0742-orgreview (Безлопаточные центробежные ступени для турбодетандеров малой мощности)

УТВЕРЖДАЮ .т.н., доцент ихайлов ОТЗЫВ ведущей организации ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова» 10АО «НПО ЦКТИ») на диссертацию Максима Викторовича Смирнова «Безлопаточные центробежные ступени дли турбодетандеров малой мощности», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12 - «Турбомашины и комби- нированные турбоустановки» Актуальность темы диссертационной работы Несмотря на значительный потенциал производства электрической энергии на объектах газотранспортной системы за счет технологических перепадов давления, турбодетандерные агрегаты до сих пор не находят там широкого применения.

Выявление причин неприменения турбодетандерных агрегатов н попытка разработки научно-обоснованных решений для ее разрешения свидетельствует об актуальности рассматриваемой работы. Исследование в работе безлопаточной турбины, используемой в составе турбодетандера, которая по сравнению с традиционными лопаточными турбинами, отличается повышенной надежностью и долговечностью, ввиду отсутствия силового контакта газа, несущего в своем потоке твердые частицы с абразивными качествами, с поверхностями лопаток также весьма актуально.

В диссертационной работе Смирнова М.В. получены следующие основные научные результаты: 1) получена и систематизирована актуальная информация по потенциалу применения турбодетандеров в газотранспортных системах и по новым схемным решениям с детандергенераторными агрегатами (ДГА) в различных странах мира; 2) предложена и впервые апробирована в составе ДГА путем численного моделирования безлопаточная центробе>кно-реактивная турбина; 3) разработаны и сопоставлены с результатами эксперимента одномерная и трехмерная расчетные модели центробежно-реактивной турбины с учетом теплофизических свойств реального газа; 4) предложены и расчетным путем обоснованы мероприятия по совершенствованию центробежно-реактивных турбин.

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется: - адекватностью используемых геометрических расчетных моделей реальной конструкции центробежно-реактивной турбины; - строгостью используемого в работе математического аппарата вычислительной гидро- динамики; обоснованным применением современных численных и конечно-объемных методов; - сравнительным анализом результатов расчетов, полученных в диссертационной работе, с имеющимися экспериментальными данными, аналитическими оценками и результатами, приведенными в публикациях других авторов. Выносимые на защиту положения диссертации опубликованы в рецензируемьгх журналах, включенных в перечень ВАК РФ н индексируемых в ЯСОР1)$, доложены на отечественных и международных конференциях.

Практическая значимость Значимость работы связана с ее существенным вкладом в систематизацию современной информации по применения ДГА в мировых газотранспортных системах, с разработкой инженерной методики выбора геометрических и режимных параметров центробежно-реактивных турбин. Предложенные расчетные методики могут быть использованы при разработке центробежно-реактивных турбин до 500 кВт. Диссертация соответствует паспорту научной специальности 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки»; - в части формулы специальности: «... исследуются закономерности механических, ..., гидродинамических, ..., экономических ...

связей с целью ... создания новых энергетических... турбомашин ..., обладающих высокими показателями ... надежности, технологичности, ... и низкой себестоимостью»; - в части области исследования специальности: пункту 1 «Разработка научных основ изучения ... гидрогазодинамических... процессов, общих свойств ...функционирования ... турбомашин ...». Текст автореферата соответствует всем основным положениям и результатам, изложенным в диссертации.

В качестве замечаний по диссертации можно отметить следующее: Ав . Автором обоснованно утверждается о перспективности использования ДГА на газотранспортных системах, однако в настоящее время, по данным автора, в стране и в мире они применяются в единичных случаях. Убедительного объяснения причин этого в работе не приведено. 2.

В рработе не приведен сравнительный анализ существующих видов турбин, подтвеждающий целесообразность выбора варианта именно безлопаточной турбины для ДГА. 3, О дно из требований, предъявляемых к рассматриваемым турбинам, - недопустимость обледенения проточной части, однако в работе отсутствуют методики и расчеты таких эффектов, которые опасны возникновением конденсационной нестационарности, приводящей к появлению периодических дополнительных усилий со стороны потока на элементы проточной части.

4. И спользованное в работе моделирование реального рабочего тела, как локально идеального, имеет ограниченную применимость. Если внутри процесса вблизи области околокритических состояний коэффициент адиабаты будет заметно изменяться, то погрешность в определении потерь будет существенной.

5. С . Сопоставление расчета с экспериментом было проведено только на воздухе. При использовании природного газа, сопоставление будет иным количественно, а, возможно, и качественно. б. В представленных в диссертации результатах расчетов отсутствуют такие важные данные как расход рабочего тела в элементах проточной части, что не позволяет полно оценить характеристики турбины. 7. Представленные на рис 1.20 значения КПД турбин разного типа показывают максимальные значения при оптимальном отношении и/с«.

Однако, во многих случаях турбина на номинальном режиме работает при значительно меньших значениях Ыс«, и выбор типа турбины определяется другими характеристиками, В частности, рассмотренная в главе 3 натурная турбина развивает номинальную мощность 32 кВт при и!с«< 0,1 и КПД<15'.4 (рис.4.7). В связи с этим надо отметить, что разработанные в главе 4 мероприятия по повышению КПД турбины, практически не сказываются в реальной турбине. 8.

Непонятно на каком этапе одномерного расчета и как именно итеративно уточняется расход через турбину, так как приведенная формула 2.31 используется для расчета скорости сз.. 9. Утверждение о "зависимости расхода от частоты вращения, полученные в рамках одномерных и трехмерных расчетов и приведенные на рисунке 3.4, хорошо аппроксимируется полиномом второй степени Π— п " требует подтверждения, т. к. на рисунке показана зависимость Заместитель.

генерального директора- заведующий отделением турбинных установок, и.о. заведующего отдела исследования турбоустановок, к.т.н. Рохлин Валерий Ефимович 1812) 7174381 Коей!1пЧЕ®сЫ.ги Ведущий инженер лаборатории аэроди- намики турбин, к.т.н. Мохов Алексей Валентинович 1812) 5788970 МоЫю~АЧ®сЫ.гп Качуринер Юлий Яковлевич (8 1» 57 38 7 76 ~~~~ц~ду Главный конструктор проекта лаборатории промышленных исследова- ний и модернизации турбоагрегатов ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетиче- ского оборудования им. И.И. Ползунова» 10АО «НПО «ЦКТИ»): 191167, Санкт-Петербург, ул.

Атаманская, д. 3/б, чжи.сЫ,ги, е-та11: 8епега1®сЫ.гп, тел.: 1812) 7172379 от и/с«. Еще большее отличие от квадратичной зависимости видно на рис. 2.7. Аналогично, рис.2.9 не подтверждает кубическую зависимость мощности трения диска от оборотов.

Указанные замечания не снижают научной и практической ценности работы, которая полностью отвечает требованиям, предъявляемым к кандидатской диссертации (п.9 Положения о присуждении ученых степеней), а ее автор Максим Викторович Смирнов заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.12 «Турбомашины и комбинированные турбоустановки». Отзыв на диссертацию и автореферат подготовлен на основании заключения отдела исследования турбоустановок, рассмотрен и утвержден на заседании Научно-технического совета ОАО «НПО «ЦКТИ» 2б февраля 2019 года, протокол № 2. .