Отзыв_Мулюкина_О.П. (Разработка метода расчета и исследование рабочих процессов регуляторов давления с учетом аэродинамической составляющей нагрузки на регулирующий элемент)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ФЕДЕРАПЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕПЬНОЕ У4РЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАПЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (СамГУПС) 1-ый Безымянный пер„!8, г. Самара, 4430ББ; тел. 1846) 262-41-1 2, ж.д. 2-44-34, 999-52-53, факс; 262-30-76, ° Э .

й игкиеиииии Вз В 00 ВЪ О«, уи Е г Г б .,н~хО В ка л!с 20426У34880,21426У34880) е ГРКЦ ГУ Банка России по Самарской оБл. г. Самара, БИК 043601001, гааазИ3%айм р!с 40501 81 0838012000002 М. А. Колосову От Но Ученому секретарю диссертационного совета Д 212.141.1б, кандидат технических наук, доценту Г 1 Направление отзыва официального оппонента ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Васильевой Веры Александровны на тему: «Разработка метода расчета и исследование рабочих процессов регуляторов давления с учетом аэродинамической составляющей нагрузки на регулирующий элемент», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.06 — «Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы» Ак альиость темы. На этапе проектирования энергетических установок (ЭУ) с разветвленными трубопроводными системами самого широкого профиля, в частности, для аэрокосмических объектов и для наземных комплексов перекачки и подачи потребителю нефти, газа или иных продуктов органического или минерального происхождения, необходимо решать комплекс задач по обеспечению надежности пневмогидравлических агрегатов автоматики и управления, определяющих эксплуатационную надежность энергетической установки в составе трубопроводной системы с учетом полярно влияющих друг на друга эксплуатационных показателей пневмогидроарматуры (ресурс, герметизирующая способность и быстродействие).

Данные эксплуатации показывают, что в значительной мере общая надежность динамической системы «энергетическая установка — трубопроводная арматура» определяется качеством работы регуляторов давления (РД), широко применяемых до настоящего времени во многих пнемоуправляемых подсистемах регулирования расхода подачи рабочей среды потребителю и широко модернизируемых по изменению номенклатуры типоразмеров для использования в новых объектах под измененные тактико- технические данные вводимых в действие новых энергоустановок с повышенными расходами давлениями рабочих сред, в том числе на криогенные среды типа сжиженного природного газа (СПГ) и жидкий водород.

В этой связи уже на этапе эскизного проектирования эксплуатационная надежность используемых в трубопроводных системах регуляторов давления увязывается с циклограммой работы ЭУ под рационально назначенные рабочие характеристики регулирующих звеньев РД. Из практики эксплуатации устройств такого рода следует, что стабильность, а, следовательно, точность и качество регулирования, предопределяется способностью РД компенсировать влияние неблагоприятного сочетания полярно влияющих друг на друга динамических сил, действующих на его регулирующий орган. В значительной мере это связано и с наличием переменной по ходу подъема исполнительного органа РД аэродинамической составляющей динамической нагрузки со стороны рабочей среды, обтекающей регулирующий орган.

До настоящего времени„в частности в работах Т.М. Башты, Д.Ф. Гуревича, Т.В. Кондратьевой, Б.В. Кармугина и др. влияние аэродинамической силы со стороны газовой рабочей среды на движущийся регулирующий орган определяется на базе полуэмпирических формул, основанных на определении для них значений части составляющих членов экспериментальными методами, точность которых впоследствии оценивается по степени схождения расчетных и реальных рабочих характеристик РД. Данный подход в создании конструкций РД с заданной эксплуатационной надежностью значительно увеличивает трудоемкость разработки регулирующих устройств, усложняет и повышает стоимость стендовой экспериментальной отработки конструкции регулирующего устройства с учетом проверки стабильности его выходных параметров в широком спектре заданных внешних воздействий (ВВФ).

