Отзыв_оппонента_-_Бурмистров (Разработка метода расчета рабочих процессов и создание пневмовакуумной установки сепарации ДНК)

ОТЗЫВОФИЦИАЛЬНОГО ОППОНЕНТАна диссертацию Пугачука Александра Сергеевичана тему«РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ И СОЗДАНИЕПНЕВМОВАКУУМНОЙ УСТАНОВКИ СЕПАРАЦИИ ДНК»,представленную на соискание учёной степени кандидата технических наук поспециальности 05.04.06 - Вакуумная, компрессорная техника и пневмосистемы.Представленная на рассмотрение диссертационная работа состоит из введения,5-ти глав и заключения, содержащего основные результаты и выводы.

Работаизложена на 150 страницах машинописного текста, дополнена 63-мярисунками, 8-ю таблицами, включает два приложения (акты внедрениярезультатов работы) и список литературы из 129 наименований. По темедиссертации опубликовано 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостьюразработки метода расчета систем вакуумной сепарации, описывающеготечение раствора молекул ДНК через пористые микроячейки, а такжевостребованностью современной биотехнологической отрасли в разработкевысокоэффективных установок сепарации ДНК.Выполненный автором обзор конструкций установок отделения ДНК показал,что из всех существующих методов отделения ДНК наиболее перспективнымявляется сорбционных метод, при котором молекулы ДНК осаждаются напористом теле.

Здесь автор также формулирует задачу разработки установки,реализующей данный метод, и характеристики, определяющие эффективнуюработу таких установок.Литературный обзор существующих методов расчета технологическихпроцессов сепарации осаждением показал, что в настоящее время неразработаны математические модели и методы расчета, позволяющиеадекватно описать рабочие процессы в установках вакуумной сепарации(отделения из раствора) ДНК, а именно, процесс фильтрации раствора,содержащего ДНК, через массив микроячеек, в которых расположеныпористые элементы, причем процесс фильтрации через разные ячейки имеетразные скорости, следовательно, носит статистический характер.Базируясь на результатах анализа литературныхформулирует цель и задачи диссертационной работы.источников,авторОбъектом исследования являются установки вакуумной сепарации ДНК,содержащие рабочую полость с ячейками и пористым телом.Предметом исследования – рабочие процессы, протекающие в рабочейполости установок, с учетом возможного одновременного течения какжидкости, так и газа через пористые тела.Цель работы – разработка метода расчета рабочих процессов, протекающих вустановках вакуумной сепарации (УВС), и создание эффективной установкисепарации ДНК.Задачи исследования – разработка метода расчета рабочих процессов в УВС,проверка метода расчета на адекватность с помощью экспериментальныхданных, выдача рекомендаций по проектированию УВС и разработкамакетного образца УВС для сепарации ДНК для микропланшета на 96стандартных ячеек.Подход автора при решении поставленных задач – ориентация наматематическое моделирование рабочих процессов в рабочей области УВСпредставляется правомерным и достаточно обоснованным.В основе метода – математическая модель рабочих процессов объектаисследования, воспроизводящая его схемное решение, геометрические ирежимные параметры, свойства рабочего вещества и взаимосвязь комплексапротекающих процессов с сохранением их логической структуры ипоследовательности во времени.Положения, выносимые на защиту:Метод расчета рабочих процессов в УВС;Результаты экспериментальных и численных исследований рабочих процессовв установках вакуумной сепарации ДНК.Краткое содержание работыВ первой главе сделан обзор методов исследований и оборудования,предназначенного для выделения ДНК, в том числе установок вакуумнойсепарации.

Проведен обзор методов расчета, численных методов решениясистем уравнений и основных характеристик установок вакуумной сепарацииДНК. Сформулированы цель и задачи исследования, а также обоснованапрактическая ценность работы.Вторая глава посвящена разработке метода расчета и описаниюматематической модели течения рабочей среды в установках вакуумнойсепарации ДНК. Рассмотрена двухфазная модель течения жидкости и газа сучетом описания движения рабочей среды в пористом теле в области давлений,соответствующей рабочей зоне установок вакуумной сепарации ДНК. Вматематической модели использованы четыре расчетных области: областьодной ячейки, область ячейки с частью вакуумной камеры, область четырехячеек и вся рабочая область.

Выделение локальных областей дает возможностьисследовать рабочие процессы в выбранных участках, сокращая временныезатраты на расчет. В заключение приведен алгоритм применения методарасчета рабочих процессов в установках вакуумной сепарации ДНК.В третьей главе представлен комплекс экспериментальных исследований,предназначенных для получения эмпирических коэффициентов, замыкающихсистему уравнений математической модели. Для проведения серииэкспериментов разработана методика проведения эксперимента иэкспериментальный стенд. Получены значения коэффициента пористостипористых тел в рабочих ячейках, краевого угла смачивания материалатипового планшета очистки, коэффициенты проницаемости пористых телячеек.

