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
121 KB...
10 05 2026 23:29:32
Статья в формате PDF
116 KB...
08 05 2026 2:25:48
В статье приведены данные оценки экологического состояния атмосферной среды Промышленного района города Ставрополя, с помощью методов лихеноиндикации. Исследованиями были охвачены придорожные лесополосы проспекта Кулакова и улицы Доваторцев и лесной массив – «Русский лес».
...
07 05 2026 1:13:53
Данная статья посвящена проблеме отношений между культурами европейских стран и культурой ислама. В статье отмечается, что на фоне упадка христианской культуры в европейскую среду проникают такие обычаи, которые для европейской цивилизации исторически чужды, а главное, опасны для духовного здоровья европейских народов. Единственным средством для противостояния таким негативным явлением является возрождение собственной культуры.
...
06 05 2026 21:32:44
Проведены биохимические и иммунологические исследования крови у больных с урогeнитaльными инфекциями в условиях Среднего Приобья. Отмечены патологические изменения показателей белкового, липидного обменов и активация белков острой фазы. Наблюдалось резкое повышение активности креатинкиназы в крови всех групп больных. Результаты иммунологических исследований показали изменения В-клеточного звена в сторону увеличение уровня иммуноглобулинов IgG, IgA и снижение активности Т-клеточного звена иммунитета.
...
05 05 2026 5:23:45
Статья в формате PDF
330 KB...
04 05 2026 4:17:30
Статья в формате PDF
109 KB...
03 05 2026 11:51:52
Статья в формате PDF
311 KB...
01 05 2026 6:59:24
Статья в формате PDF
103 KB...
30 04 2026 1:36:37
Статья в формате PDF
137 KB...
29 04 2026 21:58:12
Статья в формате PDF
120 KB...
27 04 2026 16:16:25
Статья в формате PDF
339 KB...
26 04 2026 14:26:20
Статья в формате PDF
122 KB...
25 04 2026 20:31:42
Статья в формате PDF
120 KB...
24 04 2026 15:45:19
Статья в формате PDF
289 KB...
23 04 2026 7:28:25
Статья в формате PDF
125 KB...
22 04 2026 0:41:29
Статья в формате PDF
106 KB...
21 04 2026 16:42:19
Статья в формате PDF
113 KB...
20 04 2026 12:47:33
Статья в формате PDF
354 KB...
19 04 2026 23:36:17
Статья в формате PDF
112 KB...
18 04 2026 3:50:14
Статья в формате PDF
109 KB...
17 04 2026 1:17:25
Статья в формате PDF
237 KB...
16 04 2026 8:34:14
Статья в формате PDF
131 KB...
15 04 2026 6:22:50
Статья в формате PDF
430 KB...
14 04 2026 15:45:48
Статья в формате PDF
126 KB...
13 04 2026 8:24:27
Статья в формате PDF
253 KB...
11 04 2026 7:55:38
Статья в формате PDF
196 KB...
10 04 2026 19:24:55
Статья в формате PDF
134 KB...
09 04 2026 4:11:51
Показана возможность использования электрохимически активированной воды (в виде анолита и католита) для повышения урожайности зерновых и овощных (картофеля) культур и улучшения фитосанитарной ситуации с помощью модуля активации оросительной воды. Наиболее энтомоцидным действием в отношении пшеничного трипса обладал анолит с окислительно-восстановительным потенциалом +600 и +900 мВ. Католит с ОВП – 700 мВ способствовал увеличению всхожести до 96%. Хороший результат в борьбе против колорадского жука давала предпосевная обработка клубней картофеля вначале анолитом, а потом католитом. Заселенность кустов колорадским жуком и проволочником снизилась на 37–83%. Наиболее эффективно в плане оптимизации фитосанитарного состояния посевов сочетание предпосевной обработки семян с последующим опрыскиванием стeблестоя католитом или анолитом. ...
08 04 2026 1:56:57
Статья в формате PDF
340 KB...
06 04 2026 9:54:53
Статья в формате PDF
90 KB...
03 04 2026 6:46:45
Выявлены особенности распределения элементов в системе породы-почвы в результате почвообразовательного процесса в горно-лесных бурых почвах.
...
02 04 2026 1:19:34
Статья в формате PDF
134 KB...
01 04 2026 8:21:18
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 ::
