Отзыв ведущей организации (Совершенствование характеристик и разработка метода расчета солнечной адсорбционной холодильной установки периодического действия)

«УТВЕРЖДАЮ» Первый заместитель Генерального директора, научный руководитель отзыв Ведущей организации на диссертацию Самсон Инны Федоровны «Совершенствование характеристик и разработка метода расчета солнечной адсорбционной холодилыюй установки периодического действия», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения. Актуальность темы исследования связана с проблематикой использования солнечной энергии в целях охлаждения. Рост мирового энергопотребления и одновременно ограниченность запасов природных ресурсов, в частности ископаемых видов топлива, приводят к необходимости поиска альтернативных видов энергии.

Область исследования является актуальной и соответствует специальности 05.04.03 - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения. Диссертационная работа Самсон И.Ф. посвящена исследованию, разработке и практическому применению солнечных автономных холодильных установок адсорбционного типа (СХАТ). является совершенствование характеристик и разработка метода расчета СХАТ периодического действия, использующего рабочую пару «активированный уголь — метанол». Для достижения поставленной цели были решены следующие на чно-технические за ачи: ° Проведение серии испытаний адсорбционной способности различных марок активированного угля относительно метанола. ° Конструкция ряда действующих образцов СХАТ, и проведено экспериментальное исследование их работы с различными типами углей в различных климатических условиях.

Разработка математической модели процессов тепло- и массообмена, протекающих в адсорбере СХАТ, и проведение проверки ее адекватности. ° Проведение численных исследований работы солнечной адсорбционной холодильной установки с различными конструктивными параметрами при различных характеристиках активированного угля для разных климатических условий. ° Разработка метод расчета СХАТ периодического действия, использующего рабочую пару «активированный уголь — метанол». На чная новизна работы заключается в представленном методе расчета СХАТ, основанном на использовании математической модели адсорбера СХАТ разработанной автором, которая позволяет учитывать геометрию и сорбционные свойства рабочей пары, а также климатические условия. Кроме того впервые получены численные результаты, показывающие влияние толщины слоя активированного угля на установки.

Впервые получены холодопроизводительность характеристики почасовой солнечной радиации в г. Санто-Доминго. Личный вкла соискатели не вызывает сомнений, поскольку им самостоятельно получены все основные результаты диссертации, в том числе: 1. Создано несколько экспериментальных прототипов СХАТ, продемонстрирована их устойчивая работа в течение длительного периода и проведены экспериментальные исследования их работы. 2.

Разработана математическая модель физических процессов, происходящих в коллекторе СХАТ, и осуществлена ее верификация. 3. Проведены численные исследования влияния параметров активированного угля, климатических параметров и толщины слоя активированного угля на холодопроизводительность СХАТ. 4. Экспериментально определены адсорбционные свойства семи марок активированного угля по отношению к метанолу. 5. Разработан метод расчета СХАТ.

Практическая ценность результатов заключается в том, что результаты экспериментальных исследований СХАТ могут быть использованы для разработки и верификации новых математических моделей подобных установок. Метод расчета адсорбционных холодильных установок, представленный в диссертационной работе, позволяет определять конструктивные характеристики установки и массу активированного угля для заданной холодопроизводительности при различных климатических условиях. Достоверность результатов диссертации Апробация работы Результаты работы были доложены и обсуждены на двенадцати научных конференциях и опубликованы в тринадцати научных трудах, два из которых в журналах, входящих в перечень, рекомендованный ВАК РФ, и один зарубежный журнал, индексируемый в базе данных %ВВ оК Яс1епсе.

Содержание работы В первой главе диссертации выполняется обзор работ адсорбционных холодильников, исследований солнечных обосновывается выбор рабочей пары "активированный уголь-метанол", анализируются равновесные модели адсорбции и математические модели физических процессов, происходящих в солнечном коллекторе.

Достоверность полученных в работе результатов подтверждается многократной нос производимостью экспериментальных данных, корректным применением фундаментальных физических законов, положенных в основу математической модели, удовлетворительными результатами сопоставления расчетных и экспериментальных данных, полученных автором. Во второй главе приводятся результаты экспериментальных исследований, проведенных на прототипах СХАТ, построенных исследовательской группой, в которую входит автор. Также представлены результаты экспериментов проведенных с целью определения сорбционных свойств различных марок угля по отношению к метанолу.

В третьей главе приводится разработанная математическая модель физических процессов, происходящих в адсорбере, и описывается алгоритм получения решения и производится ее верификация путем сопоставления расчетных и экспериментальных результатов. Основными искомыми функциями в модели являются: давление, температура и количество адсорбированного метанола, которые изменяются по радиусу и во времени. Предложенная автором математическая модель позволяет определить распределение всех искомых переменных в кольцевом слое сорбента во времени при изменении внешних условий.

Это дает возможность найти количество адсорбированного и десорбированного метанола, и вычислить удельную холодопроизводительность установки. В четвертой главе приводятся результаты численных экспериментов, в которых исследовано влияние различных параметров на работу СХАТ. На основе равновесной модели адсорбции автором проведено исследование влияния климатических условий на работу СХАТ, а именно влияние температуры поверхности солнечного коллектора и охлаждающей воды в конденсаторе, которые наиболее сильно влияют на холодопроизводительность.

Показано, что во всех случаях одинаковое снижение температуры в конденсаторе и адсорбере увеличивает количество десорбированного метанола, которое для разных марок углей отличается. Приведен анализ влияния сорбционных свойств угля на характеристики установки как на основе равновесной модели, так и с учетом динамических состояний рабочей ггары "активированный уголь— метанол". Интенсивность солнечной радиации определяет динамику прогрева слоя угля, а дневные температуры определяют потери теплоты с поверхности адсороера, температуру в конденсаторе и теплопритоки в холодильной камере. Проведены численные исследования работы СХАТ в зависимости от толщины слоя угля в солнечном коллекторе при постоянном внешнем радиусе адсорбера и при переменном радиусе внутреннего канала адсорбера, В пятой главе изложен разработанный автором метод проектного расчета СХАТ и произведен пример расчета.

Цель расчета — найти требуемые конструктивные характеристики адсорбера и других элементов установки при ее использовании в определенной местности, расчет производится для доступных марок угля и исходными данными является необходимая потребителю холодопроизводительность. Метод основан на математической модели, представленной в главе 3, Значимость для науки результатов диссертации заключается в том„ что предложен новый метод расчета солнечных холодильников адсорбционного типа, основанный на математической модель адсорбера СХАТ, позволяющий учитывать геометрию адсорбера, сорбционные свойства пары «сорбент — поглощаемое вещество» и климатические условия в местах использования.

Полученные численные результаты показывают влияние толщины слоя активированного угля с различными адсорбционными свойствами на удельную холодопроизводительность установки. Впервые получены характеристики почасовой солнечной радиации в г. Санто-Доминго. Значимость для практики результатов диссертации заключается в возможности использования для инженерных расчетов СХАТ предложенный автором метод для анализа процессов в СХАТ при различных углях и климатических зонах. Разработанный метод расчета СХАТ позволяет определять ее конструктивные характеристики и массу определенной марки активированного угля для заданной холодопроизводительности при различных климатических условиях. Полученные экспериментальным путем свойства семи марок активированных углей относительно метанола могут быть использованы для расчета и проектирования сорбционных установок.