Сведения о результатах защиты (Расчетно-теоретическое исследование процессов переноса в твердооксидном топливном элементе)

Протокол № 5 заседания диссертационного совета Д 212.157.04 от 24.04.2015 ПРИСУТСТВОВАЛИ: Ученая степень, шифр Примечание Ф.И.О. специальности в совете д.т.н., 05.04,03 1. К юков Алексей Павлович п едседатель д,т.н., 01.04.14 зам. п едседателя д,т.н., 01.04.14 зам. и едседателя 2.

Алексан ов Алексей Александ ович 3, Ягов Викто Владими ович к.т.н., 01.04.14 д.т.н., 05.04.03 4. Яс ебов А сепий Константинович ченыйсек ета ь член совета 5. Валуева Елена Пе овна д,т.н., 05.04.03 б. Га яевАнд ейБо исович член совета д.т.н., 05.04.03 7. Го бачев Станислав П око ьевич член совета д.т.н., 01.04.14 д.т.н., 05.04.03 8.

Дедов Алексей Викто ович 9. Дми иев Александ Се геевич член совета член совета д.т.н., 01.04.14 10. Клименко Владими Викто ович член совета 11. Ковалев Сергей Алексеевич д.т.н., 01.04.14 член совета 12. Комов Александ Тимо еевич 13. Сви идов Валентин Гео гиевич д.т, н., 05.04.03 д.т.н., 01,04.14 член совета член совета 14. Сычев Вячеслав Владими ович д.т.н., 01.04.14 член совета 15. Яньков Гео гий Глебович д.т.н., 01.04,14 член совета Состав диссертационного совета утвержден в количестве 21 человек.

Присутствовали на заседании 15 человек. Начало заседания: 10-00, продолжительность: 105 мин. Повестка дня: Защита диссертационной работы Касиловой Екатерины Валерьевны «Расчетно-теоретическое исследование процессов переноса в твердооксидном топливном элементе», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01,04.14 Теплофизика и теоретическая теплотехника. СЛУШАЛИ: Выступление соискателя — Касиловой Екатерины Валерьевны. Выступление научного руководителя — кандидата физико-математических наук Григорука Дмитрия Геннадьевича. Выступление официальных оппонентов: Григорьева Сергея Александровича, доктора технических наук, профессора кафедры химии и электрохимической энергетики ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», и Власкина Михаила Сергеевича, кандидата технических наук, заведующего лабораторией энергоаккумулирующих веществ ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН».

Вопросы задали: Лялин Д,А. (ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша»), д.т.н. Валуева Е.П., д.т.н. Яньков Г.Г., д.т.н. Горбачев С,П., д.т.н. Свиридов В.Г., д.т,н. Крюков А.П,, д,т,н. Дмитриев А.С,, д.т.н. Гаряев А.Б., д.т,н. Ягов В.В. В дискуссии приняли участие: к.т.н. Туркин А.В, (ОАО "ВТИ"), д.т.н. Ягов В.В. ПОСТАНОВИЛИ: 1. Присудить Касиловой Екатерине Валерьевне ученую степень кандидата технических наук на основании защиты диссертации «Расчетно-теоретическое исследование процессов переноса в твердооксидном топливном элементе» по специальности 01.04.14— Теплофизика и теоретическая теплотехника.

При проведении тайного голосования диссертационный совет в количестве 15 человек„ из них 8 докторов наук по специальности 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника, участвовавших в заседании, из 21 человек, входящих в состав совета, проголосовали: «з໠— 15 человек, «проти⻠— нет, недействительных бюллетеней — нет. 2. Утвердить заключение диссертационного совета по диссертации Касиловой Екатерины Валерьевны. ета Д 212.157.04 стребов А.К.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА Д 212.157.04 НА БАЗЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ», МИНОБРНАУКИ РФ ПО ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА НАУК аттестационное дело № решение диссертационного совета от 24.04.2015 г. № 5 О присуждении Касиловой Екатерине Валерьевне, гражданке Российской Федерации, ученой степени кандидата технических наук. Диссертации «Расчетно-теоретическое исследование процессов переноса в твердооксидном топливном элементе» по специальности 01,04.14 Теплофизика и теоретическая теплотехника принята к защите 17 февраля 2015 года, протокол №2, диссертационным советом Д 212.157.04 на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Мино брнауки РФ, 111250„Москва, ул.

