Отзыв оппонента (Прогнозирование и управление кавитационными характеристиками бустерных оседиагональных насосов кислородно-керосиновых ЖРД с использованием численного моделирования)

Проректору МАИ по научной работе доктору технических наук, профессору Ю.А. Равиковичу 125993, Москва, А-ЗО,ГСП-З Волоколамское шоссе, дом 4 Отзыв Официального оппонента д.т.н.т профессора Петрова Владимира Ивановича на диссертационную работу Казеннова Ивана Сергеевича <сПрогнозирование и управление кавитационными характеристиками бустерных оседиагональных насосов кислородно-керосиновых ЖРД с использованием численного моделирования», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05— « Гепловые, электроракетные двигатели и энергетические установки летательных аппаратов».

Щлые ряб~те~ является свиыеиие стеимести времеввыя тпры лл создание мощных кислородно-керосиновых ЖРД за счет использования при определении кавитационных характеристик бустерных насосов методов компьютерного моделирования позволяющего выбрать оптимальные схемные и конструктивные решения на стадиях выпуска конструкторской документации и эксплуатации, в том числе при определении причин отклонения характеристик насосов от требований КД. Акт альность темы диссертации вызвана отсутствием надежных аналитических методов определения кавитационных характеристик насосов со сложной пространственной формой проточных каналов, что свойственно бустерным оседиагональным насосам ЖРД. Соискателем пол че~~ы следующие основные результаты: - создана методика численного моделирования кавитационных характеристик бустерных оседиагональных насосов с пространственной формой проточных каналов с использованием программного комплекса АРБУЗ, показавшая при верификации удовлетворительную сходимость данных расчета и эксперимента; - показана возможность использования методических материалов по кавитации в шнековых и шнекоцентробежных насосах для бустерных оседиагональных насосов ЖРД; разработаны рекомендации по улучшению кавитационных харак"геристик бустерных оседиагональных насосов по второму критическому режиму на 10-12',4 за счет переменного по длине радиального зазора между рабочим колесом и корпусом насоса; - численное модслирование показало, что шероховатость поверхности лопаток оседиагонального рабочего колеса ухудшает кавитационные качества насоса по 1-ому критическому режиму и не влияет на !1-ой критический режим; - увеличение радиального зазора между корпусом и рабочим колесом оседиагонального насоса улучшает кавитационные качества насоса, затягивая наступление срывного режима работы; напор насоса при этом существенно уменьшается, что при работе насоса в составе Ж1'Д может бьггь частично или полностью компенсировано за счет увеличения числа оборотов; на основе компьютерного моделирования получена визуальная картина течения кавитирующего потока в проточных каналах насоса, включая течение потока в радиальном зазоре между корпусом насоса и рабочим колесом с пояснениями соискателя диссертации увиденного; Новизна пол ченных езмльтатов диссертации состоит в следующем: 1) Обоснован выбор программного комплекса ЛХЯУБ для определения кавитационных характеристик бустерного оседиагонального насоса со сложной пространственной формой проточных каналов колеса.

2) Показана идентичность кавитационных явлений и влияние их на кавитационные характеристики насоса для шнековых, шнекоцентробежных и оседиагональных насосов со сложной пространственной формой каналов. 3) Показано, что изменение шероховатости поверхностей проточных каналов не влияет на кавитационные качества насоса по второму критическому режиму. 4) Разработаны рекомендации по выбору радиального зазора между рабочим колесом и корпусом насоса„толщине входных кромок лопастей, типу заострения входных кромок, позволяющие повысить кавитационные качества. 5) Соискатель одним из первых в России методом компьютерного моделирования получил не отдельные точки, присущие критическим режимам, а век> срывную кавитационную характеристику оседиагонального насоса с учетом изменения режимных и геометрических параметров.

рос спорность и обтьсноаанность полученных е писсертапионнор работе результатов базируется на основе положительных результатов верификации разработанного метода компьн>терного моделирования и использованием большого объема экспериментальных исследований по шнековым и шнекоцентробежным насосам. П актическая енность материалов диссертации заключается в повьппении качества проектирования, уменьшении материальных и временных затрат при создании оседиагонспьных насосов со сложной формой проточной части. Материалы .носе талии птоььсли остсеточньо апрооаци~тт.

Они ДОКсладЫВсьЛИСЬ На раЗЛИЧНЫХ КОЫС1>ЕРЕНЦИЯХт ВКЛЮЧаЯ МЕЖДУНаРОДНЫЕт ГДЕ получили положительную оценку. Основное содержание диссертации опубликовано в 3-х рецензируемых статьях в изданиях, входящих в список рекомендованных ВАК России. Мате >иалы авто >еые ата по форме и содер>каник> соответствуют м и ериалам диссертации. Основными недостатками материалов диссертации являются: 1) Вывод о малом влиянии толщины лопатки колеса на периферии на кавитационные качества насоса по второму критическому режиму является ошибочным и не соответствует теории и эксперименту и связан с тем что соискатель при оценке кавитационных качеств не учитывал скоростной напор потока.

2) При верификации компьютерной модели соискатель не обратил внимание и не дает объяснения особенностям: - на крутой при моделировании характер срывной ветви кавитационной характеристики, с практическим совпадением второго и третьего критического режима; - отсутствие промежуточных точек на срывной ветви кавитационной характеристики между вторым и третьим критическим режимами. С точки зрения рецензента указанная особенность может быть недостатком выбранного программного комплекса.

3) Вывод о распространении кавитирующего потока из щели оседиагонального рабочего колеса во входной трубопровод не соответствует опубликованным отечественным источникам ~данным Шальнева К,К.„ Карелина В,Я., Вогдановского В.И., Шапиро Л.С., Петрова В.И.„Ржебаевой Н.К. и Ржебаева Э.Е и др.) по центробежным, шнековым и шнекоцентробежным насосам, согласно которым щелевой поток замыкается внутри колеса и объемный КПД принимается равным 1, К сожаленик), анализ этих работ в диссертации отсутствует. 4) В диссертации отсутствуют сведения о практическом использовании полученных результатов.

По мнению рецензента, можно предположить, что практическое использование имеется, поскольку 3 статьи выполнены совместно со специалистами НПО Энергомаш и посвящены анализу достоверности использования методов компьютерного моделирования для оценки кавитационных качеств бустерных оседиагональных насосов двигателя РД 191 разработки НПО Энергомаш. 5) В диссертации и автореферате имеются неточности и описки, наприме1э: — на стр. 4 дана неправильная формулировка отличия оседиагонального ко~~~а от пшека; согласно дан~~м таблицы 1 рассматриваемое соискателем всасывакъщий участок колеса спрофилирован по шнековому закону; - в подписи к рисунку 1 неправильно дана ссылка на работу [1 !; - на стр.

87 некорректно написано, что шнек служит для «создания закрутки на входе в центробежное колесо»; - на стр. 23 автореферата в п. 4 сделана описка по влиянию радиального зазора между рабочим колесом и корпусом на 1-ый и Ц!-ий критический режим насоса и др. Другие замечания соискателю были высказаны устно. Отмеченные недостатки и замечания не влияют на положительную оценку диссертации в целом. Она выполнена на высоком научнотехническом уровне. Диссертация является завершенной самостоятельной работой, в которой решена крупная научная задача прогнозирования и управления кавитационными характеристиками бустерных оседиагональных насосов кислородно-керосиновых ЖРД с использованием численного моделирования, имеющая важное значение для создания высокоэффективных систем топливоподачи )КРД.

Она удовлетворяет требованиям ВАК !'оссии„ предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор, Казеннов Иван Сергеевич, заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.05 — «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов». .