18.Отзыв_оппонента (Исследование спирального детандера на различных рабочих веществах)

отзывофициального оппонентана диссертационную работу Воронова Владимира Андреевича(ИССЛЕДОВАНИЕ СПИРАJЬНОГО ДЕТАНШРА НА РАЗЛИtIНЫХрАБочIд( вЕщЕствАх>>,ПРеДсТаВленную на соискание уtеной степени кандидата технических наукПО СПеЦИ€lЛьносТи 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной иКРИОГеНноЙ техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения.ПРедставленная на рассмотрение диссертационная работа состоит изВВеДеНия, 6-ти глав и заключения, содержащего основные результаты иВЫВОДЫ.

Работа изложена на 76 страницах машинописного текста, дополнена73 РИСУнкаМи, 22 таблицами, включает одно шриложение на 13 страницах иСПИСОК ЛИТеРаТУры иЗ 39 наименованиЙ. По теме диссертации опубликованы4 Статьи в журн€tлах рекомендованных ВАК и 5 - в других изданиях, а такжеопубликована заявка ((патент на полезную модель СПИРАЛЬНЫЙДЕТАНДЕР).Акryальность темы диссертационной работы обусловлена однимизк машинам объёмного деЙствия на современномЭТаПе, фОРМУлирУемом в виде: снижение уделъных массо-габаритныхПаРаМеТРОВ при сохранении (как минимум) эффективности и надежностиОСНОВНЫХ ТРебованиЙвновь Создаваемых и модернизируемых машин различных по назначению,роду рабочего вещества и режимным параметрам с ориентацией наОСВОеННЫе В производстве базы, форсированные по частоте вращения вЕLла.,ЩаННаЯ ТенДеНция типична для компрессорных и расширителъных машин,рабочие циклы которых во многом идентичны, а методы расчета базируются:, на апробированных инженерных методиках, эффективность применениrIкоторых во многом определяется опытом разработчика;, на более перспективных подходах, сочетающих моделированиерабочихпроцессов на основе термодинамики тела переменной массы с поиском ина}цным обоснованием ((оптим€UIьного) варианта объекта исследования изчисла рассматриваемых на стадии проектированиrI и с прогнозированием егоинтегр€tльных и текущих параметров при работе на гчвах и их смесях ссущественно р€lзличными свойствами.характерной особенностью большинства выполненных за последнеевремя диссертационных работ является укJIон в сторону расчетного анализаобъектов исследования без солидного подтверждения полученнойрасчетнойинформации результатами испытаний натурных образцов новой техники вреаJIьных условиях эксплуатации.

Сэтих позиций направленностьдиссертации на выполнение комплексного расчетного и эксперимент€tльногоисследов ания натурных образцов спир€rпьных агрегатов и совершенствованиеинженерной методики их расчета, следует признатъ АКТуАльноЙ.Базируясь на результатах обзора литературных источников, авторформулИруеТ основнЫе понятия, целЬ и задачи диссертационной работы.Объектом исследования является жидкостно заполненный спиральныйкомпрессор Mitsubishi MSC9OCAS с фиксированной геометрическойпредмет исследования - совокупность рабочих процессов вроторныхбесклапанных воздушных и г€lзовых машинах и их взаимосвязь сконструкцией объектов исследов ания.Щель работы (в интерпретации автора)спир€LJIьного детандера при работе нар€вличныхСОЗДАНИЕ а_гlгоритма его расчёта.ИССЛЕДОВАНИЕрабочих веществах изадачи исследования автор формулирует в виде следующего комплекса:, создать экспериментЕlJIьные стендыдля исследования натурных образцоввоздушных И г€tзовых спир€tлъныхкомпрессоров И детандеров иукомплектовать их современными контрольно-измерительными приборами свыводом результатов эксперимента на персональный компъютер;, спланироватъ и выполнить натурный эксперимент,по завершению которогополучить комплекс характерных интегр€rльных параметров, вкJIючаяпроизводительность, крутящий момент и мощность на Вшу, конечнуютемпературу г€ва, потери на трение и перетечки иРяд других в функции ототношениrI давлений в детандере Гt : р" /р*;, выявитъ степень влиянияРода рабочего вещества (воздух-аргон-гелийуглекисЛоты-хлаДон R141b) на изоэнтропный кпД Цs в функции от n и I\;, провести испытания детандера на воздухе Врежиме пневмомотора ипроанализировать полученные резулътаты;, использовать полученныерезультаты для установления адекватностирасчетных и эксперимент€Lльныхпараметров.Подход автора при решении поставленЕых задач, предусматривающийсовершенствование инженерной методики расчета спир€tльныхдетандеров наоснове внешних интегральных параметров, полученных при комплексномэксперимент€tпьном исследовании существующих спир€tльныхдетандеров икомпрессоров в целом и их отдельных узлов и элементов, следует признатьправомерным.Положения, выносимые на защиту:- Усовершенствованн€ш инженерная методика и блок-схема расчетаспир€lльного детандера с заданной геометрической степенью расширениrI tг.- Результаты расчетно - теоретических и эксперимент€uIьных исследований,характеризующие особенности спир€шьного детандера при работе наразличных газах в широком диапазоне режимных параметров.- Классификация и результаты р€lзделения потерь на примере работывоздушного детандера.Кратко остановлюсь на содержании отдельных глав диссертации.Глава 1 являетсяобзорно-постановочной.

