Отзыв_оф._оппонента_Лавров_Н.А._ (Моделирование процессов теплообмена при намораживании водного льда на неизолированных элементах низкотемпературного оборудования)

Отзыв официального оппонента на диссертационную работу Угольниковой Марии Андреевны, выполненной на тему «Моделирование процессов теплообмена при намораживании водно~о льда на неизолированных элементах низкотемпературного оборудования», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тема применения водного льда для охлаждения и термостатирования, или льдотермика, получила новый импульс развития в последние годы в связи с экономией электроэнергии при производстве искусственного холода в различных прикладных областях таких как„сельское хозяйство.

пищевая промышленность, химическая технология. Исследование образования и роста криоосадка из водного льда для образования среды, упрочняющей погруженные в воду оболочковые объекты, находящиеся в состоянии коррозионного разрушения представляет собой важную задачу. Воздействие низких температур на такие объекты помимо упрочнения разрушающейся оболочки вызывает эффект консервации его содержимого. Подобные эффекты позволяют осуществлять криозахват оболочкового груза с последующим подъемом на поверхность и дальнейшим перемещением его на берег.

Из этого следует существенная актуальность представленной диссертационной работы. Моделирование роста криоосадка из водного льда представляет собой достаточно сложную математическую задачу и поэтому автор уделила в первой главе значительное место анализу существующих методов решения задачи с подвижной границей фронта фазового превращения, так называемой задачи Стефана. В своем анализе соискатель обращает внимание на то, что большая часть решений основаны на предположении проф. Л.С.Лейбензона о стационарном распределении температур в слое водного льда, что в ряде случаев может привести к погрешностям при получении расчетного результата. Также в первой главе автор уделила большое внимание анализу технических схем и особенностям конструкций ледогенераторов для получения водного льда, где подробно описаны достоинства и недостатки рассмотренных устройств. Во второй главе изложена физическая модель и математическое описание процесса намораживания водного льда на поверхностях таких форм, как: плоская стенка, внешняя и внутренняя цилиндрические поверхности.

Автор диссертационной работы получила решение с помощью приближенного аналитического подхода, описание которого в существующей литературе встречается крайне редко. Полученные выражения для решения имеют вид степенного ряда, число членов которого определяет точность решения. Другим достоинством представленного подхода к решению данной задачи является универсальность полученного аналитического решения. что показано в представленной диссертационной работе на примере решения данной задачи Стефана с учетом зависимости коэффициента теплопроводности водного льда от температуры, поскольку.

в настоящее время подобные задачи решаются преимущественно численными методами. Для доказательства достоверности представленных решений соискатель создала три опытных стенда, описание которых представлено в главе 3, здесь же изложена методика проведения опытов и оценка погрешности измерений, В 4 главе представлено сравнение полученных экспериментальных данных с расчетными значениями, которое показало совпадение результатов в пределах указанной выше погрешностей на всем временном интервале процесса намораживания водного льда. Это указывает на корректность расчетной модели, изложенной в главе 2.

В главе 5 на основе сравнения процессов намораживания льда на цилиндрических поверхностях и горизонтальной плите определена наиболее рациональная форма поверхности намораживания, в качестве которой выбрана внутренняя поверхность полого цилиндра. Следует отметить тщательную проработку конструктивной схемы устройства подъема затопленных оболочковых объектов, находящихся в различных стадиях коррозионного разрушения. В случае обширной проникающей коррозии оболочки„ механический захват объекта не представляется возможным из-за опасности его полного разрушения. Поэтому технически возможным вариантом является образование ледового слоя, который осуществляет соединение оболочки с устройством подъема без непосредственного контакта последнего с объектом. Вариантом реализации данной низкотемпературной технологии является предложенная конструктивная схема криокюветы, которая позволяет обеспечить реализацию практически любого профиля поверхности оболочкового объекта и осуществить его соединение посредством образования контактного ледяного слоя с выдвижными стаканами-наконечниками устройства подъема.

Помимо описания принципа действия криокюветы, автор предложила инженерную методику расчета времени образования контактного ледяного слоя в зависимости от температуры и солености воды. величины зазора заполняемого льдом. Особо важным является вопрос прочности контактного ледяного слоя„который рассмотрен в заключительном разделе пятой главы.

По рецензируемой работе Угольниковой М.А. имеются следующие замечания: 1. Достаточно ограниченно представлены энергоэкономические показатели рассматриваемых установок, отсутствует сравнение их с действующими промышленными образцами. 2. Не совсем ясен расчет или подбор геометрических размеров исследуемых элементов оборудования.

3. Опыты по изучению динамики намораживания люда проводились при температуре теплопередаюьцей поверхности выше -50'С, хотя теоретические обобщения„представленные в главе 2, рассматривают, в том числе, и более низкий интервал температур. Официальный оппонент, профессор кафедры холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения, ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана», д.т.н. г ' Г' =,,":." ..'! 11Н.А.

