Нещодавно відзначив 80-річчя теплоенергетичний факультет (ТЕФ) – один з найбільших і найстаріших факультетів нашого університету. Упродовж всього цього часу тут проводилися наукові дослідження, спрямовані на вдосконалення та розвиток теплоенергетичного та теплотехнічного обладнання і технологій.
У 1905 р. на механічному відділенні КПІ О.О.Радціг захистив докторську дисертацію на тему "Математическая теория теплообмена в цилиндрах паровых машин". Вона була першою в Росії науковою роботою з практичного використання термодинаміки при дослідженні робочих процесів у теплових двигунах. У 1906 р. докторську дисертацію на тему "Приборы для искусственной циркуляции воды в паровых котлах" захистив О.Я.Ступін. Низку досліджень теплотехнічного спрямування було виконано на інших відділеннях КПІ, але через війни і революції наукова робота в КПІ практично не проводилася до 20-х років ХХ століття.
У 1922 році в КПІ були створені науково-дослідницькі кафедри, які мали вести підготовку наукових і викладацьких кадрів вищої кваліфікації через аспірантуру і були підпорядковані "Укрнауці". У 1927 р. на базі науково-дослідницької кафедри теплотехніки був створений науковий філіал Теплотехнічного бюро Науково-дослідного управління Вищої Ради народного господарства УРСР під керівництвом завідувача кафедри професора Т.Т.Усенка. Метою діяльності бюро було підвищення ефективності роботи теплоенергетичного та теплотехнологічного обладнання та устаткування теплових електростанцій (ТЕС) та промислових підприємств багатьох галузей промисловості, зокрема цукрової. Працюючи в бюро, у цей період захистили кандидатські дисертації М.О.Кічигін, М.А.Кондак, І.Т.Швець, В.І.Толубінський та інші відомі в майбутньому вчені.
Після створення в 1934 р. Київського індустріального інституту (КІІ), в ньому було організовано науково-дослідний сектор. Науково-дослідницька робота КІІ була спрямована на підвищення кваліфікації наукових співробітників-членів кафедр і на надання конкретної допомоги промисловості. Лабораторії обладнувалися новим устаткуванням. У 1940 р. М.О.Кічигін захистив докторську дисертацію, а А.П.Орнатський – кандидатську.
Велика Вітчизняна війна зруйнувала плани подальшого розвитку наукової роботи на факультеті. В евакуації викладачами та науковцями факультету була виконана велика кількість прикладних науково-технічних робіт.
Відразу після повернення з евакуації на факультеті відновлюється науково-дослідна робота, встановлюються зв'язки з промисловими підприємствами, науковими та проектними інститутами. В 1945 р. на кафедрі парових двигунів її завідувач І.Т.Швець організує науково-дослідні роботи з газодинаміки та реактивної техніки, які склали основу його докторської дисертації, захищеної в 1947 р. З цього часу визначився новий науковий напрям досліджень на кафедрі – вивчення процесів горіння при інтенсивному спалюванні рідинних і газоподібних палив і розробка ефективних пальників і високотемпературних камер згоряння реактивних і газотурбінних двигунів.
У 1964 р. на факультеті згідно з постановою Ради Міністрів СРСР була створена науково-дослідна лабораторія газотурбінобудування на чолі з доцентом В.О.Христичем (у майбутньому – д.т.н., професор, заслужений діяч науки та техніки УРСР), яка зробила суттєвий внесок у розвиток газотурбінної техніки СРСР, зокрема, у створення газових турбін потужністю 25 і 50 МВт та більше.
На кафедрі котельних установок проводилися дослідження теплообміну при кипінні в парових котлах і інших технічних об'єктах. За цією тематикою в 1950 р. В.І.Толубінський захистив докторську дисертацію. У 1951 р. він був затверджений у науковому званні професора і обраний членом-кореспондентом АН УРСР. Наукові роботи за цим напрямом виконувалися до кінця 1960-х років.
Другий науковий напрям, який розвивається і сьогодні, склали дослідження теплообміну від газів до поверхні трубних пучків в газоходах котлів і інших об'єктів.
