Выступление_ГИА

1. Применение результатов научных исследований в области исследования тепловых режимов помещений при работе газовых инфракрасных

ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ
ПОМЕЩЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ ГАЗОВЫХ
ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ В
ДИСЦИПЛИНАХ ООП «13.03.01
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА»
И «13.04.01 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И
ТЕПЛОТЕХНИКА»
1 3 . 0 6 . 0 1 Э л ек тр о - и т епл отехник а
Вяткин Александр Витальевич
Научный руководитель:
д. ф. -м. н., профессор НОЦ И.Н. Бутакова
Борисов Борис Владимирович
2025

2. Организация научно-исследовательской работы обучающихся

ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ
РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ
Квалификация (степень): Бакалавр
Квалификация (степень): Магистр
Направление: 13.03.01 Теплоэнергетика и
Направление: 13.04.01 Теплоэнергетика и
теплотехника
теплотехника
Дисциплины:
Дисциплины:
Экспериментальные исследования теплообменных
процессов
Учебно-исследовательская работа студентов
Экспериментальные исследования
тепломассообменных и газодинамических процессов
Научно-исследовательская работа в семестре
Практика по получению первичных навыков научноисследовательской работы
Наименование работ:
Проведение экспериментальных исследований по определению параметров теплового режима
локальной рабочей зоны в условия работы газового инфракрасного излучателя и системы
воздухообмена
2

3. Использование результатов диссертационной работы при выполнении научных проектов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ
РАБОТЫ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ НАУЧНЫХ ПРОЕКТОВ
1. Российского научного фонда (РНФ): № 20-19-00226 «Моделирование тепловых режимов
объектов теплоснабжения при совместной работе газовых инфракрасных излучателей и
приточно-вытяжной вентиляции в условиях интенсивного конвективно-кондуктивного и
радиационного теплообмена.»
2. Российского научного фонда (РНФ): № 20-19-00226 «Моделирование тепловых режимов
объектов теплоснабжения при совместной работе газовых инфракрасных излучателей и
приточно-вытяжной вентиляции в условиях интенсивного конвективно-кондуктивного и
радиационного теплообмена. Продолжение»
3

4. Актуальность

АКТУАЛЬНОСТЬ
1. Системы водяного отопления требуют модернизации, так как
их проектная тепловая нагрузка снижена за счет отложений
на элементах систем из-за длительного использования.
2. Использование ГИИ возможно в производственных и
складских помещениях, а так же на открытых площадках [1].
3. В нормативных документах отсутствует достоверная методика
расчета систем лучистого отопления.
4. Наличие методики проектирования систем лучистого газового
отопления позволит быть уверенными в том, что в реальных
условиях эксплуатации будут поддерживаться оптимальные
показатели микроклимата в рабочих зонах [2].
Таблица 1 - Оптимальные величины показателей
микроклимата на рабочих местах производственных
помещений в холодный период времени [2]
Категория
работ по
уровню
энергозатрат,
Вт
Iа (до 139)
Iб (140-174)
IIа (175-232)
IIб (233-290)
III (более
290)
Температур
а воздуха,
°С
Температура
поверхносте
й, °С
Относительн
ая
влажность
воздуха, %
Скорость
движения
воздуха,
м/с
22-24
21-25
60-40
0,1
21-23
20-24
60-40
0,1
18-22
60-40
0,2
19-21
17-19
16-20
16-18
15-19
1. Системы отопления и обогрева с газовыми инфракрасными излучателями | АВОК [Electronic resource]. URL:
https://www.abok.ru/for_spec/articles.php?nid=6445
2. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений
60-40
60-40
0,2
0,3
4

5. Организация научно-исследовательской работы обучающихся

ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
ОБУЧАЮЩИХСЯ
Этап 1
Анализ литературных источников, посвящённых особенностям работы газовых
инфракрасных излучателей
Этап 2
Проведение экспериментальных исследований
Этап 3
Анализ полученных результатов. Формулирование выводов
5

6. Организация научно-исследовательской работы обучающихся

ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
ОБУЧАЮЩИХСЯ
Дисциплины:
«Экспериментальные исследования теплообменных процессов»
«Экспериментальные исследования тепломассообменных и газодинамических процессов»
Цель работы:
Установить влияние системы воздухообмена на тепловой режим локальной рабочей зоны.
План работ:
1. Обозначить цель и задачи выполняемого исследования, регистрируемые и варьируемые параметры и их
диапазоны;
2. Выполнить описание экспериментальной установки, применяемой для выполнения научного исследования;
3. Выполнить подробное описание выполняемого научного эксперимента;
4. Провести экспериментальные исследования;
5. Провести анализ полученных типичных результатов изменения параметров микроклимата рабочей зоны;
6. Выполнить заключение о проделанной работе, дать рекомендации по выполнению рассмотренных в работе
экспериментальных исследований.
6

