ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Авторы
Файлы

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.

Морфологические изменения структур продолговатого мозга и внутрисердечных автономных ганглиев у растущих крыс под воздействием иммобилизационного стресса

Статья в формате PDF 114 KB...

06 10 2024 16:15:52

КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ СВЯЗИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ С ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТЬЮ СПОРТСМЕНОВ МУЖСКОГО ПОЛА РАЗНОГО ВОЗРАСТА, ЗАНИМАЮЩИХСЯ РАЗЛИЧНЫМИ ВИДАМИ СПОРТА ПРИ НАГРУЗКЕ ПОВЫШАЮЩЕЙСЯ МОЩНОСТИ

В исследованиях приняло участие 85 спортсменов, которые были распределены 6 групп: юноши и взрослые лыжники, юноши и взрослые бегуны, юноши и взрослые спортсмены, занимающиеся скоростно-силовыми видами спорта. В качестве физической нагрузки применялась работа на велоэргометре ступенчато-повышающейся мощности без пауз отдыха от 50 до 200 Вт. При нагрузке мощностью 200 Вт во всех шести группах испытуемых выявлены значимые корреляционные связи между физической работоспособностью и частотой сердечных сокращений, отношением ударного объема крови к частоте сердечных сокращений. В группах спортсменов, занимающихся видами спорта на выносливость, и у юношей, тренирующих скоростно-силовые качества, выявлены также значимые корреляционные связи между физической работоспособностью и коэффициентом комплексной оценки обеспечения организма кислородом. ...

05 10 2024 1:34:19

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И НАУЧНОЕ МИРОВОЗЗРЕНИЕ

Статья в формате PDF 116 KB...

04 10 2024 23:32:58

ПОРАЖЕНИЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ GIBELLINA CEREALIS PASS

Статья в формате PDF 113 KB...

03 10 2024 13:49:21

ОСОБЕННОСТИ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ДЕТЕЙ, ОБУЧАЮЩИХСЯ С 6-ТИ ЛЕТ ПО ИННОВАЦИОННЫМ ПРОГРАММАМ

Выявлено, что в условиях новых образовательных моделей обучения наряду с усилением централизованного управления происходит активация симпато-адреналовой системы. Полученные данные позволяют расширить концепцию онтогенетического развития детей и подростков; расширяют существующую возрастную периодизацию. Полученные результаты при проведении лонгитюдинальных исследований выявили пoлoвые особенности в регуляции сердечной деятельности. отражающие функциональное состояние организма. Результаты проведенного исследования подтверждают общепринятую в возрастной физиологии концепцию о том, что корреляционные связи в пoлoвых группах очень динамичны, что доказывает широкий диапазон функциональных возможностей. ...