отзыв первую очередь сотрудников Института теплофизики СО

отзыв
официального оппонента на диссертацию Володина О.А. <<Теплообмен и
кризисные явления при пленочном течении бинарной смеси хладонов на
гладких и структурированных поверхностях)), выполненную на соискание
ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности
01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника.
Экономическая эффективность многих технологических процессов
химической промышленности, нефтехимической, энергетики во многом
определяется затратами энергии на гIроизводство основного продукта. Пр"
этом, например, затраты некоторых тепловых электрических станции на
собственные нужды составляют до |2% от вырабатываемой электрической
энергии в связи с
несовершенством устаревшего теплообменного
оборудования. Во многих же теплообменниках реализуются различные виды
пленочных течений, и интенсификация процессов теплообмена в условиях
таких течений является одним из наиболее перспективных направлений
повышения энергоэффективности как отдельных видов энергетического
оборудования, так и тепловых электростанций в цепом.
Аналогичные научно-технические задачи возникают и при разработке
рчlзличных
образцов
холодильной
техники
и в технологиях
сжижения
природного газа. При низких температурах процессы теплообмена зачастую
играют не менее важную роль, чем при высоких.
Одним из перспективных направлений интенсификации теплообмена в
условиях пленочных течений является структурирование поверхностей
теплообменников. Известны результаты экспериментальных исследований ("
первую очередь сотрудников Института теплофизики СО
РАН),
иллюстрируюIцие высокую значимость структуры поверхности
интенсификации теплоотдачи. Но
в
экспериментальных данных по
закономерностям процессов теплообмена (в том числе в условиях кризисных
явлений) пока опубликовано очень мало. Поэтому тема диссертации О.А.
Володина, целью которой является экспериментапьное изучение
гидродинамики, теплообмена и развития кризисных явлений (в режимах
испарения и кипения) при пленочном течении бипарной смеси хладонов
R2l/R1 14
р
на
нагреваемых гладких
и
структурированных поверхностях
азличной геометр ии ) является б езусловно актуальной.
Актуальность тематики
р
ецензируемой диссер тации обусловлена также
и тем, что построение общей замкнутой теории гидродинамических
тепловых
процессов при
поверхностях2
структурированных
миним€шьного
пленочном течении
жидкостей
на
опирающейся
и
на
использование
количества эмпирических постоянных, в обозримом будущем
затруднительно. Но движение в этом направлении необходимо. Возможно же
обобщения результатов
эксrrериментаJIьных исследований, выполненных на высоком уровне
оно
только как
следствие анализа и
планирования, организации, проведения и
обработки результатов
экспериментов. !иссертация О.А. Володина является одним из значимых для
науки и практики шагов в этом важном направлении.
Оценивая aKTy€IJIbHocTb темы
диссертации О.А. Володина
целесообразно отметить, что по своему содержанию она полностью
соответствует перечню критических технологий Российской Федерации,
который утвержден президентом РФ 7 июля 20Ir года
<<Технологии создания энергосберегающих
(J\Ъ
систем
ПР-899), в части
транспортировки,
распределения и потребления тепла и электроэнергии).
Наиболее значимыми для науки и практики, по мнению оппонента,
являются следующие научные результаты, полученные О.А. Володиным:
1. Экспериментальные данные
по
коэффициенту теплоотдачи и
величине критического теплового потока в режимах испарения и
кипения при пленочном течении смеси хладонов R2l/R1 14 на
гладких и структурированных гIоверхностях.
2. По результатам исследований выделен эффект дополнительного
волнообразов ания на поверхности стекающей пленки при наличии
поперечного оребрения) приводящий к
интенсификации
теплоотдачи в режиме испарения по сравнению с гладкой
поверхностью в диапЕвоне числа Re от 400 до 700.
З. Установлено, что на поверхностях с сетчатым покрытием кипение
начинается при меньших, по сравнению с гладкими поверхностями,
тепловых потоков. При этом в режиме испарения и в области
перехода к пузырьковому кипению коэффициент теплоотдачи в
условиях фазовых превращений
на
сетчатои поверхности
существенно выше, чем на гладкой.
4.
Показано соответствие экспериментагIьных данных по киrrению
пленки смеси, стекающей по гладкой поверхности (а также по
оребренной и
ромбовидной), полученной И.И. Гогониным
зависимости для кипения в стекаюrцей пленке.
5.
Установлено, что в достаточно широком диапазоне изменения
начального состава смеси хладонов концентрация легкокипящего
компонента не оказывает заметного влияния на коэффициент
теплоотдачи при испарении пленки смеси R2l/R1 14.
6. Установлены условия и механизмы влияния р€lзличных текстур на
развитие кризиса и величину критического теплового потока.
Показано, что величина этого потока для стекаюIцих в ламинарном
режиме волновых пленок определяется зависимостью, полученной
при рассмотрении возникновения кризиса теплоотдачи
в
испаряющейся пленке.
Новизна полученных О.А. Володиным результатов убедительно
подтверждается публикациrIми в авторитетных научных журналах
(<Теплофизика высоких температур)), <<Теплофизика
<<Тепловые
процессы
в
технике)), рекомендованных
и
аэромеханика),
ВАК
VIинистерства
образования и науки РФ для публикации материалов кандидатских и
докторских диссертаций.
Следует отметить, что исследования автора ориентированы не только
на получение по результатам экспериментов новых данных
по
закономерностям процессов теплообмена при пленочном течении бинарной
смеси хладонов на гладких и структурированных специальным образом
поверхностях. Полученные при выполнении диссертационной работы
результаты являются хорошей базой для рzIзвития теории кризисных явлений
при пленочном течении жидкостей на шероховатых и структурированных
поверхностях.