У 1951 р. за ініціативою декана факультету А.П.Орнатського спільно з ІТЕ АН УРСР на кафедрі котельних установок була створена перша в Україні спеціалізована лабораторія для дослідження високофорсованого теплообміну та криз кипіння рухомих середовищ в умовах роботи систем охолодження об'єктів нової техніки. Керівником лабораторії був призначений А.П.Орнатський. Дослідження проводилися систематично до 1990-х років, а їх результати широко використовували при створюванні активних зон ядерних реакторів, потужних радіоелектронних устроїв НВЧ, спеціальних артилерійських систем, устаткування безперервної кристалізації сталі, ракетної техніки.
На кафедрі теплосилових установок досліджувалися процеси горіння та теплообміну в топках котлів, можливості збільшення одиничної потужності пальників і вдосконалення систем автоматичного регулювання та керування процесами та обладнанням. Ці дослідження дозволили кафедрі розпочати з 1958 р. підготовку інженерів з автоматизації теплових процесів на електростанціях. Через деякий час кафедру було перейменовано на кафедру теплоенергетичних установок і автоматизації електричних станцій (ТЕУ і АЕС).
У 1945 р. доцент Б.П.Таранов отримав авторське свідоцтво СРСР, а згодом патенти США, Англії, Індії, Єгипту на вдосконалену теплофікаційну турбіну. Такі високоекономічні турбіни потужністю 50 і 100 МВт з 1958 р. почав випускати Уральський турбомоторний завод. На базі наукових результатів свого винаходу Б.П.Таранов захистив докторську дисертацію.
У 1957 р. за постановою уряду СРСР при кафедрі котельних установок була створена Проблемна лабораторія теплообміну та газодинаміки (ПЛТГ), де було споруджено ряд унікальних установок. Зокрема, у 1963 р. було завершено будівництво установки з котлом ПК-31 на закритичні параметри пари (тиск 40 МПа, температура 700о С). У 1965 р. ПЛТГ була перейменована в Проблемну лабораторію теплообміну та генерації пари (ПЛТГП). Дослідження за напрямом "Високотемпературна теплофізика" тривали в ПЛТГП до 1990-х років. За їх результатами до 1975 р. було захищено докторську дисертацію А.П.Орнатським (1969 р.) та 11 кандидатських дисертацій.
З другої половини 1970-х років в ПЛТГП був виконаний цикл важливих робіт з дослідження гідродинаміки та теплообміну в активних зонах енергетичних ядерних реакторів серії ВВЕР. За результатами цих робіт було захищено 6 кандидатських дисертацій.
На початку 1970-х років з ініціативи професора А.П.Орнатського під керівництвом с.н.с., к.т.н. М.Г.Семени в ПЛТГП були створені нові теплопередавальні пристрої – теплові труби (ТТ) з металоволокнистою капілярною структурою (МВКС), які знайшли широке використання в енергетиці, системах охолодження технічного обладнання, радіоелектронної апаратури, роторів електричних машин, системах терморегулювання наукового обладнання космічних апаратів. За матеріалами досліджень були захищені докторські дисертації М.Г.Семеною (1983 р.), В.М.Батуркіним (2011 р.) та майже 20 кандидатських дисертацій.
З середини 1960-х років в ПЛТГП за пропозицією Міненерго УРСР були розпочаті дослідження причин підвищеного руйнування трубних поверхонь нагріву парогенераторів надкритичних параметрів енергетичних блоків потужністю 300 МВт, найсучасніших на той час. За результатами досліджень були розроблені рекомендації щодо підвищення надійності парогенераторів та створені системи оперативної діагностики їх технічного стану, а пізніше – одна з перших в СРСР система моніторингу управління процесами в парових котлах, яка в другій половині 1980-х років була впроваджена на потужних блоках ТЕС в Україні та Болгарії. За результатами цих робіт були захищені докторська дисертація Ю.Г.Дашкієвим (1983 р.) і 10 кандидатських дисертацій.
Наукова діяльність викладачів і науковців кафедри теоретичної та промислової теплотехніки (ТПТ), починаючи з 1960-х років, сконцентрувалася навколо проблеми вдосконалення та розробки високоефективного теплотехнічного обладнання промислових підприємств.
Під керівництвом доцента І.Е.Венеракі з 1960 р. до другої половини 1980-х років виконувалися дослідження теплових процесів, які супроводжують отримання легких металів (алюмінію, магнію, натрію) методом електролізу розплавів. Використання отриманих результатів дозволило підвищити якість продукції, суттєво економити електроенергію. За результатами досліджень були захищені докторські дисертації доцентами В.І.Дешком (1993 р.) і Є.М.Пановим (1996 р.) та 12 кандидатських дисертацій.
