Отзыв ведущей организации (Экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена в каналах малого диаметра при высоких приведенных давлениях)

УТВЕРЖДАЮ Временно исполняющий обязанности директора Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенный ератур Российской м.н. Гавриков А.В. 2018 г. ОТЗЫВ ведущей организации - Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук на диссертационную работу Беляева Александра Владимировича «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА В КАНАЛАХ МАЛОГО ДИАМЕТРА ПРИ ВЫСОКИХ ПРИВЕДЕННЫХ ДАВЛЕНИЯХ», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.

04. 14- Тепло физика и теоретическая теплотехника Теплообменные устройства с каналами малого диаметра, благодаря высокой площади тепло обменной поверхности, приходящейся на единицу объема самого устройства, находят применение в системах охлаждения аппаратов, отличающихся малыми размерами, таких, например, как компьютерная аппаратура, силовая электроника, космическое приборостроение и т.п. Использование кипения охладителя приводит к дополнительной интенсификации тепло отдачи. Конструирование таких компактных теплообменников в значительной мере сдерживается отсутствием надежньгх методик, описывающих гидродинамику и теплообмен в этих условиях.

Известные методики, расчетные соотношения, разработанные для привычных каналов относительно большого размера, нельзя автоматически переносить на случай каналов малого диаметра, поскольку в этом случае такие параметры потока, как диаметры парового пузыря и жидкой капли, толщина пленки могут быть соизмеримы с характерным размером канала. Известные экспериментальные исследования и анализы (Кузнецов В.В.

и др.) были проведены при низких давления. Они показали, что картина кипения и течения двухфазных потоков в каналах размером до нескольких десятых миллиметра в целом сохраняется. Можно предполагать, что в области высоких приведенных давлений параметры двухфазного потока в каналах малого диаметра также будут идентичным тем, которые имеют место в «обычных» каналах. Но это положение требует экспериментального подтверждения. Диссертация А.В.

Беляева посвящена этой задаче- экспериментальному исследованию гидродинамики и теплообмена в условиях двухфазного течения в каналах малого давления при высоких значениях приведенного давления. Диссертационная работа Беляева А.В, изложена на 152 страницах машинописного текста, содержит 88 рисунков, 10 таблиц, 58 формул. Диссертация состоит из введения, трех глав основного текста, заключения и списка литературы, который содержит 142 наименования.

Во введении дается краткое обоснование актуальности работы, ее теоретической и практической значимости, формулируются цели и задачи исследования, приводятся сведения об апробации работы. Первая глава посвящена обзору литературы. Рассматриваются результаты известных исследований гидродинамики, теплообмена и критических тепловых потоков в каналах малого диаметра. Анализ результатов известных работ показал, что исследования при высоких приведенных давлениях выполнялись на каналах привычного размера.

Исследования двухфазных течений в каналах малого диаметра в подавляющем числе случаев выполнялись в условиях малых массовых скоростей и умеренных приведенных давлениях. Работы, посвященные кризису теплообмена в таких каналах при высоких приведенных давлений, практически полностью отсутствуют. Во второй главе описываются методика исследования, экспериментальный стенд, его основные конструктивные элементы и измерительная аппаратура. Приводятся результаты тарировки датчиков измерительной системы. Оценивается погрешность измерений.

В третьей главе рассматриваются результаты экспериментального исследования гидродинамики и теплообмена при течении кипящего теплоносителя в каналах малого диаметра при высоких значениях приведенного давления. Диссертант выполнил анализ полученных результатов эксперимента установив влияние на интенсивность теплоотдачи, значение критического теплового потока и гидравлическое сопротивление каждого из параметров, который позволяла изменять конструкция экспериментального стенда. Опыты проводились на 2-х рабочих участках разного диаметра, с 2-мя видами рабочей жидкости (фреоны В.113 и КС318).

В опытах варьировались массовая скорость, плотность теплового потока на стенке рабочего участка, давление, неодогрев потока до температуры насыщения. Полученные данные о теплообмене и гидродинамики были сведены в систематизированный массив. В заключении кратко излагаются основные результаты исследования.