По содержанию рукописи и автореферата диссертации необходимо
сделать три замечания:
1. При ан€IJIизе результатов научных исследований общепринятым
является представление иллюстраций в размерных или в
безразмерных переменных. Переход к безразмерным переменным
осуществляется всегда полностью. Так, например, трудно
представить такой переход
для системы
дифференциztльных
уравнений в частных производных (например, тепломассопереноса
при переходе от физических переменных к числам Рейнольдса,
безразмерным координатам, скоростям и др.) без приведения к
безразмерному виду
использовании п
краевых условий. Аналогично, при
теоремы невозможно получить группу
безразмерных комплексов, оставив часть размерных переменных без
соответствующих физике процесса преобразований. По этим
причинам странными выглядят несколько иллюстрации.,
представленных в координатах (размерный коэффициент
теплоотдачи число Рейнольдса) (рис.З .2.З, стр. 104 или
(рztзмерный тепловой поток - число Рейнольдса) (р"с. З.28, стр.
110). Логичнее было бы использование чисел Нуссельта. Тем более,
что ряд иллюстрацией выполнен с использованием координат <Nu
Re>>
(например, рис. З.2|, стр. 99).
-
2. Интересные результаты, полученные автором диссертации, не
всегда, к сожалению сопровождаются соответствующим анализом
физики установленных экспериментально закономерностей
исследовавшихся процессов. Так, например, ((зависимость))
Nu-(Re,'n)нapиc.З.20(стp.99).'oсyЩесTByПpиRе>
ориентироваться на положения современной теории планирования
эксперимента и обработки результатов таких исследований)
характеризует отсутствие такой зависимости. Пр" погрешности
измерения коэффициента теплоотдачи
эксперимент€uIьных
до 16%
рассеяние
точек на рис.З.20 соответствует, скорее всего,
отсутствию влияния числа Рейнольдса на
интенсивность
теплоотдачи в исследуемом диапазоне изменения последнего.
Увеличение отклонений значений Nu* на гладкой
и
оребренной
поверхностях с ростом Re, возможно, связано с увеличением при
больших (более 400) Рейнольдсах случайных ошибок измерений. По
мнению оппонента, представленные
на
рис.З.20 результаты,
заслуживали более детального ан€Lпиза.
З. Некоторые выводы автора по результатам выполненных им
экспериментов не всегда понятны читателю. Так, например,
ан€IJIиз
рис.3.10 (стр.86) сопровождается утверждением (на стр.87), что (в
режиме испарения и в области развития пузырькового кипения в
стекающей пленке коэффициент теплоотдачи для трубы с сетчатым
покрытием оказывается значительно выше, чем для гладкой и
текстурированной (до двух раз в области перехода к режиму
кипения)>.
Но представленные на
рис.3 а,6,в
зависимости a(q) не
дают повода для такого утверждения. VIаксимальные отклонения
для гладкой поверхности трубы и с сетчатым покрытием составляют
по а в очень малом
интервчIJIе
Re не более 50%. Если
учестъ
погрешности определения коэффициента теплоотдачи + |6Уо, то эти
отклонения будут, очевидно, еще меньше. Но даже если для q в
диапазоне от 0,6. 104
сушIественными, то
до |,2,|04 Вт/м2 отклонения можно
считать
в остальной области изменения q говорить
об
этом нет оснований.
Сформулированные выше замечания не являются доминирующими при
оценке значения для науки и практики результатов, положений и выводов
представленных в диссертации О.А. Володина. Рецензируемая диссертация
выполнена на фундаментальном научном уровне и заслуживает высокой
оценки.
Следует особо отметить хорошую проработку вопроса
анализа
погрешностей результатов измерений в проведенных экспериментах. Автор,
в отличие от многих современных экспериментаторов, очень тщательно
подошел к оценкам систематических и случайных погрешностей и провел
большую работу по обоснованию достоверности результатов своего
диссертационного исследования. В этой части работы О.А. Володина может
служить примером для подражания. Соответственно, по достоверности
защищаемых результатов соискателя замечаний нет.
Щиссертация О.А. Володина соответствует современным требованиям
по практической значимости результатов диссертационных исследований,
установленные экспериментально зависимости коэффициента теплоотдачи
являются базовой
информацией при разработке теплообменников со
структурированными
поверхностями,
предназначенными
для
интенсификации теплообмена в условиrIх пленочных течений жидкостей при
испарении и кипении.
Рукопись диссертации и автореферат написаны ясным и доступным для
широкого круга читателей литературным языком. Стиль изложения
основных положений и выводов доказательный. Автореферат соответствует
основным положениям диссер,гации. Nfатериалы диссертации хорошо
опубликованы в научной периодической литературе и прошли апробацию на
авторитетных международных и всероссийских конференциях.
ания рукописи и автореферата
рецензируемой диссертации можно сделать заключение, что диссертация
О.А. Володина <<Теплообмен и кризисные явления при пленочном течении
На основании анализа
содерж
бинарной смеси хладонов на гладких и структурированных поверхностях)
полностью соответствует критериям) установленным Положением о порядке
присуждения ученьж степеней п.9, утвержденным постановлением
Правительства РФ от 24.09.1З г. J\Ъ 842, а ее автор заслуживает присуждения
ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности
01.04.14
- теплофизика
и теоретическая теплотехника.
Официальный оппонент,
Заведующий кафедрой теоретической
и промышленной тегIлотехники ЭНИН ТПУ,
доктор физико-математических наук,
профессор
Адрес: 634050, г. Томск, пр. Ленина, .
д.30, ФГАОУ ВО НИ ТПУ
E-mail : [email protected]
тел.: 8(3 822)606-248
Подпись Г.В. Кузнецова удостоверяю:
Ананьева ольга
асьевна