Автор работы: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2012 в 07:36, курс лекций
Трудно назвать отрасль народного хозяйства, в которой не применялась бы тепловая энергия. Обеспечение нормальных микроклиматических условий в помещениях жилых, общественных зданий и зданий промышленного назначения, обеспечение нормального хода технологических процессов в промышленности, обеспечение чистоты атмосферы в помещениях и на рабочих местах — далеко не полный перечень сторон разнообразной деятельности и жизни человека, требующих применения тепловой энергии. Поэтому так остро поставлены вопросы развития техники теплогазоснабжения и вентиляции.
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...5
1. Логистика систем теплогазоснабжения и вентиляции…………………………………………………………….6
2. Проблематика систем теплогазоснабжения и вентиляции…………………………………………………………...13
2.1 Теплопотери в зданиях и сооружениях……………………………..13
2.1.1 Теплопотери через ограждающие конструкции………………….14
2.1.2 Теплопотери через оконные проемы……………………………...21
2.1.3 Теплопотери в системах вентиляции……………………………..26
2.2 Теплопотери в тепловых сетях ……………………………………...27
3 Пути решения проблем теплогазоснабжения и вентиляции…………………………………………………………..29
3.1 Теплозащита зданий и сооружений…………………………………29
3.1.1 Теплоизоляция внешних стен……………………………………..30
3.1.2 Теплоизоляция окон………………………………………………..33
3.1.3 Система вентиляции………………………………………………..38
3.2 Теплозащита тепловых сетей………………………………………...41
4 Энергоэффективность систем теплогазоснабжения и вентиляции………………………………………………………...46
4.1 Методика определения экономической целесообразности применения энергосберегающего мероприятия………………………..47
4.2 Экономия теплоты, воды и электроэнергии в системах водоснабжения жилых микрорайонов…………………………………..48
4.3 Эффективность изоляции стояков системы горячего водоснабжения……………………………………………………………49
4.4 Использование вторичных энергоресурсов для нагрева теплоносителей в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха……………………………………………..50
4.5 Сокращение энергопотребления…………………………………….51
4.6 Повышение энергоэффективности теплосетей…………………….51
5 Методология научных исследований………………….53
5.1 Цели и задачи НИР…………………………………………………...53
5.1.1 Организация НИРС…………………………………………………54
5.2 Формы НИР…………………………………………………………...55
5.3 Финансирование НИР………………………………………………..57
5.4 Внедрение и эффективность научных исследовани ……………..59
5.5 Этапы НИР……………………………………………………………62
5.6 Основные методы НИР………………………………………………68
5.6.1 Методы эмпирического исследования…………………………….68
5.6.2 Методы теоретического исследования……………………………73
6. Информационные технологии в теплогазоснабжении и вентиляции……………………….76
6.1 Основные этапы работы с информацией……………………………76
6.1.1 Определение цели и план работы………………………………….76
6.1.2 Сбор информации…………………………………………………..77
6.1.3 Обработка и систематизация информации………………………..79
6.1.4 Интерпретация информации……………………………………….81
6.1.5 Составление информационного отчета…………………………...82
6.2 Культура работы с информацией …………………………………...83
6.2.1 Критерии оценки источников информации………………………83
6.3 Представление и распространение информации…………………...85
6.3.1 Уровни представления информации………………………………87
6.3.2 Каналы распространения информации……………………87
7. Планирование эксперимента………………………………92
8. Обработка результатов эксперимента…………………98
8.1 Предварительная обработка………………………………………….99
8.2 Дисперсия параметра оптимизации………………………………..102
8.3 Проверка однородности дисперсий………………………………..103
8.4 Рандомизация………………………………………………………..105
9. Экология систем теплогазоснабжения и вентиляции………………………………………………………….106
9.1 Технологии в энергетике……………………………………………106
9.2 Защита от шума, инфразвука и вибраций………………………….110
9.2.1 Акустический расчет и методы снижения шума………………..110
9.3 Загрязнение водных ресурсов………………………………………111
9.4 Мероприятия по охране атмосферы………………………………..113
Библиографический список…………………………………………….115
Научно-исследовательская работа студентов, выполняемая во внеучебное время, организуется по форме:
Участвуя в студенческих научных семинарах студенты составляют рефераты по отечественной и иностранной специальной литературе, овладевают навыками проведения эксперимента и обработки полученных результатов, проектируют и изготовляют наглядные пособия, лабораторные установки и технические средства обучения, участвуют в разработке и отладке программ для ЭВМ, выступают с сообщениями по результатам научных исследований.