Красноказарменная, 14, приказ №105/нк от 11.04.2012. Соискатель Касилова Екатерина Валерьевна, 1984 года рождения. В 2007 году соискательница окончила Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана». Окончила обучение в очной аспирантуре ОАО "Всероссийский дважды Ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно- исследовательский институт" в 2012 г. В настоящее время работает инженером- расчетчиком в ЗАО "Смартек" (концерн "Сафран"). Диссертация выполнена в Лаборатории теплообмена и гидродинамики в энергетическом оборудовании Физико-технического отделения ОАО «Всероссийский дважды Ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический научно-исследовательский институт» (ОАО «ВТИ»).

Научный руководитель — кандидат физико-математических наук, Григорук Дмитрий Геннадьевич, заместитель начальника технического отдела по научно-исследовательским работам и новым технологиям ОАО «Институт Теплоэлектропроект». Официальные оппоненты: Григорьев Сергей Александрович; доктор технических наук; ведущий научный сотрудник кафедры химии и электрохимической энергетики ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ», Власкин Михаил Сергеевич; кандидат технических наук; заведующий лабораторией энергоаккумулирующих веществ ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН» дали положительные отзывы на диссертацию.

Ведущая организация: Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" в своем положительном заключении, подписанном начальником отдела электрохимической физики, кандидатом химических наук В.П.Пахомовым и кандидатом технических наук Г.Н.Волощенко указало, что диссертация полностью соответствует требованиям, предъявляемым к научно- квалификационным работам на соискание ученой степени кандидата технических наук согласно «Положению о порядке присуждения ученых степеней» Соискатель имеет 16 опубликованных работ, из них по теме диссертации опубликовано 1б работ объемом 2,8 печатных листов, опубликованных в рецензируемых научных изданиях — 4 работы объемом 1,2 печатных листов, опубликованных в изданиях, входящих в системы цитирования, — 2 работы объемом 0,9 печатных листов, а также один патент.

Наиболее значительные научные работы по теме диссертации: 1. Д.Г Григорук., Е.В. Касилова А.В. Туркин. Применение твердооксидных топливных элементов в энергетических установках с улавливанием СО2. // Электрические станции. — 2011. — №7 (расчет характеристик батареи твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ) на основе термодинамической модели) 2. Д.Г. Григорук, Е.В. Касилова.

Двухкомпонентный массоперенос в аноде твердооксидного топливного элемента // Электрические станции — 2012— №1, (анализ процессов переноса в пористом аноде ТОТЭ) 3. Д.Г. Григорук, Е.В. Касилова. Параметрические исследования тепловых схем гибридных установок с топливными элементами на продуктах газификации угля // Электрические станции.

— 2012. — № 10. (расчет напряжения на ТОТЭ и утилизации топлива в батарее в зависимости от тока, протекающего через элемент, использование разработанной модели ТОТЭ для оптимизации тепловой схемы гибридной установки) 4. Д.Г. Григорук., Е.В. Касилова, А.В. Туркин. Гибридная углеиспользующая установка с выводом из цикла диоксида углерода. Патент на полезную модель РФ ВП 123581, дата приоритета 25.07.2012 (разработка тепловой схемы энергетической установки на основе параметрических расчетов, выполненных с использованием предложенной модели ТОТЭ) 5. Р. Р|ап1со-ОргусЬ, Е.

Каз11оча, Х. ЗажогзЫ. СН) Апа1уз|з о1'11еа1 1тапз1ег 1п а ппсго1иЬп1аг Яо1Ые ОхЫе Гпе1 Се11 з1ас)с // С11егшса1 апй Ргосезз Епрпеег1пд. — 2014. — 1зз.35. — МЗ (оценка неравномерности распределения тока и теплового потока по длине ТОТЭ, расчет теплообмена и гидродинамики в батарее ТОТЭ). На диссертацию и автореферат поступили 7 отзывов с положительной характеристикой работы: 1, ЗАО ИНПК «Русские энергетические технологии». Отзыв подписал к.х.н. В.А. Шепелин.

