Основы методики проектирования
криогенных установок
В.М. Бродянский, Ю.М. Синявский

Учебное пособие по курсу «Проектирование криогенных систем»

ПРЕДИСЛОВИЕ

Научная и учебная литература по проектированию и конструированию технических объектов различного назначения весьма обширна; однако большая ее часть не может достаточно эффективно использоваться студентами, специализирующимися по криогенной технике. Это объясняется не только тем, что нужная информация разбросана по различным изданиям, но и тем, что она относится в основном не к процессу проектирования в целом, а лишь к части его – очень важной, но все же части – к конструированию. Между тем работа по проектированию криогенных установок и их комплексов требует от инженера четкого представления о всей цепочке создания нового технического объекта – от определения общественной потребности до готового промышленного изделия, причем с учетом специфики своей отрасли техники.

Именно этим объясняется выпуск учебного пособия «Основы методики проектирования криогенных установок». Естественно, что в учебном пособии небольшого объема можно дать только основные направления курса и библиографию, помогающую студенту найти необходимый дополнительный материал.

При подготовке пособия и отборе материала авторы исходили прежде всего из положения, что подготовка современного инженера требует не только основательной физико-математической базы, но и выработки навыков системного мышления, умения ставить и решать многофакторные задачи, освоения основ стратегии комплексного научного исследования и проектирования.

Поэтому в учебном пособии главное внимание уделено трем основным вопросам.

1. Рассмотрение стадий проектирования, предшествующих собственно конструированию, в первую очередь поиск и отбор идей, предварительные и сопутствующие научные исследования.

2. Анализ связей криогенного оборудования и объекта, который оно обслуживает, так как для криогенной техники характерна тесная взаимосвязь с криостатируемыми объектами (промышленными установками, научно-исследовательскими объектами и т. Д.) . Она зачастую бывает столь тесной, что в общем комплексе трудно установить границу раздела. Все это накладывает отпечаток на стратегию проектирования и целевые функции систем.

3. Поскольку пособие предназначено для инженеров физико-технического профиля, необходимо подробнее показать значение информационного, в частности научного, и инженерного обеспечения процессов проектирования на всех его этапах.

Курс «Проектирование криогенных систем» завершает подготовку студента к дипломному проектированию (или к дипломной работе, в которой та или иная форма проектирования всегда занимает существенное место). Курсами, которые в наибольшей степени опирается проектирование (поскольку они содержат его элементы), являются «Основы конструирования», «Нагнетательные и расширительные машины», Тепломассообменные аппараты», «Рефрижераторы и ожижители», «Низкотемпературное разделение газовых смесей» и «Охлаждение и криостатирование энергетических устройств». Пособие предназначено для студентов специальности 0579 – «Криогенная техника», а также 0529, 0308, 0527.

Авторы выражают признательность профессору МВТУ им. Баумана В. И. Епифановой за ценные замечания и предложения, высказанные при рецензировании.

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Задачи проектирования
1.2. Традиционные и современные методы проектирования
1.3. Факторы, определяющие необходимость и возможность разработки новой технической системы
1.4. Этапы и стадии создания технической системы
1.4a. Стадии разработки системы

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ РАБОТЫ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
2.1. Алгоритм действий при разработке нового технического объекта
2.2. Постановка задачи на создание нового технического объекта
2.3. Изобретательская деятельность
2.3a. Этапы творческого процесса учёных и изобретателей
2.4. Инженерный анализ и принятие решения
2.5. Управление разработкой технического объекта

ГЛАВА 3 ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
3.1. Необходимость обеспечения проектирования
3.2. Информационное обеспечение
3.2a. Патентное обеспечение
3.3. Математическое обеспечение
3.4. Экспериментально-производственная база

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Качество промышленной продукции
4.2. Основные принципы квалиметрии
4.3. Методы оценки качества
4.4. Основы применения комплексного метода
4.5. Пример определения единичного показателя качества криогенных установок
4.6. Управление качеством в процессе проектирования

Приложение. Словарь технических терминов, используемых в курсе «Проектирование криогенных систем»

