Отзыв ведущей организации (Вакуумный дистилляционный агрегат с теплонасосным энергоподводом)

УТВЕРЖДАЮ Директор Московской государственной академии водного транспорта — филиала Федерального государственного бюджетного (МГАВТ вЂ” филиал ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С,О.Макарова») Новоланнловсквк на6., л.2, коро.1,москва, 117105 тслн 8 (495) 633-16-01, факс: 8 (495) 633-16-02 ~н в «вт ОГРН 1037811048989 ИНН 7805029012 оз ~Х,Айт7 на№ ОТЗЫВ ведущей организации Московской государственной академии водного транспорта — филиала Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» на диссертационную работу Малафеева Ильи Игоревича, выполненную на тему «Вакуумный дистилляционный агрегат с теплонасосным знергоподводом», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.13 — Машины, агрегаты и процессы (полиграфические и упаковочные технологии, химическая промышленность) 1технические науки) Актуальность и предмет исследования Диссертация И.И.

Малафеева посвящена актуальной проблеме современности— опреснение морской воды. Пресная вода, необходимая для существования человека, является исчерпаемым ресурсом, и проблема нехватки пресной воды нарастает с каждым годом. Основная причина снижения запасов пресной воды связана с обмелением рек и озер, возрастанием расхода воды на орошение и нужды промьппленности, загрязнением вод ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО Н РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О.Макарова» Московская государственная академия водного транспорта -филиал Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О.Макарова» образовательного учреждения высшего б Г ниверситет адмирала еских наук ич Мищенко 2017 пзда производственными и бытовыми отходами.

Одним из перспективных методов восстановления запаса пресных вод является опреснение воды из соленых источников. Наибольшим водозабором среди прочих отраслей отличается сельское хозяйство. Наряду с обеспечением водными ресурсами крупных угодий стоит необходимость в снабжении пресной водой небольших частных хозяйств, располагающихся вблизи источников соленой воды. Такие поселения, как правило, удалены от больших административных центров, что определяет высокие требования к автономности опреснительных систем, используемых для водоподготовки. Разработка и исследование мобильного автономного дистилляционного агрегата является актуальной научно-практической задачей, решение которой также позволяет повысить эффективность процессов водоподготовки на морском транспорте, в частности, на тихоходных грузовых суднах.

Цель и задачи исследований Целью работы является улучшение эксплуатационных характеристик мобильных дистилляционных опреснительных установок и определение их параметров работы на пусковых режимах. К основным задачам исследования отнесено: 1. Разработать схемное решение мобильного дистиллятора, функционирующего в диапазоне температур кипения воды 20...40 'С, способного использовать альтернативные источники энергии. 2. Обосновать корректность выбора расчетных зависимостей для определения коэффициента теплоотдачи при прогреве массы воды в свободном объеме на вертикальных трубах в условиях вакуумирования парового пространства. 3. Разработать математическую модель нестационарного теплом асс о обменного процесса в одноступенчатой дистилляционной установке с механической компрессией пара.

4. Создать экспериментальный стенд для исследования вакуумного дистиллятора, 5. Провести серию экспериментов для подтверждения работоспособности технического решения и верификации расчетных зависимостей. Научная новизна работы Научная новизна исследования соответствует сформулированным положениям в тексте диссертационной работы: 1, Выполнено математическое описание нестационарного тепломассообменного процесса кипения жидкости в гермокамере одноступенчатой дистилляционной установки с механической компрессией пара, позволяющая определять параметры работы и время выхода установки на режим.

2, Получена расчетная зависимость для определения коэффициента теплоотдачи при прогреве массы воды в свободном объеме на вертикальных трубах в условиях вакуумирования парового пространства. Практическая значимость работы Высокая практическая ценность диссертационной работы определена возможностью использования результатов исследования при решении широкого круга задач, связанных с разработкой дистилляционной техники.

