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

отзыв официального оппонента на диссертацию 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» На отзыв представлены: - диссертация общим объемом 181 страница, состоящая из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 92 наименования, и приложения на 16 страницах; - автореферат на 20 страницах, в котором приведен список опубликованных работ соискателя по теме диссертации (15 наименований).

Актуальность работы Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью уничтожения огромного количества химических боеприпасов с использованием наиболее производительного и безопасного метода, основанного на нагреве боеприпаса в специальном нагревателе. Стабильность и безопасность процесса уничтожения напрямую зависит от параметров нагрева боеприпаса. Основной задачей является обеспечение полноты уничтожения боеприпасов, что достигается созданием требуемого температурного поля и равномерности нагрева.

Кроме этого, на протяжении всего процесса многократного уничтожения боеприпасов температура нагревателя не должна выходить за допустимые пределы, определяемые механическими свойствами материала. Для решения проблемы автором предложен многослойный индукционнорезистивный нагреватель (ИРН) с питанием от сети промышленной частоты, имеющий взрывостойкий локализатор, внутри которого происходит нагрев и уничтожение боеприпаса. Использование индукционно-резистивного нагрева для поставленной задачи обеспечивает требуемые параметры нагрева, открывает возможности по регулированию и автоматизации процесса уничтожения, а также за счет бесконтактной передачи и преобразования электрической энергии в тепловую непосредственно в локализаторе снижаются динамические нагрузки на индуктор.

Применение ИРН в жестких условиях эксплуатации, сопряженных с воздействием динамических нагрузок и агрессивных продуктов взрыва, потребовало использования специального кабеля с металлической защитной оболочкой, который нетипичен для традиционных индукционных нагревателей. Данное обстоятельство требует дополнительного исследования, так как оболочка провода вносит существенный вклад в энергетические характеристики многослойного индуктора, из-за поглощения части активной мощности.

Несмотря на то, что анализу многослойных инду кторов посвящены многочисленные публикации, специфика работы нагревателя и индуктирующего провода потребовали разработки комплекса математических моделей и проведения исследований электромагнитных, тепловых и газодинамических процессов в ИРН с целью выбора параметров и режимов работы нагревателя, обеспечивающих требуемые условия нагрева и энергоэффективность. Диссертационное исследование Баскакова П.А.

посвящено решению системной задачи по разработке нагревателя с системами охлаждения, питания и регулирования температуры, входящими в установку уничтожения. Следует отметить, что данная работа выполнена в соответствие с положениями «Конвенции о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении», законом № 76-ФЗ «Об уничтожении химического оружия» и ФЦП «Уничтожение химического оружия в РФ». На основании изложенного диссертационная работа представляется актуальной и имеющей большое значение для теории и практики индукционного нагрева.

Научная новизна основных результатов и выводов диссертации В рецензируемой диссертационной работе автором впервые предложены и обоснованы новые оригинальные положения, имеющие весомое научное и прикладное значение в создании специализированных нагревателей для уничтожения боеприпасов, а именно: 1. Разработана система математических моделей, включающая связанные электромагнитную и тепловую модели, газодинамические модели естественной и вынужденной конвекции в ИРН. 2.

Разработана имитационная модель ИРН с системой регулирования температуры, в которой учитываются мощности, идущие на нагрев боеприпаса и поглощаемые локализатором при взрыве. 3. Установлены зависимости электрических, энергетических и теплотехнических характеристик многослойного индуктора от конструкции обмоточного провода, количества слоев, зазора между индуктором и локализатором.

4. Установлены зависимости коэффициентов теплоотдачи при естественной и вынужденной конвекции от температуры локализатора и расхода охлаждающего воздуха. 5. Выявлены особенности работы нагревателя в пусковом режиме и при уничтожении боеприпасов, подобраны параметры режимов, обеспечивающие быстрый нагрев локализатора до рабочей температуры и исключающие перегрев внутренней поверхности локализатора энергией взрыва. 6. Разработаны рекомендации по проектированию ИРН и методика расчета, реализованная в виде алгоритма, позволяющая определять наиболее эффективные варианты процесса нагрева и конструкции ИРН для уничтожения различных типов боеприпасов. Обоснованность и достоверность научных положений, результатов и выводов, полученных в диссертации Методологической базой диссертационного исследования является математическое моделирование, основанное на теории индукционного нагрева, методах математической физики и вычислительной математики.