ЛИТЕРАТУРА

1. Мелещенко Ю. С. Техника и закономерности ее развития. – Л.: Лениниздат, 1970. – 184 с.
2. Волков Г. Н. Истоки и горизонты прогресса. - М.: Политиздат, 1976.-273 с.
3. Иванов Б. И., Чешев В. В. Становление и развитие технических наук. - Л., Наука, 1977. - 278 с.
4. Хилл П. Наука и искусство проектирования. - М.: Мир, 1973. - 263 с.
5. Холл А. Опыт методологии для системотехники. - М.: Сов. радио, 1975. - 448 с.
6. Открытия, изобретения и рационализаторские предложения (нормативные акты). - М.: ЦНИИПИ, 1974. - 95 с.
7. Инженеру об изобретении / 3енкин Н. М., Казанский М. Н., Макеев Е. Л., Финешин Н. П.: Ред. Е. П. Макеев. - М.: Атомиздат, 1974. - 132 с.
8. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. - М.: Наука, 1979. - 512 с.
9. Бродянский В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа. - М.: Энергия, 1973.-296 с.
10. Справочник по физико-техническим основам криогеники / Мaлков М. Л., Данилов И. Б., 3ельдович А. Г., Фрадков А. Б.: Ред. М. П. Малков. - М.: Энергия, 1973. - 392 с.
11. Гольдгамер Г. И. Информационное обеспечение разработок. - М.: Сов. радио, 1976.-349 с.
12. Звежинский С. М. Информационная деятельность в научно-исследовательских и проектно-конструкторских организациях. - Львов: Каменяр, 1970. - 96 с.
13. Косолапов В. В. Информационное обеспечение и прогнозирование науки. - Киев: КГУ, 1970. - 226 с.
14 Бурый-Шмарьян О. Е. Наука - производство - информация. - Саратов: Приволжское книжное изд-во, 1975. - 144 с.
15. Органы научно-технической информации СССР. Справочник. - М.: ВИНИТИ, 1976. - 223 с.
16. Патентоведение / Артемьев Е. И., Рясенцев В. А., Доркин А. И. и др.: - Ред. В. А. Рясенцев. - М.: Машиностроение, 1976. - 269 с.
17. Методика оценки уровня качества изделий отрасли химического машиностроения. - М.: ОНТИ НИИХИММАШ, 1971. - 58 с.
18. Азгальдов Г. Г., Райхман Э. Л. О квалиметрии. - М : Изд-во стандартов, 1973. -.172 с.
19. Лащинский А. Н., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. - Л : Машиностроение 1970.-752 с.
20. Грезин А. К., Зиновьев В. С. Микрокриогенная техника. - М.: Машиностроение, 1977. - 232 с.
21. Установки, машины и аппараты криогенной техники: Атлас / Усюкин И. П., Горохов В. С., Никиткин В. д. и др.: Ред. И. П. Усюкин. - М.: Пищевая промышленность, 1976.-160 с.
22. Криогенные поршневые детандеры / Архаров А. М., Буткевич К. С., Буткевич И. К., Миркин А. 3.: Ред. А. М. Архаров. - М.: Машиностроение, 1974. - 240 с.
23. Епифанова В. И. Низкотемпературные радиальные турбодетандеры. - М.: Машиностроение, 1974. - 446с.
24. Синявский Ю. В. Криогенные трубопроводы. – М.: МЭИ, 1978 – 38 с.
25. Данилин Б. С., Минайчев В. Е. Основы конструирования вакуумных систем. - М.: Энергия, 1971 -392 с.
26. Каганер М. Г. Тепломассообмен в низкотемпературных теплоизоляционных конструкциях. - М.: Энергия, 1979,-257 с.
27. Расчет криогенных установок / Акулов Л. А., Борзенко Б. И., Будневич С. С., Головко Г. А.: Ред. С. С. Будневич. - Л.: Машиностроение, 1979. - 367 с.
28. Лебедев Д. В. Конструкционная прочность криогенных сталей. - М.: Металлургия, 1977. - 208 с.
29. Соколов Е. Я., Бродянский В. М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения.- М.: Энергоизтат, 1981.-310с.
30. Соломонович А. Е., Бакун В. И, Ковалев В. Ф. и др. Субмиллиметровый телескоп для орбитальной пилотируемой станции «Салют-6», «Радиотехника» , 1979, т. 34, №5, стр. 33-40.
31. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход.- М.: Мир, 1981. - 287 с.
32. Альтшуллер Г. С. Алгоритм изобретения. - М.: Московский рабочий, 1973. - 295 с.
33. Орлов В. И. Трактат о вдохновении, рождающем великие изобретения.- М.: 3нание, 1979. - 350 с.