Отзыв оппонента 2 (Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака)

ОТЗЫВ официального оппонента ИНН 7804640677, ЮГРН 1027862508279, ОКНО 02668874 Политсхнннссхал ул., 29, С.-Пстсрбура !9525! Телефон (8 ! 2! 297-20-95, факс 552-80-80 Е-о!а!!: оубсе(4арЬЗГц.го 4Х ~' г.~ № Ж-~-1Ф На№ от Проблемы жидкометаллического охлаждения бланкетов термоядерных реакторов-токамаков является одной из наиболее сложных и активно обсуждаемых.

Выход на инженерные решения связан здесь и с численным моделированием течения и теплообмена в каналах различной формы, и с физическим экспериментом на ртути как модельной жидкости. Результаты последнего, помимо самостоятельной ценности, необходим для валидации СЮ кодов. Работа Н.Ю. Пятницкой посвящена одной из задач этого направления, а потому безусловно актуальна. Содержание диссертации Во введении обоснована актуальность исследования и сформулированы его цель, научная новизна и практическая ценность; указаны положения, выносимые на защиту, представлен перечень выступлений диссертанта на конференциях и семинарах, а также публикаций по теме диссертации.

В главе 1 представлен обзор работ, посвященных гидродинамике и теплообмену при течении жидкого металла в отсутствие внешнего магнитного поля и под его воздействием. Особое внимание уделено влиянию компланарного магнитного поля и подавлению турбулентности в ..1; опблу ~, .'а.'ц~фь~!»! а $$3$$~6 .", ~.4Щ4о~ Е 2899 МИНОБРНАУКИ РОССИИ федеральное госуларсгаеппое аитопоипое образоиательпое учрежаеппе аыеп!его образопапии «Саикт-Петербургскмб политехнический уииаерсптет Петра Великого» !ФГАОУ ВО «СПбПУ») на диссертацию Н.Ю.

ПЯТНИЦКОЙ «Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника каналах различной формы и пространственной ориентации.

Предложен в качестве геометрической области исследования прямоугольный вертикальный канал с соотношением сторон 1;3 как ближайший к используемому в российско-индийском проекте охлаждения бланкета ИТЭР. Глава хорошо структурирована, завершается выводами и постановкой задачи собственных исследований.

Упрекнуть автора можно, пожалуй, лишь за обсуждение работ, достаточно далеких от выбранной темы; из-за этого обзор получился несколько громоздким. В главе 2 детально описаны методика, техника и технология эксперимента. Сделано это с большим знанием дела, логично и весьма интересно.

Достаточно слабые воздействия магнитного поля и термогравитационной конвекции породили множество трудностей, не остановивших диссертанта. Наряду с широким и успешным использованием наработок научной группы кафедры инженерной теплофизики МЭИ, Н.Ю. Пятницкая существенно продвинула зондовые методики как аппаратурно, так и по возможностям изучения малоинтенсивных процессов. Должное внимание уделено расчетам неопределенностей полученных результатов по принятому в Российской Федерации стандарту «ГОСТ Р 54500.3-2011/ Руководство ИСО/МЭК 98-3:2008». Правда, ключевые формулы (2.14) — (2.24) приведены без вывода, обоснований или хотя бы ссылок на источники.

Не указано, к какому типу, А или В, относятся определяемые в опытах величины. В главе 3 описаны результаты исследований подьемного и опускного течения ртути в вертикальном прямоугольном канале. Роль возмущающих воздействий выполняют компланарное магнитное поле и слабый двусторонний обогрев. Исследования автора весьма обширны и информативны: тут и профиль температуры, и ее пульсации, и безразмерная температура стенки, и локальное число Нуссельта. Нашлось место осциллограммам температурных пульсаций, автокорреляционным функциям и частотным спектрам. В целом это тонкая и превосходно выполненная работа зрелого экспериментатора, вызывающая интерес и уважение.

В диссертации разрешено важное физическое противоречие: при минимальном вкладе термогравитационной конвекции изучено «почти чистое» влияние на турбулентный перенос компланарного магнитного поля. Разумной и не выходящей за пределы наблюдений является и физическая трактовка результатов. Итак, третья глава — наиболее интерсная и ключевая. В главе 4 данные опытов обобщены и сведены в простую алгебраическую модель подавления турбулентности компланарным магнитным полем. Здесь же предложены наименее трудоемкие пути использования модели с помощью ясных по смыслу и легко реализуемых преобразований. В работе получены именно инженерные приближения, о полезности и даже необходимости которых в последнее время вспоминают нечасто.

