Отзыв оппонента 2 (Расчетно-экспериментальные исследования гидравлических характеристик трубопроводов систем теплоснабжения с учетом степени гидрофобности функциональных поверхностей)

отзыв официального оппонента на диссертационную работу Морозова Михаила Александровича «Расчетно-экспериментальные исследования гидравлических характеристик трубопроводов систем теплоснабжения с учетом степени гидрофобности функционш1ьных поверхностей», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 — «Промышленная теплоэнергетика». Акт альность аботы Теплоснабжение РФ представляет собой множество локальных систем и децентрализованного теплоснабжения, централизованного рассредоточениых по отдельным населенным пунктам и промышленным предприятиям.

Трубопроводные сети РФ являются одними из самых протяженных и разветвленных в мире, общая длина трубопроводов по разным оценкам составляет более 340 тыс. км. Системы теплоснабжения характеризуются высокой аварийностью, накоплением отложений на теплообменных и внутритрубных поверхностях, высоким коррозионным износом, значительным гидравлическим сопротивлением систем теплоснабжения, нарушениями водно-химического режима на фоне продолжительного срока эксплуатации.

Отсутствие или нарушение химической подготовки теплоносителя проводит к «зарастанию» трубопровода — уменьшению живого сечения и увеличению шероховатости трубопроводов. Для обеспечения требуемых расходов эксплуатирующие организации вынухслены увеличивать напоры, развиваемые насосами, что влечет за собой увеличение расхода электроэнергии.

Эксперименты, проведенные Морозовым М.А., полученные им поправочные коэффициенты к коэффициенту потерь на трение в зависимости от степени гидрофобности внутренней поверхности трубопроводов, позволят повысить эффективность эксплуатации систем теплоснабжения. Изложенное выше позволяет говорить об актуальности выполненного исследования.

н хи~~~ ° Разработка метода повышения эффективности эксплуатации трубопроводных систем теплоснабжения за счет гидрофобизирования внутренних поверхностей трубопроводов. ° Исследование зависимости гидравлического сопротивления от угла скатывания для трубопроводов различного диаметра. е Определение зависимости изменения эквивалентной шероховатости Лэ ...

/Лэ„„. от состояния внутренней поверхности трубопроводов (О, а ) путем численного моделирования с использованием программного пакета Г!он%з1оп. ° Определение оптимальной толщины Ь гидрофобизирующего покрытия от исходного состояния внутренней поверхности трубопровода диаметром й для максимального снизкения гидравлического сопротивления. П актическая ~ енность состоит ° в разработке методики экспериментальных и расчетных исследований, способствующих повышению эффективности работы трубопроводных систем. остове ность ез льтатов Достоверность полученных результатов определяется многократной повторяемостью эксперименттщьных данных, применением поверенных и калиброванных средств измерения и стендового оборудования„ использованием высокоточных современных средств измерений, выполнением расчетов с использованием современной системы программирования Р1ои~Из(оп.

Замечания по иссе та ионной аботе .эквивалентная шероховатость внутренней поверхности, один из параметров, определяющих потери давления в трубопроводах. Значения шероховатости используются в гидравлических расчетах. Можно говорить о влиянии шероховатости на результаты гидравлических расчетов, но не на сами расчеты («1.2 Влияние характеристик поверхности на гидравлический расчет трубопроводов систем теплоснабжения» «1.2.2 Влияние увеличения шероховатости поверхносги трубопроводов в процессе эксплуатации на гидравлический расчет систем теплоснабжения»).

В гл. 2 описывается методика экспериментальных исследований, «позволяющая установить качественные и количественные показатели характеристик гидрофобных функциональных поверхностей с различной шероховатостью». Автором не дается расшифровка понятия «шероховатость поверхности в состоянии поставки», численное значение шероховатости не приводится. Вторая партия образцов имела «существенно меныпую шероховатость одного порядка». Не понятно, как определялось «отклонение параметра шероховатости Ка в пределах серии». Не указана погрешность измерений профилометром 1эе11ак 150. Методика определения углов смачивання и скатывания представлена в гл.

3. В 3.2.4 не приведена оценка точности определения углов. В качестве результатов экспериментов приведены средние значения углов смачивания и скатывания, разброс и среднеквадратические отклонения не приводятся. Исследование влияния гидрофобизирующего слоя на гидравлическое сопротивление плоской поверхности проводилось при двух режимах— ламинарном (Ке=470) и турбулентном (Ке=7282). Первый режим не характерен и самое главное не желателен для систем теплоснабжения. Второй режим скорее принадлежит переходной области, чем турбулентной. Явно не указаны значения параметров, по которым были определены значения Ке (скорость, вязкость, линейный размер). Описание результатов эксперимента — профилей скорости носит скорее качественный характер. Количественное влияние гидрофоб изирую щего слоя на гидравлическое сопротивление плоской поверхности не установлено.

