Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Современные проблемы теплогазоснабжения населенных мест и предприятий. Учебное пособие (курс лекций)

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
41
Первая подгруппа в каждой группе обозначается индексом 00. Она является запасной рубрикой для индексации таких изобрете­ний, которые не могут быть заиндексированы с помощью после­дующих подгрупп данной группы.
В основу МКИ положены следующие принципы:
– классы, относящиеся к оборудованию, включают только обо­рудование как таковое, они не способны его использовать;
– классы, относящиеся к элементам конструкций, содержат только элементы конструкций и особые процессы, применяемые при их изготовлении, но не оборудование, на котором они изго­тавливаются;
– подклассы, относящиеся к продуктам производства, которые включают применяемые методы производства: технологические процессы и оборудование они включают только в тех случаях, ко­гда не предусмотрены другие подклассы, куда можно было бы от­нести эти методы;
– подклассы, относящиеся к универсальным методам обработ­ки или технологическим процессам (дробление, фильтрование), включают только соответствующие процессы и оборудование, ко­торое используется при производстве, но не изделия и продукты.
Перечень документов, входящих в заявку на изобретение, и по­рядок их оформления.
В число обязательных документов при подаче заявки на изо­бретение входят следующие документы:
1. Заявление на выдачу авторского свидетельства.
2. Описание изобретения.
3. Справка об исследовании заявляемого объекта изобретения
по патентной и научно-технической литературе.
4. Заключение о новизне, существенных отличиях и положи-
тельном эффекте технического решения.
5. Реферат описания изобретения
6. Акт экспериментальной проверки (если это необходимо).
1.3. Основы менеджмента научных исследований
1.3.1. Научные основы менеджмента
Известное положение, что наука – это непосредственно произ­водительная сила, подтверждается коренными качественными
преобразованиями в технике, технологии и самом процессе произ-
42
водства. Управление в таких условиях неизбежно ведет к необхо­димости научного подхода, эффективному использованию всего но­вого и передового. С середины XX в. происходит резкое ускорение научно-технического прогресса, оказавшего воздействие не только на науку и технику, но и на все стороны общественной жизни.
Возросли требования к уровню образования трудящихся, их квалификации; культурному уровню; возможности быстро восста­навливать свои силы, затраченные на работе в условиях стрессо­вых ситуаций; управлению сложными системами и устройствами; работе в зонах повышенной опасности, радиации и т. д. Общест-
венное производство стало невозможным без прочной и эф­фективной связи между наукой, техникой и управленческой деятельностью людей. Значительно возросла степень ответствен-
ности руководителей за результаты своего труда. Управление про­изводственными процессами поднялось на новый уровень: человек стал управлять не только действиями машин и механизмов, но и целыми системами, управляющими этой техникой [2].
Потребности роста производительности общественного труда, эффективности экономического выбора в условиях ограниченно­сти ресурсов, значительные затраты на военные цели обусловили необходимость интенсивных научных разработок и исследований в естественных, общественных, технических и военной науках. Дифференциация и интеграция в науке открыли возможности для глубоких исследований в области управления в целом научно­техническим прогрессом и в конкретных вопросах научной орга­низации труда и планирования (например, стратегический и сис­темный анализ, мотивация труда и др.).
В нашей стране эта работа осуществлялась и координировалась Академией наук (основана в 1724 г., до 1917 г. – Петербургская академия наук, с 1925 г. – АН СССР, ныне Российская академия наук – РАН), в состав которой входит 16 отделений, среди них есть отделение механики и процессов управления. Научная работа в области управления велась академиями наук союзных республик и многими отделениями АН СССР. Были созданы: Совет по науч­ной организации труда (1923), Центральный институт труда, более 50 НИИ по НОТ. В этих организациях работали В. В. Куйбышев, П. М. Керженцев, А. К. Гостев и другие ученые. До 90-х гг. про­шлого века в стране существовали крупные научно­исследовательские центры, научно-исследовательские институты,
43
научные лаборатории и отделы, были сформированы направления научных исследований, в том числе велись научные разработки проблем планирования, экономического стимулирования и управ­ления социалистическим производством [2].
Многие крупные государственные издательства ежегодно пуб­ликовали учебную и научную литературу по данной тематике (учебники, монографии, сборники статей, рефераты докторских и кандидатских диссертаций, брошюры), сотни статей по проблемам управления печатались в периодической печати. Эта работа нача­лась еще в 20-е гг. XX века, когда было образовано издательство АН СССР «Наука». Исследования ученых – философов, экономи­стов, социологов, психологов, математиков и кибернетиков, инже­нерных специальностей – дали богатейший материал фундамен­тального и прикладного значения, на основе которого сформиро­валась отечественная управленческая наука [2].
