18_отзыв_оппонент_Прилуцкий (Исследование и оптимизация нестационарных процессов гелиевого ожижителя-рефрижератора средней мощности)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Нагимова Руслана Рафаэльевича на тему: «ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХПРОЦЕССОВ ГЕЛИЕВОГО ОЖИЖИТЕЛЯ!РЕФРИЖЕРАТОРА СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения Представленная на рассмотрение диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав и заключительного раздела, содержащего основные результаты, выводы и рекомендации.

Работа изложена на 92 страницах машинописного текста, дополнена 52 рисунками, 10 таблицами, включает одно приложение (с алгоритмами решения 2-х частных оптимизационных задач) и список литературы из 96 наименования, из которых 82 !? иностранная литература. Автором опубликованы 4 научные статьи в журналах, рекомендуемых ВАК РФ; 2 из них в изданиях, индексируемых в международной цитатно-аналитической базе данных «Ясорпз».

Акюуальн осядь темы диссертационной работы автор обосновывает, исходя из следующих положений: - действующие гелиевые ожижительные и рефрижераторные системы спроектированы с учетом особенностей работы сверхпроводящих систем только для основных стационарных режимов работы, что не способствует оптимальному функционированию системы во всем диапазоне эксплуатационных параметров и указывает на целесообразность постановки настоящей работы; повышение эффективности систем криостатирования при наличии не стационарности протекающих рабочих процессов и оценка их совершенства неразрывно связаны с дальнейшим развитием методов оптимизации, в основу которых закладываются результаты экспериментального исследования и теоретического анализа процессов в элементах систем криостатирования.

С учетом сказанного выше, тему рассматриваемой диссертационной работы следует признать АКТУАЛЬНОЙ. Глава 1 посвящена обзору литературы, выбору методов и обоснованию целей и задач исследования. Автор отмечает, что моделирование нестациоиарных процессов в настоящее время широко распространено и используется на стадии эскизного и технического проектирования, позволяя находить близкие к оптимальным технические решения различных объектов и обеспечивать эффективность протекающих в них процессов. Среди прочих автор выделяет задачу изучения процессов протекающих в криогенных системах на этапе их проектирования с целью понилсенил эксплуатационных затрат (стр. 47-48).

Решение задачи автор видит в улучшении динамических характеристик объекта исследования и совершенствовании переходи ых режимов (отогрева, рекуперации адсорберов, изменения температуры или тепловой нагрузки). В итоге автор формулирует базовые подходы, цель и задачи диссертационной работы, а также основные положения, выносимые на защиту, в том числе: Объект исследования - гелиевые ожижители/рефрижераторы, работающие в составе ускорителей заряженных частиц.

ХХредмет исследования - рабочие процессы, протекающие в элементах гелиевого ожижителя/рефрижератора Цель работы — развитие методов расчета и отпимизации рабочих процессов в гелиевых криогенных системах для криостатирования сверхпроводящих элементов ускорителей заряженных частиц, применение которых на стадии проектирования и в ходе эксплуатации позволяет повышать энергетическую эффективность объекта исследования. Задачи исследования — разработка математической модели рабочих процессов, протекающих в криогенной системе с учетом их не стационарности, установление ее адекватности, обоснование целевых функций при решении комплекса задач научного и прикладного плана с использованием программного комплекса, упрощающего процесс получения характеристик объекта исследования в режиме реального времени.

ХХодход автора при решении поставленных задач - ориентация на математическое моделирование реальных процессов в элементах гелиевого ожижителя/рефрижератора в сочетании с численным и натурным экспериментом, представляется правомерным и достаточно обоснованным. ХХолоэкенин, выносимые на защиту: математическая модель рабочих процессов в криогенной системе линейного ускорителя частиц проекта АМЕ1., учитывающая нестационарные явления в элементах объекта исследования.