Научно-исследовательская
работа студентов завершается
5.2 Формы НИР
Научное исследование основывается на норме деятельности – научном методе, который обеспечивает возможность получения точно установленных фактов и закономерностей. Необходимым признаком научного исследования является возможность воспроизведения полученных в нем данных другими исследователями. Результаты научного исследования описываются с помощью формально-логических средств. Это создает основу для их понимания и трансляции.
Можно назвать такие формы НИР как теоретическое исследование (не предполагающее проведения практических, опытных исследований, основывающее на анализе и переосмыслении существующих теоретических знаний) и эмпирическое исследование (предполагающее проведение каких-либо опытов, экспериментов, измерений, разновидностью эмпирического исследования является экспериментальное исследование).
Выделяют прикладные НИР – проводимые для решения какой-то конкретной практической задачи для создания новых изделий. Получение рекомендаций, инструкций, расчетно-технических материалов, методик. Определение возможности проведения ОКР по тематике НИР. Прикладные НИР являются одной из стадий жизненного цикла изделия. Их задача - дать ответ на вопрос: Возможно ли создание нового вида продукции и с какими характеристиками? Порядок проведения НИР регламентируется ГОСТ 15.101-80. Фундаментальные НИР – для решения задач развития науки в целом, создающие фундамент, основу для прикладных исследований. Расширение теоретических знаний. Получение новых научных данных о процессах, явлениях, закономерностях, существующих в исследуемой области; научные основы, методы и принципы исследований. Поисковые НИР - Увеличение объема знаний для более глубокого понимания изучаемого предмета. Разработка прогнозов развития науки и техники; открытие путей применения новых явлений и закономерностей.
Фундаментальные и поисковые работы в жизненный цикл изделия, как правило, не включаются. Однако на их основе осуществляется генерация идей, которые могут трансформироваться в проекты НИОКР.
Конкретный состав этапов и характер выполняемых в их рамках работ определяются спецификой НИР.
Рекомендуются следующие основные этапы НИР:
1) разработка технического задания (ТЗ) на НИР;
2) выбор направлений исследования;
3) теоретические и
экспериментальные
4) обобщение и оценка результатов исследований.
Существуют методологические НИР – их задачей является разработка новых или развитие существующих научных методов исследования, создание систем диагностики и т.п.
Выделяют монодисинплинарные и междисциплинарные – монодисциплинарные исследования проводятся в рамках отдельной науки (например, химия), междисциплинарные требуют участия специалистов различных наук и проводятся на стыке нескольких научных дисциплин. Можно выделить в особую группу НИР, проводимые с дидактической целью – для обучения научной работе – курсовые и дипломные работы в вузах.
Основные этапы НИР и состав работ на них
1. Разработка ТЗ на НИР – Научное прогнозирование. Анализ результатов фундаментальных и поисковых исследований. Изучение патентной документации. Учет требований заказчиков.
2. Выбор направления исследования – сбор и изучение научно-технической информации. Составление аналитического обзора. Проведение патентных исследований. Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка. Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения задач. Сопоставление ожидаемых показателей новой продукции после внедрения результатов НИР с существующими показателями изделий-аналогов. Оценка ориентировочной экономической эффективности новой продукции. Разработка общей методики проведения исследований. Составление промежуточного отчета.
3. Теоретические и экспериментальные исследования – разработка рабочих гипотез, построение моделей объекта исследований, обоснование допущений. Выявление необходимости проведения экспериментов для подтверждения отдельных положений теоретических исследований или для получения конкретных значений параметров, необходимых для проведения расчетов. Разработка методики экспериментальных исследований, подготовка моделей (макетов, экспериментальных образцов), а также испытательного оборудования. Проведение экспериментов, обработка полученных данных. Сопоставление результатов эксперимента с теоретическими исследованиями. Корректировка теоретических моделей объекта. Проведение при необходимости дополнительных экспериментов. Проведение технико-экономических исследований. Составление промежуточного отчета.
4. Обобщение и оценка
результатов исследований –
У нас в стране НИР осуществляется специализированными учреждениями
- научно-исследовательскими институтами и центрами (Нау́чно-иссле́довательский институ́т (НИИ)) – самостоятельное учреждение, специально созданное для организации научных исследований и проведения опытно-конструкторских разработок.
– подразделениями
15 августа 2009 года вступил в силу федеральный закон №217-ФЗ, создающий правовую основу для инновационных предприятий, созданных при бюджетных научных учреждениях и государственных высших учебных заведениях.
Основной целью закона
является обеспечение реального
внедрения в производство результатов
научно-технической
Значительное число
научных работ имеет для
5.3 Финансирование НИР
Финансирование НИР в нашей стране в основном осуществляется государством - путем непосредственного финансирования исследовательских и образовательных учреждений или через систему научных грантов (таблица 3).