Лавров Подпись Лаврова Н.А. заверяй''":." .:::;=~:;ф.~~.' ~ ~ й~~а~н; ,:у,"'."' '.,'фф~4ьфАм'-'. ьЧ1ч, !"" "ая" ~'"~ : Ф:.'::;; ''4Ф ( 4. В пятой главе при описании конструктивной схемы криокюветы автор не упомянула допустимую глубину погружения устройства, Заключение Диссертационная работа Угольн иковой Марии Андреевны соответствует п.7 «Положения о порядке присуждения ученых степенейн. утвержденным постановлением Правительства РФ №842 от 24 сентября 2013 года, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени кандидата технических наук, и является законченной научно-квалификационной работой.

Содержание автореферата соответствует содержанию диссертации. В целом по актуальности, научной новизне, объему материалов, научной ценности исследований, а также практическому значению полученных результатов, выполненная работа отвечает требованиям ВАК РФ, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор Угольникова Мария Андреевна заслуживает присуждения ей ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03 — Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения.

Сведенья об официальном оппоненте: Лавров Николай Алексеевич, доктор технических наук по специальности 05.04.03 — Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники„систем кондиционирования и жизнеобеспечения. Профессор кафедры «Холодильной, криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения» ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н.Э. Баумана». 105005, г.Москва, ул. 2-я Бауманская, д. 5. Список основных публикаций официального оппонента за последние 5 лет: 1. Лавров Н.А., Шереметьев С.С.

Вторичные эффекты в низкотемпературных теплообменных аппаратах. Инженерный журнал: наука и инновации. 2017. № 4 (64). С. 9. 2. С1агее~а В.Т., Ьа~точ Х,А. Епггору ргос1псг1оп апс1 схему 1озз с1пг1по п11х1па о1 навез. С1геппса1 апс1 Регго1ешп Епрпеег1па. 2016. Т. 51. № 11-12. С. 759-764. 3.

0е11~о~ АХ., КЫЫп А.А., Ьа~то~ 11.А., Тапаз1е~йо ГХ. Апа!уа1з о1' ег11с1епсу о1'зузгешв 1ог сопгго1 о1 г11е Йе1тпа1 герше о1'арасесгагг. С1зеш1са1 апс1 Регго1ецт Епрпеег1пд. 2016, Т, 51. л~ 9. С. 714-719. 4, Казакова А.А., Лавров Н,А., Шишов В.В, Магистерские программы кафедры «холодильная, криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» мгту им. н.э.баумана. Холодильная техника. 2016. № 3, С. 35-37. 5, Шереметьев С.С., Шир|пиков А.О,, Лавров Н.А.

Экспериментальная установка для исследования работы систем регулирования малых холодильных машин. Инженерный журнал: наука и инновации. 2016. № 11 (59). С. 11. 6. Колчанов И.П., Делков А.В., Лавров Н.А,, Кишкин А.А„Ходенков А.А. Математическое моделирование тепловых испытаний космических аппаратов с применением криогенных экранов. Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э.

Баумана. Серия: Машиностроение. 2015. № 1 (100). С. 56-64, 7. Делков А.В., Кишкин А.А., Лавров Н.А., Танасиенко Ф.В. Анализ эффективности систем обеспечения теплового режима космических аппаратов. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 10. С. 45- 8. Гареева Д.Т., Лавров Н,А. Производство энтропии и потери эксергии при смешении газов. Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2015. № 11. С.

24-26. 9. Лавров Н.А., Шишов В.В. Магистерская программа "криогенная техника и технологии" мггу им. н.э. баумана. Вестник Московского государственного технического университета им. НЗ. Баумана, Серия: Машиностроение. 2014. № 6 (99). С. 85-96. 10. Архаров А.М., Донцова В.С., Лавров Н.А., Романовский В.Р. Предельно допустимые токи сверхпроводящих лент на основе уЬа2сп3о7 при изменении толщины покрытий, индукции внешнего магнитного поля и условий охлаждения.

Журнал технической физики. 2014. Т. 84. № 4. С. 53-62. 11. Архаров А.М., Лавров Н.А., Романовский В.Р. Особенности условий стабилизации электродинамической композитов на основе высокотемпературных сверх проводников с различными типами нелинейности их вольт-амперных характеристик. Журнал технической физики. 2014.

Т. 84. № 6. С. 77-85. 12. Лавров Н.А., Шишов В.В. Магистерская программа «криогенная техника и технологии» мггу им, баумана. Холодильная техника, 2013. № 12. С. 35-39. 13, Лавров Н.А. Моделирование процесса насыщения газовых пузырей парами жидкости в барботажной колонне. Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 1 (13). С. 32.

.