7. Организация научно-исследовательской работы обучающихся

ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ
ОБУЧАЮЩИХСЯ
Роль
предлагаемого
исследования
образовательного
теплообменных
проекта
процессов»
по
и
дисциплинам
«Экспериментальные
«Экспериментальные
исследования
тепломассообменных и газодинамических процессов» в формировании компетенций выпускника:
Код
компетенции
Наименование
компетенции
ПК(У)- 3
Способен
осуществлять
анализ режимов
работы с
формулирование
м предложений
по повышению
эффективности
деятельности и
модернизации
предприятий с
учетом
современных
инновационных
подходов
Индикаторы достижения
компетенций
Код
индикатора
И.ПК(У)3.1
Наименование
индикатора
достижения
Анализирует
режимы работы с
формулированием
предложений по
повышению
эффективности
деятельности и
модернизации
предприятий с
учетом
современных
инновационных
подходов
Составляющие результатов освоения (дескрипторы компетенции)
Код Наименование
Код Наименование
ПК(У)- 3.1В1
Владеет методами анализа режимов работы
с формулированием предложений по
повышению эффективности деятельности и
модернизации предприятий
ПК(У)- 3.1У1
Умеет формулировать предложения по
повышению эффективности деятельности и
модернизации предприятий на основе
анализа режимов работы
ПК(У)- 3.1З1
Знает современные предприятия в
профессиональной области деятельности,
методы анализа эффективности их работы и
способы модернизации оборудования и
систем
7

8. Порядок проведения эксперимента

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА
Экспериментальные исследования проводятся в два этапа:
1. С выключенной системой воздухообмена;
2. С
включенной
воздуха
в
системой
системе
воздухообмена,
воздухообмена
расход
420
м3/ч,
температуру приточного воздуха принять равной 7℃.
План работы:
1. Измерение температуры воздуха под ГИИ, на высоте от
Рисунок 1 – Схема экспериментального стенда: 1 – Газовый
инфракрасный излучатель; 2 – Горизонтальная панель; 3 –
Воздуховод приточного воздуха; 4 – Воздуховод вытяжного
воздуха; 5 – Персональная электронно-вычислительная
машина; 6 – аналого-цифровой преобразователь (NI 9214) и
системы сбора и передачи данных (DAQ 9181), 7 – запорнорегулирующая арматура системы газоснабжения
0,05 м до 2 м;
2. Измерение
температуры
воздуха
в
20
см
левее
горизонтальной панели, на высоте от 0,05 м до 2 м;
3. Измерение
температуры
воздуха
в
20
см
горизонтальной панели, на высоте от 0,05 м до 2 м;
Измерение теплового потока под ГИИ, на высоте от 0,76 м
до 2 м.
8

9. Порядок проведения эксперимента

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТА
Требование к отчёту
Отчёт по лабораторной работе должен включать в себя
следующие пункты:
1.
Название и цель работы;
2.
Схема установки;
3.
Описание экспериментального стенда;
4.
Начальные
условия
проведения
экспериментальных исследований;
Рисунок 2 – Схема расположения датчиков
температуры и теплового потока в локальной
рабочей зоны.
5.
Описание средств измерения;
6.
Координаты расположения датчиков;
7.
Графическая
интерпретация
результатов
исследования;
8.
Выводы по работе.
9

10. Результаты экспериментальных исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
Рисунок 3 – Изменения с ростом времени полных
тепловых потоков в режиме естественной
(сплошные линии) и смешанной (пунктирные
линии) конвекции
Рисунок 4 – Распределения температур воздуха
по координате Y на оси симметрии ГИИ в режиме
естественной (сплошные линии) и смешанной
(пунктирные линия) конвекции
10

11. Результаты экспериментальных исследований

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
а)
Рисунок 5 – Изменение температур
воздуха с ростом времени в точках
расположения термопар на оси
симметрии ГИИ в режиме естественной
(сплошные линии) и смешанной
конвекции (пунктирные линии)
б)
Рисунок 6 – Изменение температур воздуха на различных высотах в сечениях 200
мм от панели слева (а) и справа (б) в режиме естественной (сплошные линии) и
смешанной (пунктирные линии) конвекции
11

12. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Самостоятельное знакомство с нормативными документами системы образования
Томского политехнического университета (ФГОС ВО, Стандарт ТПУ, учебный план,
рабочие программы и фонды оценочных средств дисциплин)
• Подготовка
методических
указаний
по
проведению
экспериментальных
исследований по определению параметров теплового режима локальной рабочей
зоны в условия работы газового инфракрасного излучателя и системы
воздухообмена
• Проведение практических занятий по дисциплинам УИРС и НИРС
• Участие в оценке качества различных видов работ обучающихся
12

13. Применение результатов научных исследований в области исследования тепловых режимов помещений при работе газовых инфракрасных

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!
ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ
ПОМЕЩЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ ГАЗОВЫХ
ИНФРАКРАСНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ В
ДИСЦИПЛИНАХ ООП «13.03.01
ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА»
И «13.04.01 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И
ТЕПЛОТЕХНИКА»
1 3 . 0 6 . 0 1 Э л ек тр о - и т епл отехник а
Вяткин Александр Витальевич
Научный руководитель:
д. ф. -м. н., профессор НОЦ И.Н. Бутакова
Борисов Борис Владимирович
2025