По результатам экспериментальных исследований, описанных в главе 3, оценивалось изменение потерь давления на трение образцов разных диаметров в зависимости от степени гидрофоб ности внутренних поверхностей. Вызывает недоумение аргументация выбора диапазона и шага диаметров - «возможность интерполяции и экстраполяции результатов экспериментальных исследований». Результаты экспериментов представлены в виде графиков, по осн х которых отложены скорости ~,м7с, и числа Ке, вычисленные при значении вязкости 1,004 10 м~!с, что соответствует вязкости воды при температуре 20' С, в то время как указывается, что испытания проводились «при температуре рабочего тела 1,р 30'С». Экспериментальные точки, представленные на рис.

3.10-3.12, аппроксимированы кривыми. Не приведены ни цель, ни способ, ни точность аппроксимации, ни уравнения этих кривых. Анализ значимости влияния параметров (диаметр, скорость, угол скатывания, угол смачивания) на гидравлические сопротивления носит качественный характер (стр. 87). Следует отметить, что форма представления результатов на рис. 3.13 — информатнвнее.

При обсуждении результатов эксперимента не приводятся объяснения различного характера зависимости снижения гидравлического сопротивления от изменения углов скатывания для труб разных диаметров (рис. 3Л 4 Ду 50 н Ду 65 — 80). Представленные в табл. 3.1 результаты обработки экспериментальных данных содержат относительное снижение потерь давления % (столбец 3), достигнутое за счет гидрофобнзации внутренней поверхности, но нигде в гл. 3 не приводятся абсолютные потери давления на образце до гидрофобизации. Таблица 3.2 — "Относительная погрешность измерений*' ссылается на графики, представленные на рис.

3.10-3.12, ио какая связь между значениями в таблице и точками на графиках неясно. Погрешность измерения расходов н давлений, приведенная в таблице, влияет на погрешность определения коэффициента гидравлического трения (3.6). Но оценка этой погрешности не представлена.

Не удачен выбор формул 1Певелева (4.17-4.18) для верификации результатов расчетного исследования. Шероховатость участвует в этих формулах косвенно, как качественный параметр ("новые трубы", "старые трубы"). Логичнее использовать приведенные в гл. 1 формулы (1.5, 1.7-1.11), в которых шероховатость фигурирует как количественный параметр. Интересно было бы проверить совпадение результатов эксперимента с результатами, полученными по формулам для гидравлически гладких труб (1. 7).

Результаты численного моделирования с результатами эксперимента сопоставлялись визуально с помощью графиков. Количественная оценка адекватности отсутствует. Основным результатом исследования является зависимость оптимальной толщины гндрофобизирующего слоя от исходного состояния н диаметра трубопровода (рис. 4.7). Не понятно, как были получены 4 коэффициента аппроксимирующей зависимости по 3 точкам. При определении экономической эффективности затраты на реализацию технологии гидрофобизации функциональных поверхностей и затраты на модификацию системы отопления полагались равными 70 тыс.руб. Обоснования такой оценки затрат не приводятся.

Приведенные замечания не снижают научной и практической ценности диссертационной работы. Результаты исследования достаточно полно представлены в 7 публикациях, в том числе в журналах, рекомендованных ВАК (2 статьи) и индексируемых Ясорца (1 статья). Диссертационная работа Морозова Михаила Александровича «Расчетно-экспериментальные исследования гидравлических характеристик трубопроводов систем теплоснабжения с учетом степени гидрофобности функциональных поверхностей» является завершенной научно-квалификационной работой, отвечает требованиям, предъявляемым к кандидатским диссертациям Положением о присуждении ученых степеней (утв. Постановлением Правительства Российской Федерации №842 от 24.09,2013), а ее автор заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.04 Промышленная теплоэнергетика.

Официальный оппонент к. т. н., доцент, доцент кафедры ИСТАС ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ) ~25 .~.5'~, -.. "'М-. -6.'з .~-, "..~.'; "-.. л аД('7(~ф~7' ~ р~ - ~,~--"'.,"""'-' . „Елена Халиловна.

Китайцева ;» ' -..., » '- ~ '.' 2пгь. )-':~,2~ 6'~, Г14 ''1 Подпись Е.Х. Китайцевой подтверждаю '~? 3 Д~ я -'йг .