К числу наиболее существенных результатов, определяющих научную новизну и значимость работы, также личный вклад автора, можно отнести следующее. 1. Результатом исследования стал большой массив новых данных по теплообмену и гидродинамике при кипении в канале малого диаметра (0,95 и 1,3б мм) и высоких приведенных давлениях (до 0,9). Данные о критических тепловых потоках в этих условиях получены впервые.

2. Было подтверждено предположение об идентичности режимов двухфазного течения в исследованных каналах малого диаметра и «обычных» каналах (несколько миллиметров) в условиях высоких приведенных давлений. 3. Было показано, что в условиях высоких приведенных давлений методики, разработанные для расчета теплообмена, потерь давления и критических тепловых потоков могут быть применены и для каналов малого диаметра. 4. Автор активно участвовал в модернизации экспериментального стенда, конструировании рабочего участка и проведении экспериментов.

Достоверность и обоснованность полученных экспериментальных данных обеспечивается использованием современных методик и средств измерения, проведением специальных тестовых опытов, повторяемостью и согласованием полученных данных с результатами других авторов в перекрывающихся областях параметров. Результаты выполненного исследования могут быть использованы при разработке новых компактных теплообменных аппаратов, применяемых в различных отраслях промышленности. Получены новые данные о критических тепловых нагрузках, ограничивающих работу теплообменных аппаратов. По материалу, представленному в диссертации, имеется рад замечаний. 1. Весьма обширный экспериментальный материал недостаточно четко систематизирован: не учтена специфика режимов течения двухфазной смеси при высоких приведенных давлениях, особенности кипения недогретой жидкости.

В какой-то мере это, видимо, связано с отсутствием визуальных наблюдений режимов течения. 2. Непонятна цель сравнения результатов измерения потерь давления, которые получены диссертантом в условиях, близких к течению гомогенной смеси, с методикой Мартинелли- Локхарта, которая изначально предполагает существование дисперсно- кольцевого режима течения. 3. Использование на рис. 3.50 как параметра температуры жидкости на входе Т,„ нерационально.

Эта температура проявляется через недогрев в исследуемом сечении. Его и нужно использовать при анализе. 4. Согласно ГОСТ Р 54500.3-2011. "Руководство по выражению неопределенности измерений" точность измерений следует оценивать в терминах "неопределенности", а не "погрешности". Указанные замечания не являются критическими, позволяя в целом положительно оценить представленную к защите работу и квалификацию диссертанта.

Тема диссертации соответствует указанной научной специальности 01.04.14- Теплофизика и теоретическая теплотехника. Автореферат правильно и полно отражает содержание диссертации. Публикации также отражают основные положения диссертации. Диссертация была рассмотрена и одобрена на заседании научного семинара отдела проблем теплоэнергетики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (руководитель семинара к.т.н., доцент Косой А.С.). протокол №1-18 от 23 января 2018 г. Диссертация Беляева А.В. представляет собой завершенную научно- квалификационную работу, которая соответствует всем критериям, установленным пунктом 9 Положения о присуждении ученых степеней, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации № 842 от 24 сентября 2013г.

Беляев Александр Владимирович, несомненно, заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14- Теплофизика и теоретическая теплотехника. Главный научный сотрудник отдела проблем теплоэнергетики ОИВТ РАН, Зейгарник 1Орий Альбертович д.т.н. 125412, г. Москва„ул.

Ижорская, 13, стр. 2, (495)484-18-47, хе1даг®оМгап.гп Заместитель заведующего отделом проблем теплоэнергетики ОИВТ РАН, ~~Мю— 125412, г. Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, (495)485-84-72, 11са1пзу1соч®гапзЫег.гп Калмыков Игорь Владимирович Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (ОИВТ РАН) 125412, г.Москва, ул. Ижорская, 13, стр. 2, (495)485-83-45, ~чеЬайшп®Рва.газ.гп Отзыв составлен главным научным сотрудником отдела проблем теплоэнергетики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, доктором технических наук Зейгарником Юрием Альбертовичем и заместителем заведующего отделом проблем теплоэнергетики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук, кандидатом технических наук Калмыковым Игорем Владимировичем.

.