Развитие управленческой науки было обусловлено и осуществ­лялось в условиях господства общественной формы собственно­сти, директивных методов руководства без должного учета дейст­вия рынка, конкуренции и взаимодействия различных видов и форм собственности, характерных для западного мира. Общество не смогло надлежащим образом использовать огромное богатство отечественной управленческой науки в целях улучшения народно­го хозяйства, страна пришла к дефицитной экономике, а в 90-х гг. – к кризису.
По иному складывался процесс становления и развития науки управления – менеджмента – в странах Запада и Японии. Научный интерес к менеджменту резко возрос в связи с острейшими эконо­мическими кризисами, депрессией, финансовыми потрясениями и жесткой конкурентной борьбой. Крупные хозяйственные структу­ры были заинтересованы в таких научных разработках, которые отвечали бы потребностям практики, помогали бы эффективно управлять, предвидеть ход развития экономической ситуации, за­ставили бы работать формулу затраты – выгоды.
Научные работы по вопросам управления (Ф. Тейлор, А. Файол, М. П. Фоллет, Э. Мэйо), в которых были сформулированы главные направления работы управляющего предприятием и другие управ­ленческие вопросы, уже к началу 30-х гг. ХХ в. не устраивали крупных промышленников и банкиров.
44
В США после Второй мировой войны значительно активизирова­лась деятельность ученых по управленческим проблемам. Была обра­зована так называемая бесприбыльная научно-исследовательская корпорация «РЭНД корпорейшн», обслуживающая военные ве­домства и крупные монополии, а также экономический совет при президенте. Ученые ряда университетов по заказам правительства и крупных фирм начали проводить исследования проблем управ­ленческого труда. Вышли крупные фундаментальные и приклад­ные работы американских ученых (экономистов, социологов и психологов) по вопросам менеджмента [2].
Определились и основные направления этих исследований. На высоком научном уровне были разработаны вопросы стратегиче­ского управления и планирования, инновационный, администра­тивный (кадровый), финансовый менеджмент и т. д. Разработаны теории игр, теория систем и системного анализа, теории мотива­ции, модели линейного программирования, принципы управления гибкими автоматизированными системами, принципы и методы проектирования организаций и т. д.
1.3.2. Предмет менеджмента
Предмет менеджмента как науки определился исторически
сравнительно недавно (середина XX в.), однако его методологиче­ские истоки уходят в прошлое. Менеджмент основывался на науч­ных основах управления и результатах управленческой деятельно­сти многих поколений людей. Процесс управления существовал с момента возникновения человеческого общества.
В дошедших до нас античных источниках («Домострой» Ксе­нофонта, «Политика» Аристотеля, «О сельском хозяйстве» Колу­мелы и т. д.) и в ряде других более поздних работах римлян изла­гаются взгляды на управление и юридические нормы, правила и принципы в отношениях управляющие – управляемые [2].
С развитием этих взглядов изменялось содержание управленче­ских подходов, начиная от признания справедливости рабства и управления рабами, до более поздних, которые были основаны на идеях раннего христианства, порицавших рабское угнетение, рос­товщичество и проповедовавших равенство и справедливость в отношениях между людьми.
45
В средневековье основы управления описаны в трудах религи­озных деятелей, монахов, организовавших достаточно развитое по тому времени сельскохозяйственное производство и поддержи­вавших ремесла. Однако управление, покоящееся на внеэкономи­ческом принуждении, не отвечало пробивавшимся рыночным от­ношениям и наемному характеру труда. Возникли идеи, которые называют утопическими, где управление производством мысли­лось на основе справедливого распределения и равенства его уча­стников. Томас Мор, Томмазо Кампанелла, Роберт Оуэн и другие пытались обосновать принципы и методы такого управления.
Дальнейший период общественного развития выдвинул целую плеяду исследователей сущности новых экономических явлений, рыночных отношений, в том числе и возникших проблем управле­ния производством, новых взглядов на отношения управляющего и управляемых, господства и подчинения.
Развитие новых отношений собственности – отношений собст­венника средств производства и наемного рабочего – привело к появлению проблем, без решения которых производственная дея­тельность не приносила желаемых результатов. Противоречия ме­жду наемными рабочими и собственниками капитала вели к неиз­бежным экономическим потерям и социальным потрясениям. Вы­ход из такого положения управляющие (и практики, и теоретики), начали искать в совершенствовании отношений распределения, более эффективных принципах стимулирования труда, изменении форм его оплаты, цены труда, лучшей организации производст­венного процесса, обучении рабочих интенсивным и производи­тельным приемам и методам выполняемой работы и других спосо­бах сглаживания возникших противоречий.
