Основные задачи, решаемые при выполнении опытно-технологических и опытно-конструкторских работ

Проектирование включает в себя разработку технического предложения (инициативное проектирование) или технического задания (ТЗ) и реализацию ТЗ в виде проектной документации. ТЗ включает: назначение объекта, условия эксплуатации (могут быть численными, например, температура), требования к выходным параметрам (так называемые условия работоспособности, например, расход топлива на 100 км пробега должен быть менее 8 л) и др.

Одним из важных вопросов при выполнении научных исследований является масштабный переход от лабораторных экспериментов к промышленным. Казалось бы, не должно быть существенных различий между химическими реакциями и образующимися продуктами в небольшом объеме реакционной колбы и промышленном многотонном реакторе. На самом деле эти различия существенны и зависят от условий тепло- и массопередачи, кинетики химических реакций.

Необходимость увеличения масштаба эксперимента и перехода от лабораторных исследований к промышленным связана еще и с тем, что в лабораторных условиях не может быть изучен ряд важных промышленных факторов и свойств объекта, например таких, как способы транспортирования и дозирования сырья, промышленных условий хранения готовой продукции, состава воздуха рабочей зоны и др.

Опытно-технологические (ОТР) и опытно-конструкторские работы (ОКР) тесно связаны между собой и могут выполняться одновременно.

В химической технологии масштабный переход осуществляют обычно в одну или две ступени. Ступенями масштабирования являются опытные установки, которые служат для моделирования изучаемых объектов. Опытные установки в химической промышленности подразделяют на три вида: лабораторные, пилотные (модельные, стендовые) и опытно-промышленные.

Лабораторные установки, как правило, создаются еще в процессе лабораторных исследований. Такие установки обычно работают периодически или полунепрерывно. Транспортировка сырья и топливной продукции при этом осуществляется вручную. Состояние окружающей среды не исследуется. Количество изучаемых факторов на лабораторных установках часто не ограничено. Оборудование для них выбирается, в основном, типовое. На лабораторных установках решают главным образом задачи ОТР. Например, при создании новых полимеров решают задачи кинетики химических процессов термодинамики, теплофизики, тепло- и массопереноса, технологического контроля, оценки свойств и перспектив применения полимера и материалов на его основе, инженерного оформления процессов, прогноза экономической эффективности производства, состояний и требований к технике безопасности и пр.

Пилотные установки более крупные, чем лабораторные установки. При создании пилотных установок начинается инженерный поиск в области аппаратурного оформления процессов. На пилотных установках проводится работа по следующим основным направлениям:

1. уточняются задачи ОТР, нарабатывается продукция для широких испытаний,

2. конструируется и подбирается наиболее подходящее аппаратурное оформление процессов, средства контроля и автоматизации,

3. отрабатываются мероприятия по охране окружающей среды.

Работа по первому направлению относится к ОТР, а по остальным – к ОКР.