На кафедрі ТПТ у 1964-1990 рр. під керівництвом доцента О.І.Бутузова (до 1975 р.), професора О.М.Алабовського та с.н.с. В.І.Кравчука проводилися дослідження, метою яких була розробка та впровадження нових видів теплової ізоляції для безканальних теплопроводів, їх конструкцій та технологій прокладання. У 1987 р. Держбуд СРСР ухвалив постанову про широке впровадження цих розробок при будівництві теплотрас і мереж, що дозволяло суттєво зменшити тепловтрати та на 30-40% вартість будівництва трас і мереж.
З 1966 р. до 1989 р. під керівництвом О.М.Алабовського виконувалися дослідження і була розроблена низка контактних теплообмінних апаратів з пальниками, зануреними в рідину, що нагрівається. За матеріалами цих досліджень О.М.Алабовський у 1975 р. захистив докторську дисертацію, а його співробітники – 10 кандидатських дисертацій.
У 1970 р. на кафедрі ТПТ під керівництвом с.н.с., к.т.н. М.К.Безродного (нині – д.т.н., професор, завідувач кафедри) розпочалися дослідження процесів гідродинаміки та теплообміну у двофазних випарних термосифонах (ТС). У другій половині 1980-х років під керівництвом М.К. Безродного на базі ТС була спроектована та впроваджена у виробництво серія термосифонних котлів-утилізаторів теплоти відхідних газів печей плавлення міді; рідинноплівкові сепаратори краплинного виносу кольорових металів з потоку відхідних газів пірометалургійних агрегатів; автономні теплогенератори повітря для систем повітряного теплопостачання та теплоспоживання різного призначення. Теплогенератори були впровадженні у виробництво також у Китаї. За результатами досліджень захищена докторська дисертація М.К. Безродним та 13 кандидатських дисертацій.
Дослідження інтенсифікації теплообміну при кипінні та конденсації в плівках рідин за умов роботи термоопріснювачів розпочалися на кафедрі ТПТ в 1966 р. В.Г. Ріфертом під керівництвом О.І. Бутузова. Було виявлено, що при використанні відцентрових сил для видалення плівки конденсату з поверхні теплообміну інтенсивність теплообміну зростає в 5-8 разів. Для подальших досліджень у цьому напрямі на кафедрі була створена науково-дослідна лабораторія, керована В.Г. Ріфертом, де до 1990 р. були розроблені та впроваджені у виробництво плівкові випарники та конденсатори для опріснювачів, дистиляторів і холодильників. За результатами цих досліджень були захищені докторська дисертація В.Г.Ріфертом (1987 р.) і 15 кандидатських дисертацій. У 1988 р. за цикл робіт "Дослідження та розробка відцентрових дистиляторів для регенерації води в космічних пілотованих комплексах" (система життєзабезпечення для персоналу космічної станції "Мир") В.Г.Ріферт, О.М.Алабовський, П.О.Барабаш, О.О.Мужилко, О.Б.Курилова були удостоєні Державної премії УРСР в галузі науки і техніки.
Починаючи з 1978 р. з ініціативи професора кафедри ТПТ М.О. Дикого, і донині проводяться дослідження і розробка високоекономічної, екологічно чистої парогазової установки (ПГУ) "Водолій", єдиної ПГУ у світі, що сама забезпечує себе водою (вода утворюється при спалюванні природного газу). Дослідні зразки таких ПГУ потужністю 16 і 25 МВт працюють на газоперекачувальних компресорних станціях в Україні, маючи технічні показники кращі, ніж показники кращих світових ПГУ. У 2000 р. за цикл розробок і впровадження у виробництво ПГУ "Водолій" М.О.Дикому була присуджена премія Міжнародної асоціації авіаційного моторобудування (АССАД). За результатами виконаних за цим напрямом робіт захищено 10 кандидатських дисертацій.
За ідеями професора М.О. Дикого в 1980-х роках також була створена економічна та екологічно чиста двопаливна система живлення автомобільних двигунів, яка дозволяє суттєво знизити витрати високооктанового бензину за рахунок добавок низькооктанового або природного газу. За ці роботи в 1995 р. М.О.Дикому присуджена Державна премія України.