Автор рассматриваетвозможные области применения м€tлорасходных спир€rльных детандеров,указывает на недостаточность информации о влиrIнии свойств рабочеговещества на показатели эффективности, отмечает идентичность основныхрабочих процессов и делает вывод о возможности исполъзования фрагментовсуществующих методик расчета объемных компрессоров при анализепроцессов в спирaulьных детандерах. На основании выполненного обзораавтор сформулиров€tл акту€lльность, цель и основные задачи работы, скоторыми в целом можно согласиться.По обзорной главе хотелось бы отметить следующее:Перечень литературы, проанализированной автором, весьмачастности, из рассмотрения вып€UIи вопросы теплообмена газарабочую камеру маслом, что при обычно принимаемомGru.nu/G"*a влечет за собой весьма существенное отклонениепок€вателя политропы расширения от адиабаты.Глава 2посвящена вопросам подготовкиограничен.

Вс вводимым всоотношениифактическогоипроведенияэксперимент€lJIьного исследования и разработки инженерной методикитермодинамического расчета спир€tIIьного детандера.Приводится краткое описание объектов исследования, основы методикипроведения эксперимента и результаты, полученные при работе детандера наразличных режимах (П^ и z) и газах.Глава содержит до 50 % текстового материапа, таблиц и графиковдиссертационной работы. В ней автором решены следующие задачи:1. Спланирован, подготовлен и выполнен натурный эксперимент,позволивший расширить представления об особенностях работы спиральноймашины на режимах детандера и пневмо-мотора при рабочих веществах(газы и хJIадоны) с различными свойствами.2. На основе литературного обзора, ан€шиза существующих конструкцийспир€tлъныхдетандеров и методов их расчета автором обоснованприменительно к запланированному эксперимент€tльному исследованию.3.

Разработана и применена на созданных стендах система дозированнойподачи масла от лубрикатора в рабочий газ, поступающий в детандер.4. Эксперимент€Lпьные стенды укомплектованы современными приборами иустройствами. Отмечу среди них: электромагнитный порошковый тормоз,устройство для регистрации крутящего момента (мощности на валу),лазерный частотомер, электронный манометр с пьезодатчиком давлениrI,платиновые термометры сопротивлениlI и двухканальный измеритель ОВЕНТРМ 200, преобразующий сигнал с датчиков в цифровое значение.Щанные о температурах, давлениях и крутящем моменте передавалисьчерез приборы-измерители по интерфейсу RS-485 в компьютер, гдезаписыв€UIись в режиме реЕLльного времени.Указанный комплекс КИП и специаJIьных устройств позволил авторурасполагать расширенным объёмом информац ии при анализе эффективностиработы объекта исследов ания.По главе 2 необходимо отметить следующее:1.

