ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
Затраты энергии на перемещение газов и жидкостей по трубопроводам в системах водоснабжения, вентиляции, технологических процессах, составляют весьма значительную долю общего энергопотрeбления [1]. Эти затраты N в зависимости от расхода жидкости (газа) Q можно выразить следующим образом (на 1 м длины трубопровода) [2, 3]:
(1)
где k, a, b - коэффициенты, учитывающие физические свойства перемещаемой среды (ее вязкость и плотность), режим течения, шероховатость внутренней поверхности трубопровода и др. факторы;
d - эквивалентный диаметр трубопровода; η - КПД перемещающего устройства (вентиляторной, насосной установки и т.д.).
Потери энергии согласно выражению (1) резко уменьшаются при увеличении d (b ≈ 5 [2, 3]), но при этом возрастают капитальные вложения в строительство трубопровода К, которые на единицу длины трубопровода могут быть рассчитаны по формуле [2]:
К = m + n d c, (2)
где m, n, c - коэффициенты, определяемые в зависимости от материала трубопровода [2].
Оптимальное значение d будет соответствовать минимальным приведенным затратам, учитывающих как величину К, так и эксплуатационных затрат. При подборе d на основании определенных таким образом рекомендуемых диапазонов расходов [2, 3] или скоростей [4, 5] нужно учитывать, что большинство из них соответствует условиям СССР. Соотношение различных составляющих в структуре затрат, в частности стоимости электроэнергии (определяющей величину эксплуатационных затрат) и материалов (величину К), значительно изменилось, что требует корректировки этих рекомендуемых параметров в соответствие с современными экономическими реалиями во избежание необоснованного увеличения энергозатрат. Кроме того, в нынешних условиях необходимо учитывать также повышение тарифов на энергоносители, намеченное правительством уже на ближайшие годы. Поскольку системы трубопроводов обычно строятся на длительный период времени, то при их проектировании нужно исходить, очевидно из перспективных цен на энергоносители, для предотвращения непропорционального роста эксплуатационных затрат в будущем и, как следствие, себестоимости конечной продукции.
Стоит отметить также, что при использовании выражения (2) принимался коэффициент c ≈ 1,5 [2]: в то же время в отдельных диапазонах диаметров труб толщина стенки не увеличивается, а снижение потерь и, следовательно, требуемого давления внутри трубопровода позволяет применить трубу с менее толстой стенкой. При этом зависимость К от d может быть принята и прямо пропорциональной. Данное выражение не учитывает также одновременного уменьшения некоторых статей затрат при увеличении d: уменьшение потерь в трубопроводе позволяет использовать перемещающее устройство с меньшим напором и двигателем меньшей мощности и соответственно стоимости. Это, в свою очередь, уменьшит оплату за подключенную мощность, величина которой составляет существенную часть эксплуатационных расходов [3]. Период окупаемости, принятый при расчетах равным восьми годам [2] также во многих случаях нуждается в корректировке.
Использование (там, где это возможно) гидравлически гладких неметаллических труб, в частности из полиэтилена [2], позволяет резко уменьшить потери энергии по длине трубопровода, а зачастую одновременно и капзатраты, трудоемкость монтажа. Меньшие, по сравнению с металлами, коэффициенты теплопроводности полимерных материалов снизят и потери тепла через стенку трубопровода. Защитное покрытие внутренней поверхности металлического трубопровода (полимерными материалами, эмалью и др.) можно рассматривать как комплексное решение ряда проблем: уменьшение гидравлических потерь вследствие более гладкой поверхности защитного слоя и пpeдoxpaнение основного материала трубопровода от воздействия перемещаемой среды, как дополнительная теплоизоляция.
При трaнcпортировке сред, образующих значительные отложения загрязнений, также рационально увеличение d, поскольку при одинаковой толщине загрязнений сопротивление меньшего трубопровода увеличивается значительнее: как вследствие более интенсивного возрастания величины относительной шероховатости, так и относительного уменьшения проходного сечения. Сочетание этих факторов может привести к нарушению проектного режима работы системы - уменьшению расхода потока или необходимости замены перемещающего оборудования (насоса, вентилятора и т.д.).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Андрижиевский А.А. Энергосбережение и энергетический менеджмент: учебное пособие / А.А Андрижиевский, В.И. Володин. - Мн.: Выш. шк., 2005.