На кафедрі ТЕУТ та АЕС, крім зазначених вище робіт, до середини 1960-х років були виконані під керівництвом професора М.А.Кондака дослідження фізико-хімічних процесів горіння палив, результати яких дозволили створити ефективні конструкції пальникових пристроїв з широким діапазоном теплових навантажень і коефіцієнта надлишку повітря. За матеріалами цих досліджень були захищені 4 кандидатські дисертації. Ще 4 дисертації були захищені за результатами досліджень з модернізації автоматичного регулювання основного та допоміжного теплоенергетичного обладнання електростанцій та вдосконалення експлуатації цього обладнання в перехідних режимах його роботи.
У 1967 р. на Київській ТЕЦ-3 під керівництвом к.т.н. Л.О.Кесової розпочалися дослідження, на основі яких була розроблена та створена нова система транспортування під підвищеним тиском пилоповітряних потоків з великою концентрацією паливного пилу. Система була впроваджена до 2000 р. на 4-х пиловугільних блоках Трипільської ТЕС і підтвердила свої високі техніко-економічні та експлуатаційні властивості. За матеріалами цих досліджень була захищена докторська дисертація Л.О.Кесовою (1992 р.) та 4 кандидатські дисертації.
У 1976 р. на базі науково-дослідних лабораторій та студентського конструкторського бюро ТЕФ спільним наказом Міненерго та Мінвузу УРСР на кафедрі ТЕУ та АЕС була створена галузева науково-дослідна лабораторія теплоенергетичних установок під керівництвом Ю.О.Бабенка, а з 1978 р. – професора О.Т.Ільченка. Основним напрямом роботи лабораторії було підвищення ефективності та експлуатаційної надійності теплоенергетичного обладнання ТЕС і АЕС. Результати досліджень були впроваджені у виробництво, за ними до початку 1990-х років захищено 5 кандидатських дисертацій.
Наукові дослідження на кафедрі АТЕП після реорганізації металургійного факультету і приєднання її до ТЕФ були спочатку пов'язані з автоматизацією теплових процесів і роботи обладнання металургійних виробництв і виконувалася під керівництвом завідувача кафедри професора В.С.Кочо. За період до 1980 р. був виконаний великий обсяг теоретичних та експериментальних досліджень, конструкторських робіт, результати яких були впроваджені в металургійне виробництво. В період з 1980 р. до 1983 р. кафедру очолював професор В.В.Ажогін. Разом з ним на кафедру прийшов майбутній академік НАН України М.З.Згуровський, на той час с.н.с., к.т.н. Він зробив значний внесок у розвиток прикладної теорії оптимального керування та розробку методів машинного проектування керуючих систем складних технічних об'єктів.
Під керівництвом В.В.Ажогіна, а з 1983 р. під керівництвом доцента О.П.Мовчана сформувався та суттєво розвинувся науковий напрям зі створення теоретичних основ, методів і засобів побудови автоматизованих систем керування технологічними процесами. За результатами робіт з цього напряму до 2000 р. захищено 8 кандидатських дисертацій.
Завідувачем кафедри АТЕП в 1983 р. був призначений д.т.н., професор Ю.П.Зайченко, який продовжив на кафедрі подальшу розробку проблем моделювання та автоматизації систем керування. Кафедрою з 1991 р. і донині керує професор Ю.М.Ковриго. Результатом наукових робіт, виконаних на кафедрі за роки її існування, є 3 докторські і 73 кандидатські дисертації, захищені її співробітниками, більше 200 винаходів, 10 монографій, 12 розробок, впроваджених у виробництво. В останні роки кафедра працює над науковою проблемою, пов'язаною з розробкою систем керування технологічними процесами ТЕС та АЕС, промислових підприємств, об'єктів малої енергетики на основі мікропроцесорних керуючих комплексів і тренажерних систем навчання оперативного персоналу.
