Отзыв оппонента 2 (Теплофизические проблемы получения стабильных капельных потоков с минимальным разбросом по скорости и размерам капель), страница 2

Макет КХИ был создан в результате совместной работы следуюших организаций: ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша», Ракетно-космическая корпорация «Энергия», МАИ и МЭИ. Кроме того, методика автоматизированной прецизионной диагностики характеристик капель и капельных потоков, система генерации, эмпирические формулы, расчетная модель теплофизических процессов получения крио- генных корпускулярных мишеней и программа расчета характеристик основных конструкционных элементов криогенных мишеней — были использованы при создании прототипа криогенной корпускулярной мишени для нового европейского ускорителя ФАИР (ГА1К) в г. Дармштадт (Германия).

Созданный прототип является результатом совместной работы Института теоретической и экспериментальной физики, Московского энергетического института и Института ядерной физики г. Юлих (РХ1, Германия). Результаты работы были использованы при разработке нового метода очистки и дезактивации различных поверхностей. В новом методе для очистки поверхностей вместо применяемых сейчас песка и дроби используются ускоренные монодисперсные потоки ледяных гранул.

С помощью установок, создающих такие потоки, можно: эффективно удалять маслогрязевые отложения, устаревшие слои краски и ржавчину; проводить дезактивацию радиоактивно загрязненных поверхностей. Наиболее высок коэффициент дезактивации у-активности. Публикации и апробация работы. Диссертационная работа является итогом научных исследований и разработок автора за период с 1995 года по настоящее время. Основные научные результаты диссертационной работы опубликованы в рецензируемых научных изданиях. Содержание диссертации отражено в 53 печатных работах, в том числе: одной монографии, двух российских патентах, одном международном патенте, свидетельстве о регистрации программного продукта, 19 печатных работах из перечня ВАК и международных систем цитирования ЖеЬ оГ Бс1епсе и Ясорцз.

Материалы работы были апробированы на более чем 45 российских и международных конференциях. Экспериментальные результаты по исследованию теплофизических и конструкционных проблем криогенных корпускулярных мишеней получены автором на экспериментальных стендах кафедры низких температур МЭИ и на экспериментальной установке, созданной в результате совместной работы Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ), Московского энергетического института (МЭИ) и Института ядерной физики в г. Юлих (ГЛ, Германия).

Значительная часть результатов по теме диссертации получены в ходе выполнения исследовательских работ, поддержанных следующими грантами: проект МНТЦ №1966, 1МТАЯ 06-1000012-8787, РФФИ 07-08-00747а, ВЕОРФФИ 08-08-91950-ННИОа, ОГО-РФФИ 09-08-91331-ННИОа. Содержание работы. Структурно работа состоит из введения, 5-и глав, основных выводов и списка литературы. Работа содержит 390 страниц текста, в том числе: 134 рисунка, 8 таблиц. Библиография насчитывает 286 наименований.

Глава 1 посвящена обзору литературы по вопросам использования и получения стабильных капельных потоков для решения проблем теплоотвода от космических аппаратов и для создания технологий, основанных на взаимодействии вещества в виде криогенных корпускулярных мишеней с высокоэнергетичными пучками. Дано описание принципа работы, преимуществ, основных характеристик, возможных конструкций установок по получению криогенных корпускулярных мишеней и систем теплоотвода от космических аппаратов— капельных холодильников излучателей. В главе 2 обоснована необходимость создания для решения экспериментальных задач, поставленных в диссертации специально разработанной методология автоматизированной диагностики характеристик вынужденного капиллярного распада струй и капельных потоков.

Дано описание методологии и представлено подробное описание программного обеспечения, Главы 3, 4 и 5 посвящены комплексному экспериментальному исследованию процессов каплеобразования, применительно к задаче создания нового вида космических теплообменников - капельных холодильников излучателей (КХИ) и получению криогенных корпускулярных мишеней. Автором специально разработан генератор монодисперсных капель, в котором для передачи механических колебаний от системы возбуждения на рабочую жидкость используется мембрана с одинаковой амплитудой давления в различных точках насадки.

Установлено, что при изменении температуры от 300 К до 400 К амплитуда начального возмущения возрастает на 10'.4, что может привести к получению некорректных физических результатов. Впервые с помощью разработанного генератора с насадкой, изготовленной по специальной технологии, получены потоки из 208 струй диаметром 200 мкм.

В главе 3 приведены наиболее важные научные результаты, полученные в ходе исследования теплофизических и конструкционных проблем получения стабильных капельных потоков из вязких жидкостей. В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований капиллярного распада струй в среде низкого давления, а также дано описание расчетной модели теплофизических процессов получения криогенных корпускулярных мишеней.

Обнаружен эффект отклонения струи от первоначального вертикального положения (эффект «загиба струи»), и дано его подробное описание. Эффект впервые зафиксирован для водных струй и для струй из криогенных жидкостей. Показано, что с уменьшением диаметра струи, скорости струи и давления в вакуумной камере угол загиба струи увеличивается до тех пор, пока струя остается жидкой и распадается на капли.

Подчеркнуто, что на основании имеющихся к настоящему моменту экспери- ментальных данных невозможно однозначно определить природу появления эффекта «загиба струи». В диссертации на основе полученных экспериментальных данных разработана расчетная модель теплофизических процессов получения криогенных корпускулярных мишеней. В главе 4 также представлены результаты расчетов теплофизических характеристик мишеней из водорода в различных камерах установки по получению мишеней для детектора «РУРА» нового европейского ускорителя ФАИР ~ГА1К) в г.

Дармштадт (Германия). Проведено сравнение результатов расчетов по разработанной модели с известными данными, и отмечено их хорошее согласие. Отмечено, что разработанное на базе расчетной модели программное обеспечение в дальнейшем может быть использовано для определения параметров установок по получению стабильных криогенных корпускулярных мишеней, что существенным образом позволит сократить временные и финансовые затраты на их создание. По существу диссертации и ее содержания следует сказать следующее. Автором выполнена огромная работа по анализу доступных источников информации как для ТОА, криогенной техники, так н для процессов каплеобразования.

По результатам литературного исследования автором установлено, что метод и способ достижения поставленной в работе цели в основном известны, но получение монодисперсных потоков капель, тем более для охлаждения космических аппаратов и для получения криогенных мишеней чрезвычайно трудная задача. В связи с этим, представленные в диссертации экспериментальные результаты и полученные на их базе эмпирические формулы, позволяющие определить важные параметры работы установок по получению стабильных капельных потоков с минимальным разбросом по скорости и размерам капель, имеют высокую практическую ценность. Отдельно, считаю необходимым отметить: разработанные автором оригинальные методики исследования теплофизических и конструкционных проблем получения стабильных капельных потоков; созданные прототипы генераторов монодисперсных капель; результаты исследования различных технологий изготовления выходных насадок; результаты исследования амплитудно-частотные характеристики генераторов и влияние на них высоких и низких температур.

Практическая ценность полученных результатов заключается в том, что материалы работы могут быть непосредственно применены в работах научноисследовательских, проектно-конструкторских организаций и предприятий, использующих каплеструйную технологию (теплообменные аппараты, камеры сгорания, струйная печать, гранулирование и т.п.). В частности, результаты работы могут быть использованы в работах Госкорпорации "РОСКОСМОС" при разработке перспективных систем охлаждения. Несмотря на общую положительную оценку работы, по содержанию диссертации можно отметить следующие замечания: 1. Успех выполнения поставленной в работе задачи зависит от способности получения монодисперсного потока капель, т.е.