Отзыв оппонента 2 (Совершенствование процесса производства карбида кремния путем изменения организации подвода теплоты)

отзыв официального оппонента Нешпоренко Евгения Григорьевича на диссертацию Закожурникова Сергея Сергеевича «Совершенствование процесса производства карбида кремния путем изменения организации подвода теплоты», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика Диссертационная работа Закожурникова С,С. посвящена рационализации использования подводимой тепловой энергии к печи сопротивления для интенсификации производства карбида кремния. В настоящее время отсутствует методика расчета массового выхода карбида кремния.

Существующая модель расчета температурного поля в процессе производства не учитывает осадку материала и конденсацию пара в процессе его прохождения через шихту. Все вышеперечисленное свидетельствует об актуальности темы диссертации. Целью диссертационной работы является разработка и обоснование мер по сокращению энергетических затрат на производство карбида кремния путем изменения организации подвода теплоты и подготовки сырья в электрической печи сопротивления. Научнаи новизна работы обусловлена тем, что Закожурников С.С.: — усовершенствовал модель производства карбида кремния, которая позволяет впервые проводить учет осадки материала и конденсации влаги, переносимой в процессге фильтрации через связанные поры шихты; — разработал математическую модель, определяющую массовый выход карбида кремния в процессе его производства по температурному полю в печи; — показал, что: применение многокерновой организации подвода теплоты позволит увеличить массовый выход карбида кремния на 15-20% при сохранении пода>уймой к печи мощности; впервые неследовзл влияние осадки материала, влажности и пористости шихты на.массовый выход карбида кремния.

Практическая ценность работы обеспечивается: — возможностью отказаться от большого числа трудоемких, энерго- и атериалоемких натурных испытаний, связанных с определением наиболее эффективного способа подвода теплоты; — обоснованием возможности практического применения многокернового способа нагрева шихты, позволяющего увеличить массовый выход карбида кремния на 15-20б4; — возможностью создания автоматизированной системы управления процессом производства карбида кремния на основе созданной математической модели расчета температурных полей. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным применением расчетных соотношений, основанных на фундаментальных физических законах, хорошим согласованием результатов расчетов по предложенным моделям с опытными данными, полученными автором, а также с опытными данными из литературных источников. Во введанни обоснована акттааьность совершснствованне процесса производства карбида кремния.

Сформулирована цель работы, показаны научная новизна и практическая ценность. Приведены основные положения, которые выносятся на защиту. В пе яой тлаяе проведен обзор литературных источников Рассмотрены современные научные исследования процесса производства карбида кремния, стюсобы.получения ЯС и направления совершенствования работы промышленных печей. По результатам обзора литературных источников сделаны выводы и сформулированы задачи„которые были решены в диссертационной работе.

Во вто ой ' ".Ывва представлена математическая модель расчета температурных полей в печах сопротивления, Рассмотрена методика расчета выхода продукта печи по производству карбида кремния, математическая модель осадки магерй4ла в процессе производства карбида кремния, а также модель конденсации: вптвгие переносимой в процессе филырации через связанные поры щихты;. Произведено сопоставление температурных полей, лученных при помощи чиеленного моделирования с экспериментальными иными. В т етьей главе предложены несколько направлений совершенствования производства карбида кремния в электрических печах сопротивления. Проведены расчеты температурного поля при изменении конфигурации керна, количества кернов, начального влагосодержания и начальной пористости шихты.

По распределению температур в поперечном сечении печи установлено, что предложенные способы подвода теплоты при производстве карбида кремния эффективнее существующего аналога. Наиболее эффективным признан способ, при котором керны располагаются в углах равнобедренного треугольника с верхним основанием. Получен график изменения влажности от времени для различных точек печи. Получены графики изменения температуры для различных точек печи от времени при различной начальной пористости, Сделан вывод, что увеличение пористости ведет к резкому росту температур, а уменьшение — к снижению температур в соответствующих точках.