У 1976 р. на кафедрі обчислювальної техніки КПІ професором В.Г.Сліпченком була заснована наукова школа з автоматизації процесів керування. Розпочаті там роботи виконувалися і після переходу В.Г.Сліпченка на кафедру АПЕПС ТЕФ, на якій у 1988 р. в рамках державної програми "Буран" було створено математичне забезпечення та інтерфейс для трьох випробних стендів орбітального літака "Буран". Ця розробка була відзначена Державною премією УРСР в галузі науки і техніки за реалізацію космічного проекту "Буран". Лауреатами Премії стали В.Г.Сліпченко, Г.М.Єлізаренко, О.В.Гагарін, О.В.Коваль, О.О.Ясько, Р.В.Сенченко.
У 1992 р. у структурі ТЕФ створюється самостійний підрозділ – науково-дослідний відділ "Комп'ютерні технології в енергетиці" на чолі з доцентом кафедри ТПТ Г.Б.Варламовим. Відділ працював над створенням концепції регіонального енергоекологічного моніторингу паливоспалюючих об'єктів промислових підприємств і автоматизованої системи контролю та діагностики об'єктів енергетики, аналогів якої в Україні та СНД на той час не існувало. Нині цей відділ трансформувався в окремий підрозділ університету: "Екотехнології та технології енергозбереження" (НТЦ "ЕКОТЕЗ") на чолі з д.т.н., професором Г.Б.Варламовим.
В останні роки на ТЕФ виконуються наукові та науково-технічні дослідження за пріоритетними державними напрямами і ініціативні науково-дослідні роботи.
До фундаментальних наукових досліджень належить робота "Розробка та дослідження перспективних мініатюрних енергозберігаючих пристроїв на основі випарно-конденсаційного циклу" (керівник – с.н.с. В.Ю.Кравець).
За напрямом "Енергетика та енергоефективність" можна назвати такі роботи, як "Створення наукових і технологічних основ для розробки перспективних оребрених поверхонь теплообміну" (керівник – д.т.н. В.О.Туз) і "Розробка і дослідження рівнорозвинених теплообмінних поверхонь для регенераторів теплоти ГТУ газотранспортної системи України" (керівник – проф. Є.М.Письменний). У цій роботі розроблено нові конструкції гвинтоподібних труб із рівнорозвиненою поверхнею з різними геометричними характеристиками та спосіб їх виготовлення. При використанні таких труб зокрема зменшується маса металу труб на 30-40%.
У роботі "Розробка системи висококонцентрованої пилоподачі під тиском для високореакційних палив та енергозберігаючих газових пальників для котлоагрегатів" (керівник – чл.-кор. НАН України Н.М.Фіалко) вперше у світовій практиці розроблено рекомендації зі створення системи пилоподачі з високою концентрацією під тиском високореакційного пожежо- і вибухонебезбечного вугілля. Створено оригінальні мікрофакельні пальники стабілізаторного типу, перевагою яких є низька чутливість до коливань тиску газу в магістралі.
Серед найкращих прикладних науково-дослідних робіт, які закінчено в 2011 р. в нашому університеті, визнано роботу "Автоматичне керування теплоенергетичними об'єктами у змінних режимах роботи" (керівник – проф. Ю.М.Ковриго), в результаті якої досягнута стабільна робота систем керування при зміні динамічних властивостей об'єктів керування до 50%. Результати роботи впроваджено на Трипільській ГРЕС.
Продовжується робота зі створення космічного сегмента за проектом "Наносупутник НТУУ "КПІ"" (керівник проекту – к.т.н. Б.М.Рассамакін).
До Комплексної програми "Енергетика сталого розвитку" (керівник – чл.-кор. НАН України Н.М.Фіалко) належить робота "Зменшення витрат природного газу у великій і малій енергетиці та компресорних станціях України на основі впровадження замкнених газотурбінних і термодинамічно форсованих двопаливних монарних технологій".
Результати плідної роботи науковців і викладачів факультету в період з 2003 до 2011 року були висвітлені в 43 монографіях, більше ніж 900 наукових статтях, близько 1900 доповідях на республіканських і міжнародних наукових конференціях і семінарах. У 2005-2011 рр. науковцями та викладачами факультету захищено 7 докторських і 20 кандидатських дисертацій.
Можна навести ще багато прикладів, але і наведених, мабуть, достатньо (хай у першому приближенні), щоб виразніше уявити, якими ми були і якими стали через 80 років, зрозуміти, що зроблено нашими попередниками і нами, замислитися над тим, що успадкують та як на основі цього будуть міркувати про нас нащадки, для яких наше сьогодення буде історією.