Отзыв оппонента (Теплообмен при кипении многокомпонентных рабочих тел, используемых в низкотемпературных установках)

отзывофициального оппонента доктора технических наук Семенова ВиктораЮрьевича на диссертацию Щолжикова Антона Сергеевича<<Теплообмен при кипении многокомпонентных рабочих тел,используемых в низкотемпературных установкаx>), представленцую кзащите на заседании диссертационного Совета Д212.157.04 приНациональном исследовательском университете <<Московскийэнергетический институт>> на соискание ученой степени кандидататехнических наук по специальности 05.04.03 - <<Машины и аппараты,процессы холодильной и криогенной техники, системкондиционирования и жизнеобеспечения>>Актуальность темы диссертацииИнтерес к теме диссертации обусловлен тенденциями развитияхолодилъной, криогенной техники и систем кондиционирования. ПовышениетермодинамиlIеской эффективности этих установок связано с уменьшениемтемrтературного напоратеплообменных аппаратах, что достигаетсяиспользованием многокомпонентных рабочих тел" Использованиезеотропных смесей фреонов в системах кондиционирования и тепловыхнасосах приводит к увеличению эффективности до |0%; углеводородныесмеси широко используются в крупно- и средне тоннажных технологияхожижении природного газа.

В настоящее время также получают развитиевьiсокоэффективные установки сжижения азота на смешанном хладагенте ирефрижераторные системы на темlrературном уровне до 160 К. Все этисистемы имеют в своем составе теплообменньiй аппарат, где ре€Lлизуетсявпроцесс кипения многокомпонентного рабочего тела.

Необходимость визу{ении этих IIроцессов предопредеJUIет акту€tльность диссертационноиработа .Щолжикова Антона Сергеевича на тему: <<Теплообмен при киrrениимногокомпонентных рабочих тел, используемых в низкотемпературныхустановках),Анализ содержания диссертации,.Щиссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, спискалитературы, состоящего из 79 наименований' и приложений. Полный объемдиссертации составляет 1 10 страниц.Во введении обоснована актуЕtльность темы исследования, приведенократкое описание дроссельного холодильного цикла и преимуществиспользования в качестве рабочего тела многокомпонентных смесей.Указана необходимость в проведении эксперимент€Lпьных исследованийпроцесса кипениrI многокомпонентных смесей с целью полr{ения данньIх покоэффициенту тегIлоотдачи, которые могут найти применение припроектированиитеплообменного оборудования- используемого вниЗкотемпературноЙ технике. Щалее сформулированы цели исследования)IIоказаны новизна и практическая ценность работы.В первой главе приведен ан€LJIиз информационных источников,посвященных исследованию гидродинамики и теплообмена в двухфазныхгIотоках.

Рассмотрены количественные характеристики, исполъзуемые дJuIописаниrI двухфазных потоков, при этом ук€tзывается на существенноевлияние паросодержания потока на характеристики тецлообмена. Отмечено,что на сегодн;IIIIний день, существует ограниченное количество публикаций,посвященных исследованию процесса кипения многокомпонентных смесей,состоящих их трех и более компонентов. Также в данной главе приводятсясоотношенvIя) позволяющие прогнозировать величину коэффициентатеплоотдачи при кипении как чистых, так и многокомпонентных рабочихтел.Вторая глава посвящена оrlисанию методики эксперимента иконструкции экспериментallrьного стенда.

В работе исследов€lJIисъхарактеристики течения и теплообмена в горизонтальной обогреваемойтрубе. ЭкспериментагIьный yracToк встроен в имеющуюся на кафедре НТНИУ (МЭИ) дроссельную холодильную машину, rтри этом потребовutписьсущественные доработки установки. В основе методики определенияэкспериментulJIьного значения коэффициента теплоотдачи лежит нахождениетемпературного напорамежду внутреннейповерхностью стенкиучастка и потоком рабочего тела.

Температура потокаизмеряется установленными в него датчиками температуры, а значениетемпературы внутренней поверхности стенки экспериментztlrьного участканаходится из измеренного распределения температур по толщинеобогреваемого цилиндрического блока с rrомощью установленных в немтермопар. Конструкция экспериментаJIьного у{астка и методикаопределения коэффициента теплоотдачи подробно изложены в текстедиссертации. Эксперимент€uIьная установка оборудована системойавтоматического сбора экспериментаJIьньIх данных.

В конце главыприведена подробная методика оценки погрешностей эксперимента.Получены величины погрешностей дJuI основных измеряемых параметров:температуры потока, температуры стенки, количества подводимого тепла.В третьей главе представлены эксrrеримент€lJlьные данные покоэффициенту теплоотдачи при кипении углеводородных и фреоновыхсмесей. Всего проведены четыре серии экспериментов со смесямиразличного состава. Результаты приведены в виде графиков зависимостейкоэффициента теплоотдачи от средней температуры потока и величиныпаросодержания, которая, в свою очередь, оIIределялась из тепловогобаланса стенда. Приведено сопоставJIение полученных резулътатов сэксперимент€LгIьногоданными других исследователей. Несмотря на изнач€uIьно р€lзличающиесяпараметры: диаметр кан€ша, давление кипениrI, плотность теплового потокаи потока массы, а также различный состав исследуемых смесей,наблюдается качественное совпадение в поведении коэффициентатеплоотдачи по результатам обоих исследов аний.В четвертой главе приведена попытка описать поJý/ченные авторомэкспериментЕUIьные данные с помощью известньIх методик расчета.Применимость методики оценивалась путем определения среднегоотклонениr{ расчетных данньIх, пол)денных с использованием даннойметодики, от соответствующих эксперимент€UIьных данных.