- Шевелев Ф.А., Шевелев А.Ф. Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: справ. пособие. - М.: Стройиздат, 1995.
- Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений. - М.: Издательство АСВ, 2004.
- Промышленная теплоэнергетика и теплотехника: справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН А.В.Клименко и проф. В.М.Зорина. - М.: Издательство МЭИ, 2004.
- Вентиляция. Оборудование и технологии. Справочник - М.: НТС "Стройинформ", 2007.
Работа представлена на заочную электронную конференцию «Энергосберегающие технологии, заочная электронная конференция», 15-20 марта 2008 г. Поступила в редакцию 16.06.2008 г.
Статья в формате PDF
107 KB...
19 04 2026 15:48:19
Статья в формате PDF
278 KB...
18 04 2026 1:38:39
Статья в формате PDF
127 KB...
17 04 2026 19:42:32
Статья в формате PDF
154 KB...
16 04 2026 9:19:36
Исследованы показатели окислительно-антиоксидантной системы (содержание малоновогодиальдегида, каталазная и общая антиоксидантная активности) мышечной ткани русского осетра и карпа при свинцовой интоксикации. В мышцах молоди осетра обнаружена активация перекисного окисления липидов и снижение общей антиоксидантной активности. В отличие от осетра у молоди карпаактивация перекисного окисления липидов сопровождается компенсаторным повышением общей антиоксидантной активности и поддержанием достаточно высокого уровня активности каталазы. Повышение активности каталазы осетра при значительной активации ПОЛ может быть связано с выходом фермента из клеточных органелл, вследствие лабилизации клеточных мембран. Полученные данные свидетельствуют о большей толерантности карпа к свинцовой интоксикации, по сравнению с контролем.
...
15 04 2026 10:55:37
Статья в формате PDF
109 KB...
14 04 2026 21:32:45
Статья в формате PDF
140 KB...
12 04 2026 21:48:18
Статья в формате PDF
113 KB...
11 04 2026 16:27:22
Статья в формате PDF
268 KB...
10 04 2026 2:41:41
Статья в формате PDF
103 KB...
09 04 2026 23:49:36
Статья в формате PDF
126 KB...
08 04 2026 0:16:47
Статья в формате PDF
128 KB...
06 04 2026 22:26:19
Статья в формате PDF
174 KB...
05 04 2026 15:42:46
В настоящей статье представлена многокритериальная математическая модель организации личностно-ориентированного обучения учащихся. Построена экстремальная модель на языке теории гиперграфов.
...
04 04 2026 11:36:28
В настоящей работе предлагается оригинальный подход для объяснения процессов образования и распространения селей в горных условиях в условиях резкого увеличения вовлекаемых в этот процесс водных масс. Нами предлагается модель, согласно которой необходимыми условиями возникновения селя являются следующие: наличие глубинного трещинообразования в русле горной реки, перепад высот, наличие пула водной массы (обычно, – над областью будущего возникновения селя), обеспечивающего необходимый перепад гидростатического давления, а также выпадение осадков в виде обильных дождей, тающих снегов в верховьях селеопасных рек, провоцирующих это явление. Одним из принципиальных базовых допущений, на котором строится наша модель и которое подтверждается наблюдениями селевых катастроф, является то, что объем/масса водного селевого выброса может существенно превосходить оцениваемое количество выпавших осадков на поверхности. В связи с этим естественное объяснение получает общеизвестный факт, что не все ливневые дожди приводят к катастрофическим последствиям. Сущность и новизна нашей модели заключается в том, что в селевом взрыве активно участвуют как поверхностные, так и подземные воды, т.е. речь идет о 3D-механизме формирования селя. При этом в русле создается определенный участок – ворота селя, где начинает идти интенсивная подземная подпитка водой (за счет перепада давлений) основного импульса селя. И этот процесс может играть доминирующую роль. Нами предлагается математическая модель рождения и распространения селя, в основе которой лежат представления нелинейной гидродинамики волновых процессов с формированием солитонов. В рамках развиваемой концепции в заключительном разделе 5 данной статьи приведен краткий анализ возможных причин произошедшего катастрофического наводнения в г. Крымске (июль 2012 г.).
