0742-1-opreview (Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Смирнова Максима Викторовича «Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности»„ представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12 — «Турбомашины и комбинированные турбоустановки» Актуальность тамы. Объектом диссертационного исследования является центробежная реактивная турбина, известная в теории турбомашин как «сегнерово колесо», Эта турбина со своеобразным рабочим процессом широко применяется в современных турбоагрегатах, используемых различных областях техники, например: ° в энергетике - фирма «Турбокон», Россия, серийно выпускает турбоустановки по утилизации низкопотенциального тепла; ° в пневматике - фирма ВупаЬгаое, 13БА, выпускает пневматическую турбошлифовальную машину; фирма А1г ТигЬ1пе ТесЬпо!офез, 1.1ЯА, применяет центробежную реактивную турбину во всем модельном ряде пневмомоторов, шпинделей и ручных турбошлифовальных машин (всего более 100 моделей различных турбомашин); ° в нефтегазовой промышленности - концерн «Укрросметалл»„г.

Сумы, использует струйно-реактивную турбину в приводе шаровых задвижек магистральных газопроводов; ° в газотранспортных системах - ООО «Укрнефтезапчасть», г. Сумы выпускает турбодетандеры-электрогенераторы со струйно-реактивными турбинами. Таким образом, поставленная автором цель — разработка подхода к проектированию центробежных реактивных ступеней, их исследование и совершенствование является актуальной и вполне обоснованной.

В соответствии с поставленной целью автором были сформулированы задачи исследований, предусматривающие: е выбор типа ступени, отвечающей требованиям, предъявляемым к детандер-генераторным установкам; ° разработка одномерной и трехмерной методик расчета центробежной реактивной турбины, их валидация; ° анализ процессов течения в центробежной реактивной ступени, определение баланса потерь„выявление резервов повышения экономичности и разработку рекомендаций по совершенствованию турбин исследуемого класса. Оценка внутренней структуры работы и качества ее оформления Диссертация состоит из введения, 4 глав„ заключения, перечня обозначений и списка литературы.

Текст диссертации изложен на 161 странице, содержит 75 рисунок, 15 таблиц, список использованных литературных источников, включающий 111 наименований. Глубина проработки материала в анализе потенциала генерации электрической энергии в газотранспортных системах, в определении конструктивного облика детандер-генератора и типа применяемой турбинной ступени, системный подход к разработке методики численного трехмерного расчета свидетельствуют о высоком уровне подготовки соискателя, Содержание диссертации изложено хорошим научным языком с использованием современной терминологии, Текст диссертации достаточно полно иллюстрируется графическим материалом.

Оформление работы выполнено на высоком полиграфическом уровне с использованием современных средств. Структура работы логична, каждый последующий раздел ведет к достижению цели работы и решению поставленных задач. Степень обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций Определив цель и задачи диссертационного исследования, автор выдвигает на защиту следующие положения диссертационной работы: ° одномерную модель центробежной реактивной турбины с интеграцией термодинамических свойств реального газа; ° методику проведения численного моделирования исследуемой турбины; е результаты численной апробации применения центробежной реактивной турбины в составе детандер-генератора; е рекомендации по дальнейшему совершенствованию центробежных реактивных турбин.

Анализ работы показывает, что все защищаемые в работе положения достаточно обоснованы. Достоверность полученных результатов обеспечена использованием в процессе выполнения работы апробированного методологического обеспечения численного эксперимента, показавшего удовлетворительную сходимость с результатами физического эксперимента на модельном варианте центробежной реактивной турбины. Оценка новизны и достоверности Соискателем выполнен большой объем аналитической работы, численных исследований процессов в проточной части центробежной реактивной турбины и получены результаты, обладающие научной новизной: ° выполнен анализ потенциала генерации на газотранспортных системах разных стран и обоснована актуальность применения детандергенераторов малой мощности; ° предложена и теоретически обоснована конструкция центробежной реактивной турбины, удовлетворяющая требованиям, предъявляемым к турбинам, применяемым в детандер-генераторах; ° разработаны и валидированы одномерная и трехмерная расчетные центробежной реактивной турбины с учетом модели термодинамических параметров реального газа; ° проведена апробация использования центробежной реактивной турбины в составе детандер-генератора путем численного эксперимента; е предложены и обоснованы мероприятия по повышению эффективности центробежных реактивных турбин в составе детандергенератора.

Теоретическая и практическая значимость Разработаны инженерные методики выбора конструктивных и режимных параметров центробежных реактивных турбин, позволяющие использовать полученные результаты на ранних стадиях проектирования. Разработана одномерная математическая модель турбины с учетом термодинамических свойств реального газа. Замечания по диссертационной работе в целом 1.

В проведенном автором обзоре типов известных безлопаточных турбомашин — канальной, вихревой, турбины Тесла и собственно турбин типа «сегнерово колесо» отсутствуют турбомашины„ использующие принцип гидромеханической резистивности, хотя эти турбомашины имеют эффективность выше, чем вихревые машины. 2. В диссертации отсутствует обзор работ и анализ современного состояния вопроса по имеющимся в литературе исследованиям центробежных реактивных турбин.

3, Разработанная автором одномерная расчетная модель центробежной реактивной турбины реализована только в программном комплексе. Аналитические выражения для основных составляющих потерь в зависимости от основных конструктивных и режимных параметров ступени существенно облегчили бы анализ рабочего процесса ступени. 4. Есть неточности в оформлении, так в автореферате на рис. 4. приведены не расход и момент на рабочем колесе, а момент и кпд ступени. 5. При исследовании процессов в турбине методами численного моделирования отсутствует описание использованной сеточной модели, хотя этот вопрос имеет существенное значение, поскольку сильно влияет на точность решения, Нет примера построенных сеток.

Заключение Несмотря на вышеперечисленные замечания, считаю, что диссертация М.В. Смирнова является законченным научно-исследовательским трудом, выполненным на высоком научном уровне. Актуальность и важность представленных в диссертации задач и личный вклад автора в их решение, равно как новизна и достоверность полученных им результатов не вызывают сомнений. Автореферат соответствует основному содержанию диссертации. Сама диссертационная работа отвечает требованиям «Положения о порядке присуждения ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации №842 от 24.09.2013г., а ее автор, Смирнов М.В., заслуживает присвоения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12 — «Турбомашины н комбинированные турбоустановки».

Подпись официального оппонент Ученый секретарь ученого совета .Н. Мерзляков 603 950, г. Нижний Новгород, ул сударственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е, Алексеева», тел. (831) 436-78-79, е-пта11: твео®ппш.гп. Официальный оппонент, д.т.н., профессор кафедры «Энергетические установки и тепловые двигатели» ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» Кузнецов Юрий Павлович (831) 436-78-79 пйигЬо®уапдех 20.02.201 9г. .