Отзыв оппонента (Повышение эффективности пластинчатых теплоутилизаторов посредством интенсификации теплообмена на поверхности с овальными лунками)

отзыв официального оппонента д.т.н., Щеренко Александра Павловича на диссертацию Арбатского Андрея Андреевича «Повышение эффективности пластинчатых теплоутилизато ров посредством интенсификации теплообмена на поверхностях с овальными лунками», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05,14.04 — «Промышленная теплоэнергетика» Актуальность темы диссертации. Решение проблем по снижению энергоемкости тепло-технологических производств, разработке и реализации мероприятий по энергосберегающим технологиям, повышению энергоэффективности тепло-массообменного оборудования всегда были и остаются важнейшими и необходимыми в организации экономической деятельности нашего государства.Тем более, чтоосновываясь на различных аналитических экспертных оценках - не реализованный потенциал энергосбережения в нашем государстве составляет порядка 30-40оо от общего объема энергопотребления, а энергоемкость ВВП России превышает в 2,5 раза среднемировой показатель.

Поэтому тематика диссертационной работы Арбатского А.А., без сомнения, является востребованной и актуальной. Так как исследования по техническим решениям, в частности, по созданию оптимальных профилей поверхностных турбули заторов, проведенных диссертантом, направлены на повышение интенсивности теплообмена, коэффициента теплопередачи теплообменного оборудования, что позволяет увеличить утилизацию тепловой энергии вторичных энергоносителей с меньшим температурным потенциалом и, как следствие, снизить расход первичного теплоносителя от источников энергии. Обоснованность и достоверность научных положений диссертации. Основные положения, представленные в диссертации, получены на основе экспериментальных и аналитических исследований, с последующим анализом и обобщением полученных результатов.

Автор использовал современные вычислительные программные комплексы для моделирования и верификации разработанной им физической модели. Проверка адекватности физической модели выполнена путем сравнения результатов расчета, полученных с ее помощью, опытных данных и результатами моделирования в СГВ пакете РНОЕМСБ, в котором учтена реальная геометрия канала с интенсификаторами теплообмена.Достоверность теоретических положений подтверждается экспериментальными исследованиями диссертанта с использованием современной измерительной техники и апробацией на общероссийских и международных конференциях.

Все это позволяет считать основные научные положения и выводы диссертационной работы обоснованными и достоверными. Научная новизна полученных результатов исследований. К наиболее важным результатам и выводам, полученным диссертантом, можно отнести следующее: 1. Разработана физическая модель, описывающая механизм интенсификации теплообмена посредством турбулизации потока овальными лунками.

2.Математическое моделирование распределения поля температур, гидродинамики основного потока, осложненного эффектом вихреобразования от геометрической формы и расположения овальных лунок и выступов. 3. Результаты теоретических исследований, относящиеся к математическому описанию физики процесса и определения величины теплоты, выносимой воздухом из овальной лунки в ядро набегающего потока. Практическая ценность диссертации для науки н техники. Практическую значимость результатов диссертационной работы состоит в следующем: 1. Разработан метод расчета пластинчатых теплоутилизаторов, использующих в качестве турбулизаторов для повышения энергетической эффективности на поверхности нагрева, овальные лунки. 2. Представлены экономическое обоснование и энергосберегающая эффективность для разработки и внедрения в промышленное производство теплоутилизаторов для систем приточно-вытяжной вентиляции.

З.Результаты научных исследований по интенсификации теплообмена внедрены в учебный процесс при подготовке магистров по специальности «Промышленная энергетика». Оценка содержания диссертации и автореферата. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложений. Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, указывается цель и задачи работы.

В первой главе выполнен обзор литературы, посвященный исследованию влияния поверхностных турбулизаторов различной геометрической формы на тепловые и гидродинамические параметры при их обтекании. Показано, что при достаточно большом числе публикаций нет четкого представления о структуре вихревого течения в овальных лунках в широком аспекте факторов, влияющих на физику процесса, что не позволяет количественно с достаточной степенью точности определить уровень воздействия геометрических и режимных параметров на гидродинамику и теплообмен в каналах, оснащенных данным видом интенсификаторов.

Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований процесса вихреобразования в одиночной лунке и физическая модель для расчета передаваемого количества теплоты из одиночной лунки в ядро потока. В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований теплообмена на поверхностях с лунками в виде сферических сегментов.

Приведены обобщающие зависимости, полученные на основе собственных исследований и экспериментальных данных других авторов. Показан эффект интенсификации, который обнаруживается при сравнении величины теплоотдачи у поверхностей с одинаковой площадью теплообмена, но с различной формой турбулизаторов. В четвертой главе дан сравнительный анализ результатов расчета коэффициента теплоотдачи для каналов, стенки которых профилированы овальными лунками и выступами, а также лунками в виде сферических сегментов. Показано, что поверхность с овальными лунками более эффективна по теплоотдаче, чем поверхность со сферическими лунками в исследованном диапазоне скоростей.

В птпой главе приведен анализ перспективного использования теплообменников с овальными лунками вместо теплообменников фирмы «Ноча1» для утилизации вентиляционных выбросов систем противоточновытяжной механической вентиляции. Показано преимущество теплообменника с овальными лунками по сравнению с пластинчатыми турбулизаторами фирмы «Ноча1» по критерию тепловой эффективности теплообменника, коэффициенту компактности и критерию Кирпичева. Заключение представляет выводы, отражающие основные результаты диссертационной работы. Содержание автореферата соответствует тексту и выводам диссертационной работы. Апробация работы.

Основные положения работы, результаты теоретических и расчетных исследований докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научно-технических конференциях. По материалам диссертации опубликовано 12 научных трудов, 3 из которых - в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК. Личный вклад автора. Выполнен аналитический обзор опубликованных исследований в области поверхностных интенсификаторов теплообменных процессов, разработаны физическая и математическая модели, проведены численные и натурные эксперименты по моделированию процессов, протекающих в каналах с поверхностными интенсификаторами теплообмена, произведен сравнительный анализ разрабатываемого и промышленного теплообменников по эффективности, а также подготовлены статьи и доклады по материалам исследований к публикации в рецензируемых журналах и на международных конференциях. Вонроеы и замечании по работе.

По результатам диссертационной работы Арбатского А.А. имеются следующие замечания: 1. В работе представлена фотография экспериментальной установки, но отсутствует ее описание и методика проведения экспериментов и измерения физических и геометрических величин. 2. Условные обозначения не отличаются строгостью: например, присутствуют пять обозначений скорости; одно из них совпадает с обозначением кинематической вязкости, что усложняет анализ содержания. 3. При использовании теории Прандтля диссертант оперирует понятием буферного слоя, который соответствует теории Кармана, а не ламинарным подслоем, соответствующим двухслойной модели течения Прандтля. 4.

Рисунок 2.11 не раскрывает сущность, содержания представленной подрисуночной подписи. 5. Текстовое сопровождение анализа преобразования дифференциальных уравнений (2.6; 2.7; 2.8) не всегда характеризуется математической строгостью: вычитаемое называют слагаемым; вместо координаты зв уравнении 2.7 поставлена координата у; не оговаривается условие принятия при анализе конечных линейных размеров по осям х иу.

6. Весьма спорное решение (под предлогом упрощения понимания) поменять принятое обозначение импульсов - Р на х,у, г, (хотя они уже используются в качестве координат) при переходе от уравнения 2.13 к 2.14, а далее членам уравнений 2.15, 2.16 после их математического преобразования присвоить: а, в, с и т.д. ( что привело к усложнению анализа материала диссертации).