Криофизика - Молекулярно-кинетическая теория  
  Испарение и
конденсация
Пленочное
кипение
Сверхтекучий
гелий
Эксперименты События Библиотека  


Испарение и конденсацияПленочное кипениеСверхтекучий гелийЭксперименты
События и мероприятияБиблиотека• История холода• Разделение газовых смесей• Оборудование гелиевого ожижителя Г-45• Криогенные трубопроводы• Хранение и транпорт ожиженных газов• Основы методики проектирования криогенных установок• Вспомогательное оборудование криогенных установок• Расчет низкотемпературных установок• Методика расчета схем криогенных установок (рефрижераторы и ожижители)• Методика расчета схем криогенных установок (рефрижераторы с нестационарными потоками)• Характеристики криогенных систем при работе на смесяхСправочные данные
БольцманиадаХейке Камерлинг-ОннесКриогениус


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

ГЛАВА 1. ОБЩИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ 1.1. Задачи проектирования


При описании работ по созданию новых технических объектов оперируют тремя основными понятиями: «техническая система», «проектирование» и «конструирование». Поскольку неточности в определении этик очень важных понятий, иногда еще встречающиеся в литературе, могут затруднить изучение курса, рассмотрим их содержание.

Техническая система - теоретическая модель реального технического объекта, отражающая с той или иной степенью идеализации совокупность множества входящих в него элементов и связей между ними. Операция абстрагирования – представление сложных реальных технических (т. е. искусственно созданных человеком в результате целенаправленной деятельности) объектов служит основой для их создания и научного исследования. Действительно, прежде чем изготовить какой-либо реальный объект – установку, машину, аппарат и т. д., необходимо создать его соответствующую абстрактную модель – техническую систему, существующую в чертежах, схемах, технических условиях и другой технической документации. [Иногда для упрощения технической системой называют сам реальный технический объект. ]

Проектирование (точнее техническое проектирование) – это комплекс работ, направленных на создание какой-либо технической системы с целью выпуска на ее основе реального объекта. Проектирование включает все работы, начиная от поисков идеи, которая будет положена в основу инженерного решения, разработку технологической схемы, конструирование, решение технологических вопросов изготовления, выпуск документации и кончая испытаниями образцов и подготовкой основного производства.

Образно говоря, проектирование – это путь «от идеи до машины». В строительстве термин «проектирование» используется в более узком смысле, только как процесс разработки технической документации на строительство зданий и сооружений, цехов, заводов, дорог, нефтепроводов, линий электропередачи и т.д. на основе имеющихся технологий и оборудования.

Необходимая черта всякого проектирования – умение предвидеть, смотреть вперед с тем, чтобы к моменту выпуска нового изделия оно отвечало уровню (или еще лучше – выше уровня) требований научно-технического прогресса; термин «проектирование» хорошо отражает это. Он происходит от латинского слова projectus – «брошенный вперед». Можно привести еще два определения проектирования. Эти определения не могут претендовать на полноту, но дают хорошее представление о его общем направлении. Одно из них: «Проектирование – это вдохновенный прыжок от фактов настоящего к возможностям будущего» (Дж. Пейдж, Англия); второе: «Проектирование – это творческая деятельности, которая вызывает к жизни нечто новое и полезное, что ранее не существовало» (Дж. Рисуик, США).

Конструирование – часть проектирования, в процессе которой создается техническая документация, позволяющая реализовать технический объект с соблюдением всех требований технологии его изготовления. Другими словами конструирование – это основа воплощения технической системы в материал (раньше говорили «в металл»; теперь с расширением круга материалов такая терминология устарела). Термин «конструирование» происходит от латинского слова constructio – «строить, воплощать».

В зависимости от вида технической системы стадия конструирования может занимать большее или меньшее место в процессе проектирования. Наибольшую, определяющую роль стадия конструирования играет в отраслях машиностроения, связанных в основном с механикой (станкостроение, транспортное и сельскохозяйственное машиностроение, строительство
и т. д.).

В тех отраслях, где главную роль играют процессы, связанные с тепловыми и химическими взаимодействиями (теплоэнергетика, химия, металлургия, техника низких температур), доля конструирования в общем процессе проектирования несколько меньше, хотя достаточно велика. Здесь этапу конструирования предшествует не только отбор идей, которые лягут впоследствии в основу системы, но и разработка, расчет и оптимизация параметров технологической схемы. Только после этого начинается конструкторская проработка и решение вопросов технологии изготовления. В конце этих этапов документация на техническую систему приобретает более или менее законченный вид; однако завершение ее оформления возможно только после учета дополнений и изменений, вносимых на основе доводок и испытаний опытного (или даже нескольких образцов) проектируемого технического объекта. При этом должно быть получено значительное улучшение (по сравнению с объектами, существовавшими ранее) технических и экономических показателей, обеспечивающих соответствие нового технического объекта современному уровню мировой техники.