Однако, общий эффект от изменения пористости является нелинейным, так как необходимо учесть, что диапазон температур карбидообразования изменяется от 1600 до 2500'С, следовательно, перегрев материалов шихты так же плох, как и недогрев. В четве* той главе представлены результаты расчета массового выхода карбида кремния при различной пористости шихты, начальной влажности„количестве кернов и при различных формах керна.

Рассчитан энергетический балавс и приведены энергетические показатели печи сопротивления. График изменения массового выхода от начальной влажности показал уменьшение массового выхода карбида кремния с увеличением начальной влажности шихты. Сделан вывод о том, что выгоднее уменьшать влажность шихты, но полностью. иекдючить влагу из процесса нельзя, так как это снизит электропроводиооть.материала в худшую сторону. Расчеты показали, что можно уменьщпкЬ-:-:;,значение влажности с используемого сейчас на практике 0,1 до 0,05.

-Посячитан массовый выход ЯС для разного количества сточников теплоты в шихте и проведено сравнение с экспериментом акожурниковой Г.С. для одного керна прямоугольного сечения. становлено, что увеличение числа кернов в рабочем пространстве печи ведет к увеличению массы полученного карборунда.

Но при наличии более трех кернов массовый выход начинает снижаться из-за худшей газопроводимости. Наиболее эффективным оказался вариант с использованием трех кернов, расположенных в углах равнобедренного треугольника с верхним основанием. Изменение формы поперечного сечения источника теплоты с прямоугольной на круглую приводит к увеличению массового выхода карборунда. В заключении перечислены основные результаты, полученные в работе и выносимые на защиту. Математические модели, созданные автором, реализованы в программе Машсад.

Результаты диссертации многократно докладывались на научных конференциях международного и всероссийского уровня. Работы опубликованы в журналах, рекомендованных ВАК, а также в других изданиях. Автореферат достаточно полно отражает содержание диссертации. В процессе изучения работы возникли следующие вопросы и замечании: 1. В работе отсутствуют данные о влиянии изменения количества кернов на общее время производства карбида кремния в печи сопротивления. 2. В диссертации отсутствует оценка погрешности измерений в ходе эксперимента.

3. На рис, 2,3 в йодрисуночной надписи не указано, какие кривые соответствуют расчетным„а какие экспериментальным данным. 4. Таблица 4Л названа «Изменение массового выхода карбида кремния в зависимости от:начальной влажности», а в ней изложены данные о зависимости массоВога "выхода от начальной пористости. Несмотря на уквванные замечания, диссертационная работа отвечает требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям.

ЗАКЛ1ОЧЕНИЕ Диссертация «Совершенствование процесса производства карбида кремния путем изменения организации подвода теплоты» Закожурникова Сергея Сергеевича представляет собой оконченный научный труд, в котором прослеживается новизна результата исследований, актуальность и практическая значимость. предъявляемым к кандидатским диссертациям. Ее автор, Закожурников Сергей Сергеевич, заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 — Промышленная теплоэнергетика.

Официальный оппонент: доцент кафедры «Теплотехнических и энергетических систем» ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный Нешпоренко Евгений и" Григорьевич технический университет име Носова». кандидат технических и Дата р'~-' А ""В~ РФ, 455000, Челябинская обл.„г, Магнитогорск, пр. Ленина, 33, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государгсдтвенный технический университет имени Г.И.

Носова» Адрес эленгронноа нолти!'эннаирйтаег, Телефон; +7 (3519) 29-ра4 02 Адрес офилиального сарг~ сргаииэанит аггдятаат.ш В диссертационной работе представлена усовершенствованная модель производства карбида кремния, модель массового выхода продукта, представлены несколько способов совершенствования производства карбида кремния. Считаю, что данная диссертационная работа удовлетворяет всем требованиям положения ВАК о порядке присуждения ученых степеней, .