Отзыв оппонента 2 (Разработка и исследование индукционно-резистивного нагревателя для уничтожения боеприпасов)

ОТЗЫВ официального оппонента Сорокина Алексея Григорьевича на диссертационную работу Баскакова Павла Александровича на тему: «Разработка и исследование индукционно-резистивного нагревателя для уничтожения боеприпасов», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.10 - «Электротехнология» Актуальность темы диссертации Диссертационная работа Баскакова П.А. посвящена разработке индукционнорезистивного нагревателя для уничтожения химических боеприпасов сложной конструкции, которые являются одним из видов оружия массового поражения, представляют огромную опасность, и поэтому их полная ликвидация является актуальной проблемой. Уничтожение химического оружия — сложная задача, требующая обеспечения максимального уровня безопасности и автоматизации процесса, что особенно актуально для боеприпасо~ сложной конструкции, содержащих неизвлекаемый заряд взрывчатого вещества.

Разработка надежной, безопасной и эффективной конструкции нагревателя является одной из актуальных научных проблем, Общая характеристика работы Рецензируемая работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Во ~~~д~~~~ обо~~~~а~а актуальность темы диссертации, поставлены цель и научная задача исследования. Первая глава посвящена обзору технологии и существующих установок для уничтожения боеприпасов. Автором выбраны геометрические размеры и материал локализатора, а также экспериментально определены его магнитные свойства. Проанализированы различные схемы нагрева локализатора и предложена конструкция обмоточного провода с металлической защитной оболочкой. Осуществлена формализация постановки задачи диссертационного исследования.

Во второй главе разработаны математические модели электромагнитных, тепловых и газодинамических процессов в нагревателе. Проведены исследования свойств моделей и выбраны размеры конечных элементов и размеры расчетной области. Проведена оценка адекватности моделей сравнением результатов моделирования с экспериментальными данными. В третьей главе приводятся результаты исследования влияния конструктивных параметров индуктора и обмоточного провода на энергетические характеристики нагревателя и влияния размеров индуктора на равномерность нагрева локализатора. Приведены зависимость коэффициента теплоотдачи локализатора при естественной конвекции от его температуры, а также зависимость коэффициента теплоотдачи индуктора при вынужденной конвекции от расхода и температуры охлаждающего воздуха, Четвертая глава посвящена разработке имитационной модели нагревателя с системой управления.

Проведены исследования тепловых и электрических параметров индуктора в режиме пускового нагрева и при многократном уничтожении боеприпасов с разной массой взрывчатого вещества. Выбраны параметры режимов работы нагревателя, обеспечивающие быстрый и равномерный нагрев локализатора и предотвращающие его перегрев при многократном уничтожении боеприпасов. Пятая глава посвящена вопросам экспериментального исследования нагревателя и его практической реализации. Разработан испытательный стенд, с использованием которого проведены замеры электрических и тепловых параметров нагревателя, определен ресурс быстроизнашивающихся частей нагревателя при многократном уничтожении боеприпасов.

Предложена методика расчета нагревателя. Приведены результаты практической реализации и внедрения нагревателя в составе камеры уничтожения на объектах по уничтожению химического оружия. Заключение включает в себя основные результаты проведенных исследований. Выводы, сделанные автором, адекватны поставленным целям и задачам, полностью вытекают из полученных результатов и основных положений работы и демонстрируют ее итоги, Практические рекомендации и научные положения соответствуют материалам диссертации.

В приложении приведены результаты расчетов кинетики экзотермического разложения взрывчатого вещества при его нагреве и прочностные расчеты локализатора при взрыве внутри него боеприпаса, а также рекомендации по конструктивному оформлению нагревателя и выбору элементов систем питания и охлаждения индуктора, кроме этого приведены акты внедрения диссертационной работы. Список литературы оформлен по ГОСТ 7.1-2003, Автор хорошо владеет содержанием современных источников отечественной и зарубежной литературы, цитируемых в работе. Диссертация качественно оформлена, снабжена достаточным количеством таблиц и рисунков.

Структура работы логична и последовательна, отвечает задачам исследования. Полученные автором результаты вносят существенный практический вклад в обеспечение безопасного уничтожения наиболее опасных химических боеприпасов сложной конструкции. Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации Положения, выносимые автором на защиту, обладают научной новизной и практической значимостью, а их совокупность обеспечивает достижение основной цели, поставленной в диссертации, — разработке новой конструкции индукционнорезистивного нагревателя для уничтожения химических боеприпасов. Достижение поставленной цели обеспечивается путем создания математических моделей электромагнитных, тепловых и газодинамических процессов, корректного решении на основе предложенных моделей задач создания и поддержания равномерной температуры внутри л окал и затора в процессе уничтожения боеприпасов.