В связи с этим актуальность темы диссертации В.А. Васильевой, посвященной созданию новых методов расчета рабочих процессов регуляторов давления с учетом пределов варьирования аэродинамической составляющей нагрузки на регулирующий элемент, нацеленных на упрощение процесса разработки РД и прогнозирования динамического поведения параметров рабочего процесса в реальном диапазоне регулирования расходов и давлений рабочего тела, не вызывает сомнений и входит в число основополагающих проблем повышения технического уровня продукции отечественного клапанного агрегатостроения, модернизируемого в настоящее время в рамках импортозамещения высокотехнологичной пневмогидроарматуры, поставляемой из промышленно развитых стран Запада. На чная новизна заключается в том, что автором впервые предложены и созданы применительно к газовым регуляторам давления метод расчета и математическая модель их рабочих процессов с учетом поведения аэродинамической нагрузки на движущемся регулирующем элементе, позволяющие спрогнозировать необходимые запасы прочности конструкции при изменении эпюры давлений и скоростей газа во внутренних полостях РД и величины скорости подвижных элементов регулирующего звена во времени.

Предложенный метод расчета расширяет возможности моделирования переходных процессов в РД, так как позволяет в диалоговом режиме «разработчик-программа исследования РД» оценивать качественно и количественно влияние изменения ВВФ на величину разброса выходных параметров регулирующего устройства. Логичным развитием научной новизны работы следует считать предложенные автором для созданного метода расчета РД доведенные до инженерного уровня методика проведения экспериментальных исследований процесса регулирования выходных параметров рабочей среды и полученные на их основе результаты стендовых испытаний. П актическая енность заключается в повышении эффективности проектирования РД и сокращения сроков доводки их выходных параметров за счет расширения функциональных возможностей созданных метода расчета и математической модели таких устройств за счет возможности оценки на этапе эскизного проектирования результатов моделирования переходных процессов в РД при различном сочетании ВВФ с последующим внесением рациональных изменений в конструктивную схему устройства на этапе доводки конструкции.

П актическая полезность подтверждена актами внедрения отдельных результатов диссертационной работы в ЗАО НПО «Геркон» (Москва), ОАО «РКК «Энергия» (г.Королев) и в учебном процессе МГТУ имени Н.Э.Баумана (Москва). Достоверность полученных данных подтверждается обоснованностью принятых предпосылок, выбором проверенных расчетных методов и моделей, а также сходимостью сравниваемых расчетных результатов с аналитическими моделями и экспериментальными данными, полученными как самим автором, так и другими исследователями.

П блика ни цап оба ия. Основныерезулътатыдиссертационнойработы отражены в 7 научных работах, из них 3 работы в научных журналах, включенных в Перечень ВАК РФ, доложены и обсуждены на международных и российских научнотехнических конференциях. К аткий анализ и о енка со е жания аботы ее заве шенности в елом Во введении автором даны общая характеристика диссертационной работы и обоснование актуальности темы исследования, позволивших корректно сформулировать научную проблему и определить объект и предмет исследования. Первая глава диссертации освещает историю совершенствования, развития и нынешнее состояние технического совершенства конструкций РД, их рабочие характеристики и сведения об особенностях проектировании устройств такого рода с наперед заданными параметрами эксплуатационной надежности.

Представлен детализированный анализ расчета динамических сил, действующих на исполнительный орган регулирующего устройства с выделением конкретной проблемы по оценке величины аэродинамической силы и характера ее изменения в зависимости от характера протекания газовых сред через регулируемое сечение при движении исполнительного органа. Во второй главе представлены особенности предложенных метода расчета и математической модели рабочего процесса в РД с учетом поведения аэродинамической составляющей в общем балансе динамических сил, действующих на регулирующий орган, на примере регулятора давления непрямого действия «после себя» с регулирующим органом в виде тарели клапана и с мембранным чувствительным элементом. В третьей главе освещены особенности и результаты проведенньгх численно- теоретических исследований динамики конкретного регулирующего устройства РД АРТ-85-50/1б на базе созданных математической модели и метода расчета рабочих процессов с учетом поведения аэродинамической нагрузки на движущемся регулирующем органе при изменении теплообмена стенок конструкции с внешней средой, варьировании расхода газовой среды потребителем, изменения сил трения в подвижном звене регулятора и величины объемов запоршневых полостей, а также влияния диаметра делительной дюзы газового стендового оборудования на время выхода системы на режим.

В четвертой главе освещены конструкция и тактико-технические данные используемых экспериментального стенда, технологических приспособлений и аппаратуры контроля параметров испытуемого РД и приведены результаты проведенных экспериментальных исследований РД с учетом и без учета коэффициента подъемной силы с учетом внесения в систему внешних возмущений, ограниченных по величине и направлению рамками принятого метода расчета. Текст диссертации написан технически грамотным языком, достаточно иллюстрирован, материал подан с учетом логической связи всех разделов диссертации.