- «программный комплекс» для автоматизированного сбора и обработки данных с контрольно-измерительных приборов криогенной системы и вывода на печать комплексной информации о текущих и интегральных параметрах в цифровой и графической форме, имеющих научную новизну и практическую значимость, в режиме реального времени. - методика и результаты численного анализа и оптимизации нестационарных процессов в элементах криогенных систем полученных на базе созданной математической модели и разработанного «программного комплекса».

Замечании по главе 1. 1. Характеризуя анонсированные в теме диссертации исследуемые процессы как «нестационарные», автор в дальнейшем пользуется такими понятия как динамические, переходные и пульсирующие процессы (стр. 34), считая их не стационарными. Представляется целесообразным при защите указать на различия между ними и выделить основные процессы, в максимальной степени определившие достижение поставленной автором цели повышение энергетической эффективности!? объекта исследования.

2. Формулируя задачи 2 и 5 (сгр. 5О), автор указывает на необходимость « ... модифииировать .Ч существующую криогенную систему линейного ускорителя проекта АЮЕЬ, онредел ать Р? ее' фактическую эффективность и оценить .'? полученный нолезный эффект». Не ясно, что автор понимается под термином эффективность ?? Это употребляемое в диссертации и автореферате понятие «эффективность проектирования» или нечто более общее?? Критерий эффективности ?? 3. Оценивая возможность применения методов математического моделирования для изучения элементов существующих криогенных систем автор на стр.

49 среди прочих ставит задачу «... олтимизаиия работы при сниженном в результате износа ХПДрасширительных машин ...». Бе испо: что конкретно изнашивается в рассматриваемом объекте, какая физическая связь между износом и процессами, определяющими КПД детандера, в чем суть оптимизации и где результаты решения этой задачи? Глава 2 посвящена подготовке и выполнению натурных испытаний объекта исследования, целью которых являлось накопление фактического экспериментального материала и установление адекватности разрабатываемой математической модели. В качестве экспериментального стенда была использована криогенная система проекта А8.1ЕЬ с температурой криостатирования 2,0 К в период проведения приемочных и пусконаладочных испытаний. В состав криогенной системы, исследуемой автором, входят стандартный коммерческий гелиевый ожижитель/рефрижератор «НЕЬ1АЬ ЬЬ» производства «А)г Ьк1п1с1е Ас1чапсед Тес Ьпо1орез», комплекс для сжатия, хранения и очистки гелия, системы распределения жидкого гелия, вакуумной откачки его паров и ряд криогенных модулей.

2 .экспериментальный стенд оборудован современным комплексом контрольно-измерительных приборов, включая пьезорезистивные датчики давления «%1КА 810», платиновые термометры сопротивления, никельманганиновые линейные датчики температуры «ЛЯНАУ С1.ТЯ-2В», датчики частоты вращения ротора турбодетандеров «Т1ррЕешрег МАТАХ РЯЭ- 1.ТВ-ЯЭ», оснащенные оптическим волокном «Т1рр1сегпрег МАТАХ БК-М18-1800-1Т-4». Величины давления и температуры преобразуются в аналоговый сигнал и считываются аналого-цифровым преобразователем «Яешепз 8М331 6ЕЯ7 331-7КР02-ОАВО» в цифровой сигнал.

Практическим важным достижением автора является разработка и апробирование «программного комплекса» для регистрации и обработки экспериментальной информации с использованием стандартной системы управления гелиевым ожижителем. Программный комплекс позволил автору автоматизировать процесс получения экспериментальных характеристик различных элементов криогенной системы в графической и цифровой форме без участия оператора (стр. 75). Замечания по главе 2. 1.

Характеристика выбранных винтовых компрессоров: автор утверждает (стр. 54), что они «... имеют расходную характеристику, зависящую (при прочих одинаковых режимных параметрах) только от часпюты вращения ротора». Если автор считает, что характеристика компрессоров У(м /с) = / [п(с )1 линейная, то такое допущение, справедливо только в узком диапазоне изменения частоты вращения ведущего ротора. - задание расхода газа в г/с (стр. 54, табл.