...
02 04 2026 7:59:19
Статья в формате PDF
127 KB...
01 04 2026 1:51:43
Для функционального описания поведения территории нами вводится новые понятия — активность и интенсивность растительного покрова. Причем территория понимается как простейшее геодезическое изображение ландшафта. А сам ландшафт, в свою очередь, является первым компонентом динамической геотриады «ландшафт + население + хозяйство». Активность учитывается по доле площади растительного покрова (леса и древесно-кустарниковая растительность, луга и пастбища, особо охраняемые территории и болота) и этот экологический параметр позволяет хаpaктеризовать фактически образовавшиеся отклонения от территориального экологического равновесия на конкретной территории.
Рассмотрены районы и города Республики Марий Эл (РМЭ) по состоянию распределения земель на 01.01.07 г. В наиболее общем случае интенсивность проявляется как активность во времени. Физически интенсивность — это скорость изменений. А активность — это сами изменения в природной, природно-техногенной или технической среде (по площади, урожайности растений, продуктивности почвы и пр.) в некотором срезе времени.
...
31 03 2026 6:52:18
Статья в формате PDF
115 KB...
30 03 2026 22:55:42
Статья в формате PDF
125 KB...
29 03 2026 13:22:15
Статья в формате PDF
120 KB...
28 03 2026 8:44:56
Статья в формате PDF
136 KB...
27 03 2026 22:47:50
Уровень кардиодеструктивных заболеваний в циркумполярном регионе имеет тенденцию к устойчивому росту. На основании результатов эпидемиологических исследований и количественной оценки факторов риска развития патологии разработана региональная модель оценки кардиоваскулярного риска для населения Ямало-Ненецкого автономного округа, учитывающая факторы питания. При составлении модели использован метод расчета весовых показателей. Шкала включает показатели распространенности классических кардиоваскулярных факторов риска, а также показатели дополнительных алиментарных рисков: артериальная гипертония, избыточная масса тела и ожирение, уровень холестерина в крови, уровень потрeбления белка и пищевого натрия. Использование модели позволяет более эффективно решать вопросы прогноза, индивидуализировать программу профилактики.
...
26 03 2026 2:50:22
Статья в формате PDF
114 KB...
24 03 2026 15:52:12
Статья в формате PDF
420 KB...
23 03 2026 7:47:54
Статья в формате PDF
275 KB...
21 03 2026 13:58:44
Статья в формате PDF
253 KB...
19 03 2026 19:13:22
Методами ДТА и РФА исследованы фазовые равновесия в системе Tl2S-Tl2Te-Tl9SbTe6 (А). Построены политермическое сечение Tl2S-Tl9SbTe6 и изотермическое сечение при 400К фазовой диаграммы, а также проекция поверхности ликвидуса системы А. Установлено, что она является квазитройным фрагментом четверной системы Tl-Sb-S-Te и хаpaктеризуется образованием широких областей твердых растворов на основе исходных соединений. Поверхность ликвидуса системы А состоит из трех полей, отвечающих первичной кристаллизации твердых растворов на основе соединений Tl2S, Tl2Te и Tl9SbTe6. В работе также обсуждены особенности фазовых равновесий в аналогичных системах и, в частности, показано, что все шесть систем данного типа хаpaктеризуются образованием твердых растворов на основе исходных соединений, причем наиболее широкие области гомогенности имеют соединения типа Tl9BVX6.
...
17 03 2026 7:20:57
Статья в формате PDF
111 KB...
16 03 2026 0:24:44
В статье рассмотрено понятие «финансовый леверидж» и его влияние на увеличение или уменьшение прибыли и собственного капитала предприятия.
...
15 03 2026 2:51:19
Статья в формате PDF
123 KB...
13 03 2026 0:45:57
Статья в формате PDF
94 KB...
12 03 2026 4:48:50
Статья в формате PDF
143 KB...
11 03 2026 13:44:29
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