В основу разработанных автором математических 3 моделей и методики расчета нагревателя заложены базовые уравнения электромагнитного поля, теплопроводности и течения газа, Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, обусловлена четкой организацией исследований, достаточным объемом натурных и вычислительных экспериментов, использованием апробированных программных средств при моделировании и современной измерительной аппараты в физических экспериментах.

Обосно~~нность нау~н~х положений, выводов и рекоменд~ц~й, подтверждается апробацией материалов диссертации на научно-практических конференциях и публикацией основных результатов работы в ведущих научных изданиях, а также практическим их внедрением в виде методики расчета и использованием промышленного образца нагревателя для уничтожения химических боеприпасов на ооъектах по уничтожению ~ими~~с~~~о оружия. Основные результаты работы опубликованы автором в 23 печатных работах, в том числе в 5-и статьях в рецензируемых научных изданиях из перечня БАК, получен 1 патент на изобретение.

Опубликованные работы отражают основное содержание диссертации, Научная новизна Для достижения поставленной цели автором решен комплекс взаимосвязанных задач построения математических моделей электромагнитных, тепловых и газодинамических процессов в индукционно-резистивном нагревателе, разработана имитационная модель нагревателя с системой регулирования температуры, учитывающая теплообменные процессы при уничтожении боеприпасов, разработана методика расчета нагревателей для уничтожения боеприпасов.

Разработан алгоритм исследования, с помощью которого выполнен ряд численных экспериментов, позволивших определить влияние конструктивных параметров индуктора и обмоточного провода на энергетические характеристики индуктора. Среди основных научных результатов, полученных автором, следует отметить постановку, обоснованность и решение задачи математического моделирования Взаимосвязанных электромагнитных, теплоВых и газОдинамических процессОВ В нестационарных режимах работы нагревагеля, Оригинальность решенной задачи обусловлена особенностями низкотемпературного индукционно-резистивного нагрева ферромагнитного локализатора с переменной толщиной стенок и обмоточного провода с металлической защитной оболочкой, что определяется требованиями специфического технологического процесса.

Следует отметить, что автором решена сложная научная и практическая задача по исследованию и разработке новой конструкции нагревателя для уничтожения химических боеприпасов. Существенной научной новизной отличаются разработанные автором матемагические модели нагревателя с обмоткой из провода с металлической защитной оболочкой„в которых учитывак1тся конвективные процессы теплообмена нагревателя с окружающей средой и воздушного охлаждения индуктора. В предложенных моделях наглядно отражено влияние множества факторов на параметры нагрева. Новизна работы заключается в комплексном подходе к решению сложной задачи и создании эффективной методики по расчету нагревателя и выбору нестационарных режимов его работы, обеспечивающих полное и гарантированное уничтожение боеприпасов.

С помощью предложенной автором методики разработано несколько типоразмеров нагревателей, которые внедрены на объектах по уничтоженио химического оружия. Использование нагревателей позволило безопасно уничтожить все запасы боеприпасов сложной конструкции. .замечании по диссертационной работе 1. Исследования выполнены для одного размера локализатора и для него получены Оптимальные соотношения конструктивных параметров индуктора, 5 времени нагрева, тока и т.д. Будут ли Они оптимальными для других размеров локализатора? Если речь идет о новой конструкции и технологии уничтожения, необходимо выработать рекомендации по выбору параметров индуктора и режимов нагрева в зависимости от геометрии локализатора.

2. В главе 4 автором не представлено математическое описание динамических характеристик элементов имитационной модели ~регулятор мОщнОсти, индуктор, л окал изатОр и т.д,), чтО затрудняет понимание допущений, принятых автором при разработке модели в целом, а также оценку степени достоверности результатов, полученных при моделировании. 3. Из работы не ясен личный вклад автора во внедрение нагревателей на объектах по уничтожению химического оружия. 4. В диссертации приведено сравнение результатов моделирования и измерений для пускового режима работы нагревателя при одном значении тока, Для более четкого представления об особенностях работы нагревателя следовало привести подобные результаты и для других параметрах питания нндуктОра, 5.