В таких условиях труд управляющего стал приобретать бо- лее научный характер, требовал экспериментов, обмена опытом, научной оценки управленческих решений и других научных ис­следований с последующей проверкой их практикой. Возник но­вый, научный подход к управлению, получивший название тейло- ризм (основатель американский инженер Ф. Тейлор). Идеи тейло­ризма применялись на крупных американских предприятиях, рас­пространились по всем европейским странам, в том числе и в Рос­сии. В результате их использования в управлении производством был сделан первый шаг в становлении менеджмента как науки.
46
Что явилось методологической основой возникшей науки об управлении? Ответить на данный вопрос не так просто, как представ­ляется с первого взгляда. Нет сомнения в том, что Тейлор и его по­следователи были знакомы с господствовавшими в то время эконо­мическими идеями и теориями. Крупная работа К. Маркса «Капитал» в это время была уже широко известна. Исследование отношений ка­питалистов и рабочих проводилось в его труде по всем важнейшим направлениям. Сегодня некоторые деятели пытаются умалить вклад Маркса в методологические основы управления, но при вниматель­ном изучении «Капитала» становится очевидным, что вклад этот зна­чителен. В «Капитале» рассмотрены вопросы процесса труда, стои­мости рабочей силы, рабочий день и его пределы, дневной и ночной труд, борьба за нормированный рабочий день, проблемы кооперации, разделение труда, фабричное законодательство, формы и системы за­работной платы и др. Как видно даже из перечисления проблем, ох­ваченных научным анализом в «Капитале», все они касаются управ­ленческого труда, решение их на практическом уровне составляет предмет заботы и внимания управляющих.
Вместе с тем период становления менеджмента совпал с разви­тием нового направления в экономической науке – неоклассиче­ским. В работах ученых этого направления большое внимание уделялось проблемам экономической практики, роли рынка в эко­номике, образования цены товара как соотношения спроса и пред­ложения, концепции факторов производства, субъективным оцен­кам материальных благ, свободе их выбора и другим экономиче­ским явлениям. Все это также стало составной частью методоло­гических основ менеджмента.
47
ЛЕКЦИЯ 2
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ
ТЕРМОДИНАМИКИ И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Цель: установление основных принципов преобразования теп-
лоты в механическую работу и законов переноса тепла в различ­ных физических средах.
2.1. Техническая термодинамика
2.1.1. Основные понятия и определения
Общее определение технической термодинамики
Техническая термодинамика – наука, изучающая процессы вза­имного превращения тепловой и механической энергии и свойства тел, с помощью которых осуществится эти процессы. Термодина­мика основывается на двух законах, установленных опытным пу­тем и называемых первым и вторым началом термодинамики.
Первое начало является частным случаем всеобщего закона со­хранения и превращения энергии, применимого к превращениям тепловой и механической энергии.
Второе начало определяет условия возникновения и направлен­ность развития макроскопических процессов в системах и в основ­ном определяет условия преобразования тепла в работу.
Техническая термодинамика как наука возникла в результате необходимости совершенствования первых тепловых двигателей паровых машин в ХIХ веке в период первой промышленной рево­люции.
Рабочее тело, идеальный газ
Взаимное преобразование тепловой и механической энергии производится с помощью промежуточного материального тела, которое является носителем энергии и называется в термодинами­ке рабочим телом. В качестве рабочего тела в термодинамике ис­пользуется газ и реже жидкость. Преимуществом газа является большая способность к изменению объема при изменении давле­ния и температуры, за счет чего обычно совершается работа.
48
Для упрощения теоретических закономерностей в качестве ра­бочего тела термодинамика рассматривает идеальный газ, в кото­ром отсутствуют силы сцепления между молекулами, а сами моле­кулы, имея массу, не имеют объема, т. е. являются материальными точками.
Реальный газ по свойствам приближается к идеальному газу при низком давлении и при температуре, которая значительно больше температуры испарения жидкости, паром которой он явля­ется. В остальных случаях отклонение свойств реального газа от идеального учитывается введением поправочных коэффициентов, определяемых опытным путем.
Параметры состояния рабочего тела
Физическое состояние рабочего тела определяется величинами, называемыми параметрами состояния. Термодинамика устанавли­вает 6 параметров состояния. Три параметра могут быть измерены непосредственно (физически): удельный объем, абсолютное давле­ние и абсолютная температура. Остальные три параметра опреде­ляют энергетическое состояние рабочего тела и не могут быть изме­рены непосредственно (внутренняя энергия, энтальпия, энтропия). Все параметры состояния принято измерять и использовать при расчетах в Международной системе единиц измерения СИ.
Рассмотрим первые три основных (физических) параметра со­стояния.
1. Удельный объем – объем, занимаемый единицей массы данно-
го вещества, обозначается υ, измеряется в м3/кг. Обратная величина
называется плотностью, обозначается
1
r
= и измеряется в кг/м
u
3
.
