Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные проблемы теплогазоснабжения населенных мест и предприятий. Учебное пособие (курс лекций)
.pdf
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]