Математическая модель нестационарного тепломассообменного процесса кипения жидкости в гермокамере одноступенчатой дистилляционной установки с механической компрессией пара и характеристики работы опытного стенда вакуумного теплонасосного дистиллятора являются методологической основой для создания пилотных партий мобильных опреснительных установок и модернизации существующих установок. Обобщенная зависимость данных по теплоотдаче при прогреве массы воды в условиях вакуумирования парового пространства может быть использована при разработки выпарной техники для различных областей применения.

Значимость для науки Значимость диссертационной работы для науки заключается в формировании методологической базы для разработки и производства дистилляционных установок нового типа, обладающих высоким технологическим и научно-исследовательским потенциалом для дальнейшего развития, и верификацией аналитических зависимостей по расчету теплообмена при прогреве массы воды в условиях развитой циркуляции при разрежение парового пространства. Достоверность результатов диссертации Достоверность результатов исследования подтверждается согласованностью экспериментальных и расчетно-теоретических данных и выводов, основные положения которых опубликованы в четырех статьях в рецензируемых журналах и доложены на пяти конференциях с международным участием.

При выполнении работы использовались базовые законы термодинамики и тепло передачи и общепринятые методы обработки экспериментальных данных с использованием апробированных средств измерения. Основное содержание работы Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, изложенных на 109 страницах, включающих 44 иллюстрации и 3 таблицы. Во введении обоснована актуальность работы, описана степень разработанности темы исследования, поставлены цели и задачи работы, сформулированы научная новизна и практическая значимость, отмечены положения, выносимые на защиту. В первой главе диссертации представлены данные о дефиците водных ресурсов в мире и России и обозначены факторы, влияющие на его увеличение.

Подробным образом освещены и сопоставлены современные способы обессоливания воды. Автор четко обосновывает выбор дистилляционного способа опреснения в качестве базового для создания малогабаритных опреснительных установок, благодаря универсальности, надежности, высокому качеству конечного продукта. Приводятся доводы в пользу выбора низкотемпературного режима дистилляции с целью снижения образования накипи на теплообменной поверхности и энергопотребления при предварительном нагреве воды для достижения пусковых параметров. Указано на отсутствие надежных источников для определения коэффициента теплоотдачи при выпаривании воды в свободном объеме на вертикальных трубах в условиях вакуумирования парового пространства при малых температурных напорах и необходимость экспериментальной проверки известных расчетных зависимостей. Сформулирован имеющийся задел в части математического описания процессов работы одноступенчатых дистилляционных установок с механической компрессией пара.

Обращено внимание на отсутствие в настоящее время уравнений, позволяющих определять изменение параметров работы дистилляционной установки в процессе выхода ее на установившийся режим работы. Во второй главе автором описано разработанное им принципиальное техническое решение малогабаритной дистилляционной установки, работающей при пониженных температурах кипени на уровне 20 —:40 'С, с использованием двух вакуумных насосов: основного и вспомогательного.

В качестве первого предложено использовать быстроходный двухроторный вакуумный насос-компрессор типа РУТС, показаны преимущества такого решения. Главным достоинством такого подхода является возможность использования насос- компрессора типа РУТС в качестве детандера, что позволяет наряду с получением пресной воды вырабатывать электроэнергию при наличии стабильно высокой плотности солнечной радиации.

Описанная в разделе 2.4 математическая модель изменения параметров работы установки по времени представляется вполне корректной, а приведенные допущения правомерны при решении поставленной задачи. Однако стоит заметить, что при длительном времени работы установки с увеличением толщины накипи на теплообменной поверхности существенно увеличивается термическое сопротивление, что оказывает значительное влияние на работу опреснительной системы. В тоже время в математической модели отсутствует учет теплопроводности слоя накипи и изменения его толщины по времени. В третьей главе приводятся результаты экспериментального исследования, выполненного на созданном соискателем опытном стенде. Описание экспериментального стенда включает принципиальную схему, пояснение конструктивных особенностей и средств измерений.