150127 (Визначення енергоефективності енергоспоживаючих систем), страница 2

С – вартість 1кВт електроенергії (С=0,70грн).

1.4.3 Визначення кількості енергії, що втрачається внаслідок роботи насосного агрегату на нерозрахунковому режимі (режимі з неоптимальним ККД) в грошовому еквіваленті проводиться за формулою:

,

де - оптимальний ККД насосу;

- ККД, з яким працює насос в мережі.

Сумарні втрати:

.

1.4.4 Частота обертання валу насосу, що забезпечить потрібний напір, при застосуванні частотного способу регулювання:

.

.

1. Введемо та розрахуємо коефіцієнт втрат електроенергії:

- кількість електроенергії, у грошовому еквіваленті, яку спожив насосний агрегат за розрахунковий період.

.

Втрати електроенергії складають 6%. Порівняно невеликі, але все одно актуальне питання щодо підвищення енергоефективності насосної системи.

Можливим шляхом вирішення даної задачі можуть бути наступні дії:

• Поліпшення конструкції системи шляхом збільшення діаметрів трубопроводів з метою зниження їх гідравлічного опору;

• По можливості, максимально зменшити кількість місцевих опорів;

• Вдосконалення способів регулювання роботи насоса;

• При завищеній продуктивності насосної системи , необхідно змінити передавальне число ремінної, або іншої передачі;

• Зменшення кавітації.

1.5. ВИСНОВКИ

Проведено розрахунок трубопровідної мережі, на задані параметри.

По результатам розрахунку побудовано графічну характеристику мережі, у відповідності до якої був підібрано відцентровий насосний агрегат марки Wilo-Multivert MVI-3206 Version PN16, який забезпечить максимальну подачу Q=42м/год, та напір Н=115м, з двигуном номінальною потужністю P=11 кВт [2].

Насосний агрегат відповідає умовам розрахунків та оптимально працює у "робочій точці" системи.

Для даного насосного агрегату розраховано його енергоефективність. Виявилось, що при регулюванні напору насосу засувкою сумарні втрати складають 1419 грн. за розрахунковий період експлуатації насосного агрегату. Вартість частотного регулятору набагато більша,а тому, спосіб регулювання напору засувкою є доцільнішим.

2 РОЗРАХУНОК ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ СИСТЕМИ ВЕНТИЛЯЦІЇ

2.1 Завдання та вихідні дані

Необхідно виконати розрахунок повітропроводів, підібрати вентилятор і електродвигун для промислової вентиляційної системи, схема якої приведена на Рис. 2.

Рис.2 - Схема мережі повітропроводу.

Таблиця 1 - Вихідні дані

2.2 Розрахунок системи вентиляції

Витрата повітря Q_i и L_i довжини вказаних на схемі ділянок повітропроводів приймаються:

L_i=(1+i)·L₀ (м),

де = 0,05·(1+0,3n); L₀=10·(1+0,2n).

Тут n = 28, i=1…4 – номери ділянок даної схеми. Підставив значення в рівняння (1), отримаємо:

Q₀ = 0,05·(1+0,3·28)=0,47 м³/с; L₀ =10·(1+0,2·28)=66 м.

Q₁ = 1·0,47=0,47 м³/с L₁ = (1+1)·66 = 132 м;

Q₂ = 2·0,47=0,94 м³/с L₂ = (1+2)·66 = 198 м;

Q₃ = 3·0,47=1,41 м³/с L₃ = (1+3)·66 = 264 м;

Q₄ = 4·0,47=1,88 м³/с L₄ = (1+4)·66 = 330 м.

Повітропроводами по всій мережі вважаємо круглі стальні труби, місцеві опори – трійники вузлів В, С і D, а також коліна Е и F.

2. В якості магістралі вибираємо найбільш протяжну ділянку мережі, інші ділянки вважаємо відгалуженнями. Для приведеної на рис.2 схеми магістраллю можна вважати ділянку ABCDEF, ділянки BK, CP, DS – відгалуженнями.

3. Розрахунок ведеться по нормальним умовам повітря при абсолютному тиску р_а= 0,102 МПа (В₀=760 мм рт. ст.), температурі t₀ = 20 °С (T₀ = 293 К) і відносній вологості φ₀ = 50%.

При цих параметрах густина повітря ρ₀ = 1,197 кг·м^-3, питома вага γ₀ = 11,77 Н·м^-3 та газова стала R₀ = 29,3 м·°С^-1.

4. Загальна кількість необхідного повітря знаходиться за формулою:

Q = ,

де i – номери ділянок відгалужень повітровода.

Q = Q₁ +Q₂ +Q₃ +Q₄ = 0,47+0,94 +1,41+1,88 = 4,7 м³/с.

Розбиваємо схему мережі на ділянки з характерними витратами Q_к.

Номери к присвоємо ділянкам в наступному порядку:

к=1 (участок АВ), к=2 (ВС), к=3 (СD), к=4 (DEFG), к=5 (ВК), к=6 (СР), к=7 (DS).

5. Виходячи з величин витрати Q_к повітря по ділянкам і значень υ_к допустимих швидкостей руху газу в трубах, діаметри d_к повітроводів:

,

де к = 1…7 для даної схеми.

Величини допустимих швидкостей руху газу в трубах треба приймати виходячи з призначення й умов експлуатації вентиляційної установки. Зазвичай ці значення лежать в υ_к = 5 – 25 м·с^-1 .

В даному розрахунку для ділянок магістралі (к = 1…4) можна вважати

υ_к = 12 м·с^-1, а для відгалужень (к = 5…7) υ_к = 6 м·с^-1.

Розрахункові значення діаметрів повітроводів округляємо до найближчих стандартних Таблиця Б.3.

d₂ =

d₃ =

d₄ =

d₅ =

d₆ =

d₇ =

Так як, прийняті діаметри труби відрізняються від розрахункових, то необхідно уточнити істинні значення швидкостей газу в трубах.

Всі розраховані значення заносимо до таблиці 2.

Таблиця 2 – Розраховані параметри

6. Динамічний напор Р_Д газу на виході з магістралі (в точці G) находять по формулі:

.

Вважаючи довжини ділянок BK, CP, DS відгалужень значно меншими за протяжність магістралі, втрати напору по довжині повітроводу будуть дорівнювати:

(1)

Коефіціент втрат на тертя:

(2)

де – число Рейнольдса, – абсолютна еквівалентна шорсткість поверхні повітровода із листової сталі, яка для забруднених металічних труб дорівнює 1·10^-4 м (див. табл. Б.4); q – поправочний коефіцієнт втрат тиску на тертя з > 0,1 мм (при швидкості υ = 12 м·с^-1 для значень = 0,1-1 мм величини q=1-1,6, причому більшій шорсткості відповідає більше значення коефіцієнта q). Кінематичний коефіцієнт в’язкості повітря ν = 1,5·10^-5 м²/с.

Підставивши всі значения в рівняння (1) і (2) отримаємо:

235,56+288+795,7+1031,92= 2351,18 Па.

Отримані результати зводимо до таблиці 3.

Таблиця 3 – Розрахунок втрат тиску на тертя

З врахуванням характеру місцевих опорів тиску газу втрати тиску Р_М будуть дорівнювати:

, (4)

де m, ξ_m – номер і коефіцієнт місцевого опору;

j – кількість місцевих опорів у мережі.

Знайдемо значення коефіцієнтів місцевих опорів (див. дод. В.1-В.3 [1]):

- трійник В при α =45⁰

- трійник С, α =60⁰

- трійник D, α =35⁰

- коліно E, при β₁=120⁰

- відвід F,R/d=7