Замечание: в автореферате не указано, как учитывалась необратимость электродов. 2. Томский политехнический университет. Отзыв подписал д.ф.-м.н., профессор Г.В.Кузнецов. Замечаний нет. 3. МГУ. Отзыв подписал к.ф.-м.н. Р.Р.Айдагулов. Замечание: в автореферате не приведены геометрические размеры анода и топливного канала, принятые для расчетных исследований.

4. ФГБУН «Объединенный институт высоких температур РАН». Отзыв подписал к.т.н. В.И.Борзенко, Замечание: из автореферата неясно, как учитывались процессы на катодной стороне элемента. 5. Институт безопасного развития атомной энергетики РАН. Подписал; к.ф.-м.н. А.Р. Аветисян. Замечания: 1) в автореферате не раскрыты преимущества разработанной модели перед численным моделированием; 2) на вольт-амперных кривых не указан рабочий диапазон плотностей тока.

6. ГНЦ ФГУП «Центр Келдыша». Подписал: д.т.н. Ю.М. Головин, Замечания: 1) в автореферате мало уделено внимания конкретным практическим проблемам; 2) в автореферате нет данных для коммерчески доступных батарей ТОТЭ. 7. ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ». Подписал: д.т.н., профессор В.И,Кормилицын. Замечания: 1) в автореферате не приведено полученное аналитическое решение для анода; 2) в автореферате нет данных для конструктивных параметрах, принятых для расчета.

Выбор официальных оппонентов обосновывается сферой их научных интересов, что подтверждается научными и учебно-методическими публикациями. Выбор ведущей организации обоснован тем, что указанное учреждение собственные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в части создания энергоустановок на основе твердооксидных топливных элементов. Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных соискателем исследований: разработаны теоретическая модель пористого анода твердооксидного топливного элемента, учитывающая все существенные для распределения концентраций факторы и применимая во всем диапазоне термодинамических и конструктивных параметров ТОТЭ; модель гидродинамики и массопереноса в топливном канале ТОТЭ, на основе которой получено аналитическое решение для распределения концентраций топлива и продукта реакции по длине канала, а также скорости топливной смеси; теоретическая модель ТОТЭ, учитывающая взаимосвязь процессов переноса массы, импульса и заряда, применимая во всем диапазоне термодинамических и конструктивных параметров ТОТЭ; предложен метод расчета распределения тока вдоль ТОТЭ и вольтамперной характеристики элемента с учетом особенностей массопереноса и гидродинамики в его конструкции; введен критерий для оценки влияния адвекции (перемещения вещества за счет движения газа) на распределение концентраций в пористом аноде.

Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что: доказаны положения, вносящие существенный вклад в представление о механизмах массо переноса в пористом аноде и топливном канале и позволяющие проведение оценок режима переноса во всем диапазоне термодинамических и конструктивных параметров ТОТЭ; раскрыта взаимосвязь между процессами диффузии и гидродинамики в конструкции ТОТЭ с распределением тока по элементу и его вольт-амперной характеристикой; изучено влияние процессов диффузии и гидродинамики на распределение тока вдоль элемента и его вольт-амперную характеристику и проведены параметрические исследования рабочих характеристик ТОТЭ при параметрах, соответствующих современным промышленным образцам. применительно к проблематике диссертации результативно использованы методы математической физики, что позволило получить аналитические решения для задач диффузии в пористом аноде и течения топливном канале элемента, применимые во всем диапазоне рабочих и конструктивных параметров ТОТЭ; Значение полученных соискателем результатов исследования для практики подтверждается тем, что: разработан н внедрен новый метод расчета вольт-амперной характеристики ТОТЭ, учитывающий влияние гидродинамических эффектов в конструкции элемента; определены пределы применимости известных упрощенных линейных формул для распределения концентраций в пористом аноде и топливном канале ТОТЭ, а также качественные закономерности для влияния микроструктуры и конструктивных параметров ТОТЭ на вольт-амперную характеристику элемента и распределение тока по длине элемента; созданы новые теоретические модели анода, топливного канала и электродно-электролитной сборки, применимые для параметрических и оптимизационных расчетов электрохимических сборок и тепловых схем энергетических установок на основе ТОТЭ.