одно- и двухтрубных систем отопления. В частности, он доказал, что однотрубные системы имеют б’oльшую гидравлическую устойчивость, чем двухтрубные, а в книге «Расчет однотрубных систем водяного отопления» представил ряд вспомогательных номограмм и расчетных формул для проектирования данных систем.
Стремление к совершенству
Петра Николаевича Каменева отличали исключительная жизненная активность, целеустремленность, трудоспособность, широта научных и инженерных интересов. На своем жизненном пути он совмещал различные должности — проектировщика и монтажника в молодости, инженера, преподавателя и научного сотрудника в зрелости. Это позволяло ему находиться на острие прогресса в разных сферах, знать и понимать актуальные проблемы любой отрасли, да и просто быть разносторонним человеком.
Изучение научных работ Петра Николаевича Каменева наводит на мысль о его постоянном стремлении к совершенству. В каждой отрасли, которой касался его разум, он находил пути повышения коэффициента полезного действия.
После разработки высокоэффективных гидроэлеваторов эта черта особенно сильно проявилась при изучении вопросов смешивания и разделения потоков жидкостей и газов. В его работах часто встречаются такие словосочетания, как «наивыгоднейшая скорость смешивания потоков», «наивыгоднейшая форма тройника для смешивания», «наивыгоднейшая форма тройника для разделения потока», «наименьшие потери давления».
Собственно, само правило идеального смешивания потоков у П. Н. Каменева звучит просто: наименьшие потери в тройниках будут иметь место при одинаковых скоростях в ответвлениях и при наименьшем угле между ответвлениями. Далее, условием получения наименьших потерь при смешивании потоков является постоянство статического давления на всем протяжении участка смешивания.
Исходя из этих простых правил, он детально изучал процессы, которые происходят при смешивании потоков, разделял их на стадии и разбирался с каждой из них. При этом фокусировался на потерях энергии, то есть выявлял причины неэффективности и, отталкиваясь от них, формулировал критерии достижения максимальной эффективности. Параллельно он устанавливал новые эмпирические закономерности там, где аналитические зависимости не были получены.
Как результат — П. Н. Каменевым предложены весьма сложные формы наивыгоднейших тройников — с тех пор это не просто стык двух воздуховодов с отводящим патрубком для полученной смеси. Как подводящие, так и отводящие воздуховоды у П. Н. Каменева имеют переходную зону — зону изменения проходного сечения под определенным углом и определенной длины. Отталкиваясь от полученных наивыгоднейших тройников, ученый предложил ряд модификаций для прочих вентиляционных фасонных изделий и перешел к построению сети воздуховодов с наименьшими потерями давления.
Авторство разработанной им теории смешивания потоков в научном сообществе не оспаривается. В ряде учебников для вузов соответствующие главы так и названы: «Теория смешивания потоков П. Н. Каменева».
Книги и учебники Каменева
П. Н. Каменев написал множество монографий и более десятка научных книг, которые пользовались популярностью не только в СССР, но и за его пределами.
По-настоящему настольной для нескольких поколений инженеров стала книга-учебник «Отопление и вентиляция» под редакцией П. Н. Каменева, посвященная описанию, расчету и правилам проектирования систем отопления и вентиляции для зданий различного назначения. Книга была выпущена в двух частях (первая часть, «Отопление», написана в 1956 году, вторая часть, «Вентиляция», написана в 1959 году), в течение последующих 20 лет пережила три издания и была допущена Министерством высшего и среднего образования СССР в качестве учебника по специальности «Теплогазоснабжение и вентиляция».
Стиль подачи П. Н. Каменева отличается подробным описанием производимых действий, упорядоченностью, обилием справочных таблиц, номограмм, примеров.
Наследие П. Н. Каменева велико. Его нет вот уже 45 лет, но он остается с нами посредством книг. Большинство глав учебников переписаны современными специалистами, но родные для Каменева темы по-прежнему фигурируют под его авторством, а в книге «Вентиляция. Учебное пособие», изданной в 2008 году, отмечается стремление редакторов при переиздании «сохранить общие принципы построения учебника, разработанные проф. П. Н. Каменевым».
Источники
«Московский государственный строительный университет. Факультет „Теплогазоснабжение и вентиляция“. Исторический очерк к
Каменев П. Н., Тертичник Е. И. Вентиляция. Учебное пособие. М., 2008.
Юрий Хомутский, технический редактор журнала «Мир климата»
[1] В ряде источников село названо Пеньшитно, однако есть основания полагать, что это опечатка или устаревшее название села; на современных картах в 50 километрах к югу от города Новосиля (который сегодня относится к Орловской области) расположено именно село Пеньшино.