В качестве основного метода исследований был принят численный метод моделирования на ЭВМ с использованием программного пакета АЛЖЖ Научные положения, результаты и выводы диссертационной работы Баскакова П,А. обоснованы квалифицированным использованием методов математического моделирования, корректностью постановки задач исследований, согласованностью экспериментальных данных с результатами вычислительных экспериментов, а также успешной промышленной эксплуатацией нагревателей на объектах по уничтожению химического оружия. Полученные автором результаты прошли апробацию на международных и российских конференциях и семинарах. Практическая значимость полученных результатов Практическая значимость диссертационной работы состоит в том, что с использованием разработанных математических моделей, результатов теоретических и экспериментальных исследований электромагнитных, тепловых и газодинамических процессов разработана оригинальная конструкция индукицонорезистивного нагревателя, защищенная патентом РФ на изобретение.

Результаты исследований, проведенных по теме диссертации, были использованы при выполнении опытно-конструкторских работ в рамках федеральной целевой программы «Уничтожение запасов химического оружия в РФ», принятой в 1997 году. Внедрение полученных автором технических решений позволило обеспечить безопасное уничтожение химического оружия. Получены экспериментальные данные о параметрах процесса уничтожения боеприпасов и о ресурсе нагревателя при многократных подрывах, которые использованы при проектировании нагревателей. Реализация результатов работы Результаты работы в виде методики расчета многослойных индукторов с питанием от сети промышленной частоты внедрены в АО «КНИИМ» и используются при проектировании индукционно-резистивных нагревателей для уничтожения боеприпасов.

С использованием методики и математических моделей разработано три варианта нагревателей для уничтожения боеприпасов разных типоразмеров. На промышленный образец нагревателя в составе технологической линии разборки и уничтожения получено разрешение на применение Федеральной службы по экологическому, техническому и атомному надзору. Промышленные образцы нагревателей внедрены на объектах по уничтожения химического оружия и используются для уничтожения химических боеприпасов сложной конструкции. Научные результаты, полученные в диссертационной работе, могут быть использованы в качестве методологической основы при разработке промышленных нагревателей для уничтожения боеприпасов. Замечания по диссертационной работе 1. Автором четко не сформулировано почему решение электромагнитной и тепловой задач осуществляется в двухмерной осесимметричной постановке при том, что использован локализатор со смещенным отверстием. Какая погрешность возникает при этом? 2.

Неясно, каким образом происходит стыковка и обмен данными между тепловой и газодинамическими моделями естественной и вынужденной конвекции? 3. Для увеличения информативности, точности и адекватности имитационной модели нагревателя было бы целесообразно дополнить ее регрессионными уравнениями системы индуктор-локализатор, которые описывают относительные изменения параметров системы. 4. Автором четко не сформулированы границы применения разработанной методики расчета нагревателя. Какие имеются ограничения по размерам боеприпасов и массе взрывчатого вещества? 5.

Отсутствуют исследования динамических характеристик системы регулирования температуры нагревателя. Не ясно, как поведет себя система при наличии возмущений, например, в момент взрыва боеприпаса? б. Объем диссертации (181 страница) можно было бы без ущерба для ее качества уменьшить, например, некоторые разделы Главы 1 представляются избыточно подробными. 7. Работа достаточно аккуратно оформлена, но попадаются досадные опечатки, например на стр.77, рис.З.Зб в размерности напряженности магнитного поля.

Официальный оппонент, доктор технических наук, профессор по ~п~ц~~~ь~~с~и "Электротехнология", главный научный сотрудник МОЛСЭТ ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова» , Демидович 1б,05.2016 19737б, Санкт-Петербург, ул. Про +7 812 3803390 Мх1епндо~чсЬ®пи11 гп «Положения о порядке присуждения ученых степеней» 1Постановлеиие Правительства РФ от 24 сентября 2013 года № 842). Автор диссертации Баскаков Павел Александрович заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.10 — «Электротехнология».

.