Выводы, к радости читателей, немногочисленны и емки, хотя и несколько растянуты. В целом они вполне соответствуют как задачам работы, так и полученным в ней результатам. Научная новизна результатов Впервые в широком диапазоне режимных параметров получены экспериментальные данные по полям осредненной температуры в потоке„ температуры стенки, интенсивности и статистическим характеристикам температурных пульсаций при опускном и подъемном течении ртути в прямоугольном канале в компланарном магнитном поле при симметричном обогреве.

Предложена оригинальная алгебраическая модель подавления турбулентности компланарным магнитным полем при слабом влиянии термогравитационной конвекции. Выявлена аналогия между степенью подавления турбулентного переноса компланарным магнитным полем в прямоугольном канале и поперечным магнитным полем в круглом канале. Численный эксперимент с использованием предложенной модели удовлетворительно согласуется с экспериментом физическим. Практическая значимость работы Опытные данные о коэффициентах теплоотдачи, полях осредненной температуры и температурных пульсаций могут быть использованы как при конструировании теплообменных систем реактора-токамака, так и для валидации СЮ кодов при моделировании теплообмена.

Предложенная алгебраическая модель подавления турбулентности позволяет рассчитывать теплообмен при существенном воздействии магнитного поля. Обоснованность и достоверность выводов Достоверность полученных результатов подтверждается: — использованием методики, многократно апробированной в ранее проведенных исследованиях, и градуировкой всех используемых датчиков; — корректной оценкой неопределенностей, с которой получены в опытах все основные величины; — автоматизацией эксперимента с помощью современного оборудования, статистической обработкой больших массивов первичных данных в среде ~аЬЧ! ЕУУ, библиотекой эффективных программ статистического анализа данных; — соответствием полученных данных физическим представлениям о воздействии компланарного магнитного поля на турбулентность.

Апробация и публикации Основные результаты диссертации отражены в 5 публикациях, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий ВАК РФ; материалы исследований доложены на представительных российских и международных конференциях. Автореферат в должной мере отражает содержание диссертации и выводы, к которым пришел автор, Он хорошо оформлен и иллюстрирован. Замечания и пожелания По тексту диссертации и автореферата имеются следующие замечания, 1. В реальных энергетических установках магнитные поля, плотности теплового потока и другие параметры будут существенно превышать параметры, реализованные автором в экспериментах.

В работе не показано, как соотносятся между собой режимные параметры эксперимента и промышленных установок, не обсуждается, насколько применимы полученные результаты к реальным условиям эксплуатации систем охлаждения бланкетов. 2. Интересные данные об автокорреляционных функциях и спектрах температурных пульсаций описаны и обсуждены недостаточно подробно. З..Диссертация и автореферат написаны тяжеловесно, в тексте присутствуют стилистические огрехи и синтаксические ошибки. В графических материалах и тексте, в нарушение ГОСТ 8.417-2002, дробная часть числа отделена от целой точкой, а не запятой.

Выводы и заключение по диссертации Считаю, что диссертация Н.Ю. Пятницкой является научно-квалификационной работой, в которой изложены новые научно обоснованные технические решения и разработки, имеющие существенное значение для развития страны„а именно: применительно к системе охлаждения реакторатокамака изучены закономерности теплообмена при течении жидкого металла в вертикальном канале прямоугольного сечения в условиях подавления температурных пульсаций компланарным магнитным полем под слабым воздействием термогравитационной конвекции.

Диссертация Н.Ю. Пятницкой «Исследование теплообмена жидкого металла в плоском вертикальном канале в компланарном магнитном поле применительно к системе охлаждения реактора-токамака» по содержанию соответствует и. 5 паспорта специальности 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника.

Она отвечает требованиям Положения о Официальный оппонент: заведующий кафедрой «Теплофизика энергетических установок» федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Санкт-Петербургский политехни- ческий университет Петра Великого», доктор технических наук, профессор, лауреат премии Гособразования СССР, член Международной Энергетической Академии и Международной академии холода Сапожников Сергей Захарович 195251, Санкт-Петербург, Политехническая, 29 Тел.: (812) 5527773 е-п~ай: зещ.зарогппн<очфп~ай.гц Подпись официального оппонента Сапожникова Сергея Захаровича Живулин удостоверяю: Владислав Ученый секретарь Ученого Сове1а, кф,'нх::.--',:;,"' ', "Х4,4, .

Петрович порядке присуждения ученых степеней (и. 9), утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации й<в842 от 24 сентября 2015 г., а ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника. .