В ходе экспериментов определены расходные характеристики течениярабочей среды в ячейках установок вакуумной сепарации ДНК. Проведеноисследование течения рабочей среды в области нижней части ячеек планшетаочистки, каплеобразования. В завершении главы обобщены полученныеэкспериментальные данные.В четвертой главе представлена проверка адекватности разработаннойматематической модели. Разработана частная математическая модель,описывающая стационарное однофазное течение рабочей среды в ячейкахустановки вакуумной сепарации ДНК.

Проведено численное исследованиерабочих процессов на основе созданной математической модели,сопоставление данных и оценка погрешностей численных экспериментов поопределению расходных характеристик установки вакуумной сепарации.Приведенная в работе математическая модель применена для определениярасчетных рабочих характеристик разрабатываемой пневмовакуумнойустановки сепарации ДНК. Проведено численное исследование рабочихпроцессов в локальной области четырех ячеек и всей расчетной области,содержащей 96 ячеек и вакуумную камеру. Полученные результаты сталиосновой для проектирования пневмовакуумной установки сепарации ДНК.В пятой главе приведено описание конструкции пневмовакуумной установкисепарации ДНК, представлена апробация и результаты внедренияразработанного метода расчета рабочих процессов и пневмовакуумнойустановки сепарации ДНК, что подтверждено актами о внедрении.К заслугам Пугачука А.С.

можно отнести то, что он является одним из авторовпатента на полезную модель разработанной установки.Оценивая работу в целом, следует отметить инновационность подхода квыполнению натурных экспериментальных исследований, в том числеиспользование аддитивных технологий, что характеризует автора каксложившегося научного работника.Отмечая высокий теоретический и методический уровень рассматриваемойдиссертационной работы, хотелось бы высказать следующие замечания:В математической модели не учтено влияние испарения в рабочей камереустановки вакуумной сепарации при понижении давления в ней.

Не указанодопущение о пренебрежении процессом испарения.•Образование капель автор считает важным явлением при работе установки,однако в работе не описан процесс образования капель в результатепоследующей после нормализации давления конденсации рабочей среды настенках камеры.•В математической модели течение принимается изотермическим, а газрассматривается, как несжимаемая среда.

Насколько данные допущенияприемлемы не обсуждается.•Отмеченные недостатки не снижают практическую ценность работы и невлияют на обоснованность защищаемых положений.Достоверность результатов, полученных предложенными методами,подтверждается сравнением их с результатами экспериментальныхисследований, выполненных автором. Результаты исследования подтвержденыапробацией метода расчета и математической модели, а также разработаннойустановки в организации ЗАО «Синтол», где было проведеноэкспериментальное исследование работоспособности установки вакуумнойсепарации ДНК и результаты работы использованы при создании новогоустройства.Научная ценность диссертации состоит в разработке, апробации и внедрениив широкую практику ряда отечественных фирм и учебных заведений методарасчета рабочих процессов, позволяющего провести анализ рабочиххарактеристик установок вакуумной сепарации; а также разработаннойматематической модели двухфазного течения рабочей среды через пористоетело с учетом распределенных параметров в рабочей полости установкивакуумной сепарации; получении расходных характеристик течения рабочейсреды через ячейки с пористыми телами типового планшета очистки,гидродинамическиххарактеристиктиповогопланшетаочистки,коэффициентов сопротивления пористых тел ячеек.Практическая значимость подтверждается тем, что разработанный авторомалгоритм расчета рабочих процессов в установках вакуумной сепарациипозволяет сократить временные и финансовые издержки при проектированииновых устройств, базирующихся на методе вакуумной сепарации.

Впервыепредложено конструктивное исполнение пневмовакуумной установкисепарации ДНК на основе результатов численного исследования рабочихпроцессов, что подтверждается полученным патентом на полезную модельустановки и актами внедрения на предприятиях. Простота и универсальностьпредложенной математической модели с точки зрения программнойреализации позволяют эффективно применять ее для широкого спектрапрактических задач в сфере устройств, предназначенных для вакуумнойсепарации.Завершенность работы не вызывает сомнения, поскольку достигнутапоставленная автором цель – создание метода расчета и разработка устройствавакуумной сепарации ДНК.Оформление диссертационной работыРабота написана хорошим техническим языком, построена логично,качественно выполнены рисунки.

В работе обнаружено несколько опечаток итерминологические неточности, что не затрудняет чтение и осмыслениеработы.Автореферат полностью соответствует содержанию диссертации.ЗаключениеДиссертация представляет собой завершенное научное исследование,выполненное автором самостоятельно и на достаточно высоком уровне. В ней.