В результатесравнения оказалось, что ни одна из рассматриваемьIх методик не даетудовлетворительного согласования.В заключении приведецы результаты выполненньIх исследований.Представленные выводы вытекают из результатов проделанной работы ипредставляются обоснованными.Новизна и цаучная зЕачимость. С позиции современного уровняна)чных знаний к числу наиболее значимьIх на)чных результатовдиссертанта следует отнести поJý4Iенные эксперимент€lльным путемзначения коэф фициента теплоотд ачи для процесса кипения углеводородньж(метан, этилен, пропан, изобутан) и фреоновых (R-14, R-23, R-22, R-2Збfа)смесей в широком диапазоне температур и паросодержаний.Публикации и соответствие содержания диссертации иавтореферата.

Работа прошла апробацию, что подтверждается участием в 5нау{ных конференциях и7 rlубликациях (в том числе 2 статьи опубликованыв журн€Lлах, рекомендованных ВАК).Автореферат отражает основные положениrI и резулътатыдиссертационного исследования.IIрактич еская ценцость результатов диссертационного исследованиясвязана с возможностью их использованиrI при проектированиитеплообменного оборудования, используемого в большой гамме р€вличныхнизкотемпературных систем. Результаты моryт быть использованы такжедля корректировки существующих соотношений, применяемыхдJuIопределения коэффициента теплоотдачи при кипении смесей,Обосновапность и достоверность цаучных положений выводов ирекомендаций определяется использованием современных измерительныхметодов, включающих в себя регистрирующие приборы с высокойточностью измерений и источники питани1 обладающие стабилъностьюхарактеристик; применением современных программных средств дляуправления экспериментом и сбором данных; тщателъно обоснованнымиоценкамипо|решностиизмерений;IIрименениемматематическихзстатистических методовдляобработкисигнаIIов, предварительнойтарировкой датчиков.достоинствам представленной на отзыв работы, помимополу{енных результатов, следует также отнести владение диссертантасовременными методами экспериментzllrьных исследований, процессатеплоотдачи в сложных для tIостановки исследований двухфазных средах.Необходимо отметить, что при проведении исследований, автором выполненКбольшой объем работ по подготовке установки, осуществлениюэкспериментов и обработке полr{енных результатов.Замечания по диссертационной работе1.В диссертационной работе произведено измерение коэффициентатеплоотдачи для четырех углеводородных и фреоновых смесей.

Однако, изработы не понятен принцип выбора их компонентного и мольного состава.2. В результате сопоставлениrI расчетных и экспериментuulъныхданЕых ок€в€tIIосъ, что ни одна из используемых методик не дает хорошегосоответствия с экспериментом. Соискателю следов€IJIо бы объяснить илипрокомментировать данный вопрос.З.В качестве4.В работе показано существенное влияние на теплообмен режимаэксrrеримент€tльного yracTкa исполъзов€Lпасьгоризонтальная труба, имитирующая теплообменник типа "труба в трубе""Однако, в реZLIIьных установках находят значителъно более широкоепластинчато-ребристые и трубчато-ребристыеприменение витые,теплообменники. Как результаты, полуIенные в данной работе, можнораспространить и возможно ли на эти типы аппаратов?течения двlхфазного tIотока" Однако, какого-либо метода определения этоговажнейшего фактора в материалах диссертации не приведено.5"Графическое представление полу{енных результатов затруднrIетих практическое применение.

Что -либо иное в работе отсутствует.6.ЭкспериментaIпьные данные, соответствующие наиболеепривлекателъной с точки зрения создания высокоэффективныхнизкотемпературных установок области процесса теплообмена сминим€Llrьным температурными напором, полr{ены с максим€IJIьнойпогрешностью, достигаю щеiт 7 0Yо.Отмеченные недостатки и замечаниrI не снижают научной ипрактической значимости выполненной работы и носят рекомендателъныйхарактер.осоответствиизаключениекритериям,диссертацииустановленным положением о порядке присуждения ученых степенейМатериалы диссертационного исследования полно раскрываютвыrrолненную работу и оформленывсоответствиистребованиями,предъявляемымипп.9-1 1 <Положение о порядке присуждения ученыхстепеней), утвержденного rтостановлением Правительства РФ J\Ъ 842 от 24сентября 2013 года.КвалификационнаlIработа демонстрирует способность авторасамостоятельно ставитъ и решать наr{ную проблему.,Щиссертационная работа,Щолжикова Антона Сергеевича <<Тешлообменпри кипении многокомпонентных рабочих тел, используемыхвнизкотемпературных установках>), представJIяет законченное HayIHoeисследование, результаты которого имеют важное практическое значение дляпроектирования высокоэффективных низкотемпературных установок.В целом по акту€LJIьности, науrной новизне, объему материаJIов,наl^rной ценности теоретических и эксперимент€lJIьных исследований, атакже практическому значению полученных результатов, имеющих большоенароднохозяйственное значение, выполненная работа отвечает требованиямВАК РФ, предъявляемым к кандидатским диссертациям, а ее автор ,.ЩолжиковАнтон Сергеевич засlrуживает присуждения ему ученой степени кандидататехнических наук по специаJIьности 05.04.03 Машины и аппараты,процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования ижизнеобеспечения.Официальный оппонент Семенов Виктор Юръевич, доктортехнических наук, начапьник лаборатории щриогенных технологий,безопасности и процессов р€tзделения г€lзов ПАО <Криогенмаш>).

143907,Московская обл., г. Балашиха, пр. Ленина, д. 67, тел.: 8(495)505-93-3З,V.Semyonov@omzglobal. соm.,Щата3 о.р1, 2о/fСеменовВиктор ЮрьевичПодписъ Семенова Виктора Юрьевича заверяюЗам. ЩиректораIМиКИ ПАО кКриогеКортиковндр Викторович.