Предложенная автором методика эксперимент€tльного исследованиянацелена на полуIение только внешних инте|р€Lпьных параметров объектаисследования, рассматриваемого по существу как <черный ящик)>.2. В эксперимент€Lльном спир€lльном детандере отсутствуют устройства длярегулирования продолжительности процесса наполнения.,Щанный фактор всочетании с фиксированной геометрической степенью расширениrI tг:повышенными зазорами в щелях и наличием масла в рабочей камеренегативно влияет на перспективы улrIшения пок€вателей эффективностиспирЕtльных детандеров.3.

Автор главное внимание правомерно уделяет внутренним перетечкам газа,оценивая их с помощъю коэффициента перетечек (r,.р, который вычисляетсяна основе уравнения2.10 (стр. 56) представленного в видеgI9Р.r5пер-l- РИ"",*или более правильно ---+ Ч.,.р:Gnep/ G.ор.,G получают экспериментаJIьным путем при Ib : 1 - 5.Приведенные на рис. 2.27 и 2.28 результаты следов€tло бы сопроводитьинформацией о количестве и типе щелей, заданных геометрических зазорахна этапе изготовления, н€Llrичии и количестве масла (G*u.no/G.* ) и величинефактических зазоров в щелях E4u* с учетом масляной пленки, принятыхгде величиныlGn.p иаВТороМв ходе многофакторного расчетногоан€шиза.Без этих сведениЙВеСЬМа ЗаТРУДНИТеЛЬНО СУДИТЬ О СТеПеНИ КОРРеКТНОСТИ ОПРеДеЛеНИЯ (пер.,Щлярасчета величины бп.о рекомендуется уравнение|.24 G"p=63^ррФLз'Его структурный ан€uIиз пок€вывает следующее:((ошибка) в величине зазоров при выполнении расчетного ан€шIиза(например, задано Eu : 10 микрон вместо 5 мкм - з€lзоры увеличены в 2 раза)Влечет за собоЙ изменение расчетноЙ величины коэффициента перетеч€к ýперна порядок.4.

Глава перенасыщена графиками, отражающими зависимостъ характерныхинтегралъных параметров детандера (гъ,7ъ,7l) от режимных параметров приполном отсутствии совмещенных (наложенных друг на лруга) расчетныхциклов в координатах р-V(0), что позволило бы глубже понятъ изменения впротекающих процессах в зависимости, например, от свойств рабочих г€вов.5. На рис.2.20 приводится эксперимент€tпьная зависимость T":f (т) процессазахолаживания детандера, представляющ€ш несомненный практический инаучныЙ интерес. Поэтому непонятно почему автор ограничился толькоодним из возможных значений отношения давлений Гl : 3.1 и не приводитСведениЙ о частоте вращения (D, зазорах в щелях 6., наличии или отсутствиимасла, что снижает ценность полученных результатов.Глава 3 посвящена р€вработке €шгоритма расчёта спир€lльного детандера.В ней описаны особенности, вьuIвленные в ходе эксперимент€lльногоисследования спир€tльных детандеров, классифицированы основные потери,приводится математическое описание геометрии спиралей и способыоПределения текущего объёма парной полости.

Ссылаясь на литературу [18]и результаты собственного анЕuIиза Ф"с. З.5) автор особо выдеJuIет линеЙныЙХарактер зависимости объёма парной полости в функции от угла поворота 0На участке расширения. С учетом данного фактора в состав разрабатываемойинженерноЙ методики вводится новое упрощенное уравнение 3.26 (стр. 85)для определения базового параметра спир€tльного детандерЕt Vп.п : .f (0),погрешность которого при значениrIх е, rg, h, 0 в диап€воне 2т s 0 s 4т непревышает +2 yо,что несомненно следует отнести к заслугам автора.Объединив зависимость Vп.п : f (0) с уравнением Пуассона рVПРconstЗ.27 (стр.