Таблица 3 – Финансирование НИР
Этапы и формы НИР |
Объекты и механизмы финансирования |
Создание идеи, проведение фундаментальных исследований |
Российский фонд фундаментальных исследований Поддержка программ развития национальных и федеральных университетов ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» блок «Генерация знаний» |
Создание концепции продукта, предварительные патентные исследования |
Поддержка развития инновационной инфраструктуры в ВУЗах |
Проведение прикладных НИОКР |
ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России» блок «Разработка технологий» Федеральная программа поддержки малого и среднего предпринимательства Фонд содействия развитию
малых форм предприятий в научно- ОАО «Российский инвестиционный фонд ИКТ» |
Также существует и региональная поддержка НИР. Например, в Алтайском крае выделяются следующие виды грантов:
– региональный заказ на прикладные исследования – научное обеспечение общегосударственных вопросов;
– премии Алтайского края в области науки и техники;
– конкурс инновационных проектов «Новый Алтай»;
– субсидии малым инновационным компаниям наукограда г. Бийска.
5.4 Внедрение и эффективность научных исследований
Внедрение завершенных научных исследований в производство – заключительный этап НИР.
Внедрение – это передача производству научной продукции (отчеты, инструкции, временные указания, технические условия, технический проект и т.д.) в удобной для реализации форме, обеспечивающей технико-экономический эффект. НИР превращается в продукт лишь с момента ее потребления производством.
Заказчиками на выполнение НИР могут быть технические управления министерств, тресты, управления, предприятия, НИИ и т.д.
Подрядчик – научно-исследовательская организация, выполняющая НИР в соответствии с подрядным двусторонним договором, обязан сформулировать предложение для внедрения. Последнее в зависимости от условий договора должно содержать технические условия, техническое задание, проектную документацию, временную инструкцию, указание и т. д.
Процесс внедрения состоит из двух
этапов: опытно-производственного
Как бы тщательно ни проводились
НИР в научно-
После опытно-производственного
После внедрения достижений науки в производство составляют пояснительную записку, к которой прилагают акты внедрения и эксплуатационных испытаний, расчет экономической эффективности, справки о годовом объеме внедрения по включении получаемой экономии в план снижения себестоимости, протокол долевого участия организаций в разработке и внедрении, расчет фонда заработной платы и другие документы.
Внедрение достижений науки
и техники финансируют
Основные виды эффективности научных исследований:
1. Экономическая эффективность
– рост национального дохода,
повышение производительности
2. Укрепление обороноспособности страны;
3. Социально-экономическая эффект
4. Престиж отечественной науки.
Наука является наиболее эффективной сферой капиталовложений. В мировой практике принято считать, что прибыль от капиталовложений в нее составляет 100-200% и намного выше прибыли любых отраслей. По данным зарубежных экономистов, на один доллар затрат на науку прибыль в год составляет 4-7 долларов и больше.
С каждым годом наука обходится обществу все дороже. На нее расходуют огромные суммы. Поэтому в экономике науки возникает и вторая проблема – систематическое снижение народнохозяйственных затрат на исследовании при возрастающем эффекте от их внедрения. В связи с этим под эффективностью научных исследований понимают также по возможности более экономное проведение НИР.
Министерство промышленности, обновляя свою продукцию примерно каждые пять и более лет, лишь 10-13% ее выпускает на уровне мировых показателей. Среди причин этого явления важное место занимает распыленность и слабость научного потенциала соответствующих предприятий, делающие их не подготовленными к восприятию существенно нового, а тем более к разработке его силами своих ученых и инженеров.
В современной науке вопросом вопросов являются кадры. Следует признать, что в целом индустриальный сектор науки еще очень слабо обеспечен высококвалифицированными кадрами исследователей. На каждую сотню центральных заводских лабораторий приходится лишь один кандидат наук. Большинство заводских научных подразделений, по масштабам работ сравнимых с обычными НИИ, имеют в несколько раз меньшее число докторов и кандидатов наук
Для оценки эффективности исследований применяют разные критерии, характеризующие степень их результативности.
Экономический критерий
Фундаментальные теоретические исследования трудно оценить количественными критериями эффективности. Фундаментальные исследования начинают отдавать капиталовложения лишь спустя значительный период после начала разработки. Результаты их обычно широко применяют в различных отраслях, иногда в тех, где их совсем не ожидали. Поэтому подчас нелегко планировать результаты таких исследований. Обычно можно установить только качественные критерии: возможность широкого применения результатов исследований в различных отраслях народного хозяйства страны; новизна явлений, дающая большой толчок для принципиального развития наиболее актуальных исследований; существенный вклад в обороноспособность страны; приоритет отечественной науки; отрасль, где могут быть начаты прикладные исследования; широкое международное признание работ; фундаментальные монографии по теме и цитируемость их учеными различных стран.