2. Давление – сила, действующая на единицу площади по-
верхности, ограничивающую объем данного газа (по молекулярно­кинетической теории, давление является средним, суммарным ре­зультатом силы ударов молекул газа о стенки ограничивающей поверхности). Обозначается p, измеряется в Н/м2. Эта единица на­зывается Паскаль, обозначается (Па). Так как Паскаль – очень ма­ленькая величина, то в практике используют и производные вели­чины: кПа (103 Па); Мпа (106 ПА); бар (105 Па) и т. д. Связь Паска­ля с другими единицами давления следующая: 1 атм.=1 кГс/см2=0,981 105 Па; 1 мм рт. ст.=133,3 Па; 1 мм вод. ст.=9,81 Па.
49
На практике давление измеряется как разность между абсолют­ным давлением газа в измеряемом объеме и давлением среды окру­жающей измерительный прибор (в основном – атмосферное давле­ние), т. е. абсолютное давлению газа в объеме вычисляется так:
где р
– абсолютное давление газа – это реальное давление, кото-
абс
ppp +=
, (2.1)
изматмабс
рое оказывает газ на стенки ограничивающей поверхности;
р
– измеренное давление – давление, которое показывает из-
изм
мерительный прибор (манометр);
р
– атмосферное давление – давление среды (атмосферы) ок-
атм
ружающей измерительный прибор, оно измеряется специальным прибором барометром.
Если давление газа в объеме больше атмосферного, то величина
р
называется избыточным давлением имеет положительный знак.
изм
Если в объеме давление газа меньше атмосферного, то величи­на р
называется вакуумом и имеет отрицательный знак.
изм
В термодинамических расчетах используется только величина абсолютного давления газа, выраженная в Па.
3. Температура характеризует степень нагретости тела и пред­ставляет собой меру средней кинетической энергии поступатель­ного движения всех молекул газа в объеме. Обозначается t или T, измеряется в градусах. Градусом называется 1/100 часть междуна­родной стоградусной шкалы.
В термодинамике используют две шкалы отсчета температур.
Основная термодинамическая шкала температур – шкала Кель­вина – отсчитывается от абсолютного нуля температуры, т. е. от состояния полного покоя молекул газа. Температура газа, отсчи­тываемая по шкале Кельвина, называется абсолютной температу­рой, обозначается T, ее размерность Кельвин обозначается К, при этом всегда T>0.
Вспомогательная шала температур – шкала Цельсия – отсчиты­вается от условного нуля – температуры таяния льда при нормаль­ном давлении. Температура, принимаемая по шкале Цельсия, обо­значается t, ее размерность – градус – имеет ту же величину, что и по шкале Кельвина, и обозначается °C. Связь между температура­ми, отсчитываемыми по обеим шкалам, следующая:
Т=273,16+t °C. (2.2)
50
2.1.2. Уравнение состояния идеального газа
К
T
××=
×
Основные параметры состояния рабочего тела (газа) зависят друг от друга и связаны уравнением вида: F(υ, p, T)=0. Зависи- мость, связывающая между собой параметры состояния, называет­ся уравнением состояния.
Из общего уравнения следует, что для определения состояния тела достаточно знать только два параметра, а третий параметр и все остальные могут быть найдены из уравнения состояния и дру­гих термодинамических зависимостей.
Уравнение состояния для идеального газа выводится на основе молекулярно-кинетической теории газов и имеет вид, для 1 кг газа:
Р ·υ=R ·T. (2.3)
Это уравнение называется характеристическим уравнением или уравнением Клапейрона.
Величина R называется газовой постоянной, и для каждого газа имеет свое постоянное значение.
Размерность величины R определяется из выражения:
3
м
H
×
2
p
×
u
R
=
=
кг
м
. (2.4)
КДж/кг,
×
Если уравнение состояния отнести к т, кг, газа, оно примет вид:
TRmVp
, (2.5)
где V=m υ – полный объем данного количества газа, м3.
Используя приведенные формы уравнения состояния, можно найти любую из величин, входящих в него, если известны или за­даны остальные. Для практических расчетов все величины, входя­щие в уравнение состояния, следует подставлять в единой системе единиц СИ.
Если уравнение состояния отнести к 1 киломолю газа, то оно становится универсальным уравнением состояния для любого газа:
m
m
,TRVp ××=×
(2.6)
где μ – молекулярный вес газа, 1 киломоль равен μ кг газа;
Vμ – объем 1 киломоля газа равен 22,4 м3/кМоль;
μR – киломольная газовая постоянная.
В соответствии с законом Авогадро при постоянном давлении и температуре 1 киломоль любого газа имеет один и тот же объем. Из уравнения состояния для 1 киломоля газа следует, что если для
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]