Таким образом, задача проектирования сводится к созданию современной технической системы с полной технической документацией, позволяющей освоить промышленный выпуск технического объекта в виде вполне отработанного изделия.

Проектирование – не изолированный процесс; его ход и результаты, как и развитие техники в целом, определяется многочисленными внешними связями. Виды этих связей схематически представлены на рис. 1.1. Прежде всего следует отметить непосредственное влияние на техническое проектирование всех трех направлений науки: естественных, технических и общественных, особенно возросшее в эпоху научно-технической революции.

Естественные науки дают основу для технического проектирования; каждое новое открытие в области теоретической прикладной физики, химии, биологии дает основу проектирования новых, более совершенных технических объектов и радикального совершенствования существующих.



Рис. 1.1. «Внешние» связи процесса проектирования.


Технические науки, изучающие искусственные объекты и явления, свойственные этим объектам, приобретают все более важное значение в связи со стремительным ростом и усложнением «второй природы», создаваемой человеком. Занимая промежуточное положение между естественными науками и техникой, они непосредственно обеспечивают нужды технического проектирования; техническое знание служит основой проектирования.

Роль общественных наук в проектировании определяется тем фактом, что любой технический объект проектируется для общества, для удовлетворения его нужд. Поэтому выводы не только таких прикладных общественных наук, как социология, но и таких, как, например, политическая экономия, оказывают существенное влияние на весь ход проектирования.

Не меньше влияет на техническое проектирование уровень образования, связанный, естественно, с развитием науки. Как показывает практика, есть непосредственная прямая зависимость; чем выше уровень образования, в частности инженерного, тем выше уровень техники, а следовательно, и проектирования.

Хозяйственная и техническая политика государства определяет главные направления технического прогресса. В условиях социализма эта работа ведется на научной основе, что обеспечивает наиболее рациональное распределение ресурсов всех видов между различными отраслями и организацию комплексных работ по крупным узловым программам (например, космические исследования, атомная энергетика, охрана окружающей среды и т.д.). С этим неразрывно связано и международное разделение труда (в социалистическом лагере между странами СЭВ), позволяющее в каждой стране сосредоточить силы на тех отраслях техники, которые в наибольшей степени соответствуют возможностям их экономики, направлениям научного развития, сырьевым ресурсам и национальным традициям. Согласно этому в каждой стране ориентируются и процессы технического проектирования. В условиях, когда общественная формация не соответствует уровню развития производительных сил, политика государства может, напротив, тормозить проектирование и изготовление новой техники.

Возможности производства так же, как и уровень его технологии, непосредственно определяют решения, принимаемые при проектировании. Техническая система должна быть спроектирована так, чтобы её можно было (при соблюдении экономических требований) превратить в готовое изделие. Вместе с тем проектирование не должно идти на поводу у производства, приспосабливаясь к его ограниченным технологическим возможностям и узким местам. Проектирование само влияет на технологию и его постоянно растущие запросы, в свою очередь оказывают мощное стимулирующее влияние на ее развитие. Тем не менее в истории техники известны многие случаи, когда ограниченные возможности технологий задерживали проектирование и внедрение новой техники (например, машина Стирлинга).

Воздействие искусства на техническое проектирование идет в основном через техническую эстетику, позволяющую придать техническому объекту вид и форму, соответствующие современным понятиям о красоте и гармонии. Однако связь между формой изделия и его функцией лежит глубже. Совершенно правильное положение о том, что «некрасивая машина не может хорошо работать», показывает, что хороший инженер-проектировщик всегда чувствует внутреннюю логичность, красоту в гармонию схемы, чертежа, расчета и в конечном счете создаваемого технического объекта в целом. Только в этом случае он и возглавляемый им коллектив смогут спроектировать техническую систему высокого класса.



Следующая страница: 1.2. Традиционные и современные методы проектирования


    Главная   • Библиотека   • Основы методики проектирования криогенных установок   • 1.1. Задачи проектирования  

  Испарение и конденсация Пленочное кипение Сверхтекучий гелий Эксперименты
События Библиотека Справочники Больцманиада Камерлинг-Оннес Криогениус
 
  © Криофизика.рф 2006-2021.
Молекулярно-кинетическая теория. Научные публикации.
Испарение и конденсация. Плёночное кипение. Сверхтекучий гелий.
о проекте
условия использования
контакты
карта сайта