Скорошни влизания

Места на интерес

С нарастващите енергийни разходи и все по-големите ограничения върху емисиите на парникови газове, проектирането на енергийно ефективно оборудване и съоръжения става все по-важно. Някои системи, които използват течности, като охлаждане, консумират много енергия.

енергийна

С нарастващите енергийни разходи и все по-големите ограничения върху емисиите на парникови газове, проектирането на енергийно ефективно оборудване и съоръжения става все по-важно. Някои системи, които използват течности, като охлаждане, консумират много енергия.

Прогресивното изчерпване на енергийните ресурси, съчетано с нарастването на населението и непрекъснатото икономическо развитие, предполага, че енергийните разходи ще продължат да нарастват и в бъдеще. Намаляването на загубите на налягане в тръбите и компонентите играе важна роля, въпреки че много пъти не му се отдава значението, което наистина има

Тъй като загубите на налягане не са нищо повече от загуба на енергия, важно е те да бъдат третирани не само от гледна точка на правилната работа на инсталацията, но също така да бъдат взети предвид икономическите и екологичните съображения.

Подходът трябва да се основава на анализ на разходите, който позволява да се вземе правилното решение. С използването на по-големи тръби и тръбопроводи се постигат по-ниски загуби на глава, макар и с по-високи разходи за покупка. Също така, в случай на нови инсталации, ако загубите на напор бъдат намалени, ще са необходими помпи с по-ниска мощност и следователно по-ниски разходи (отсега нататък, за да се опрости, ще говорим за помпи; обаче, трябва да бъде като се има предвид, че гореспоменатото ще се прилага по същия начин за компресори, вентилатори и вентилатори; т.е. за всяко оборудване, чиято функция е да повишава налягането на течността). В крайна сметка трябва да бъдат оценени три разходи:

  • Загубена енергия в тръби и фитинги
  • Инвестиция в оборудване
  • Инвестиция в закупуване на тръби и аксесоари

Във връзка с тази последна концепция, не трябва да забравяме някои допълнителни разходи, като тези, съответстващи на опорните елементи на тръбите (в някои случаи те могат да бъдат много значими) и сглобяването (разходи за заваряване, тестове и т.н.).

Изчислението ще се състои в проучването на трите споменати по-горе разходи и в проучване до каква степен компенсираните спестявания при намаляване на загубата на товар по отношение на по-високите инвестиции, които трябва да бъдат направени.

Загубата на мощност (P), поради спад на налягането (∆p), се определя от:

P (W) = ∆p (kg/cm 2) Q (m 3/h) 27, 25

Това е разсейваната енергия, която следователно вече не можем да възстановим. Мощността, която трябва да се плати, обаче ще бъде по-висока стойност, тъй като производителността на помпите, компресорите или вентилаторите и техните двигатели също трябва да се има предвид.

Общо (W) = P (W)/η = ∆p (kg/cm2) Q (m 3/h) 27, 25/η

Където η е комбинираната ефективност на помпата и нейния двигател.

Като пример, разгледайте тръба с вътрешен диаметър 244,48 mm (10 ”), през която ще се транспортират 380 m 3/h вода, при 25 ° C; дължината на тръбата е 50 метра и има три клапана и пет 90º колена. С тези данни спадът на налягането е 0,275 kg/cm 2. Ако се вземе предвид производителността на помпеното оборудване от 70%, се приема енергийна цена от 0,90 $/(kW/h) и експлоатация от 6 хиляди h/година, годишни разходи за енергия, загубени в тръбната секция от 21 967 $. Ако всички данни се съхраняват, но те се променят на тръба с малко по-голям вътрешен диаметър, от 293,75 мм (12 ”), годишната сума ще стане само 9 хиляди 984 песо.

Що се отнася до емисиите на CO 2, в първия случай те са 8 543 kg/година, докато при 12-инчовите тръби те са 3 883 kg/година (на базата на стойност от 0,35 kg CO 2 на kW/h). Следователно, като леко увеличите диаметъра на тръбата, получавате значително по-нисък разход на електроенергия и емисии на CO 2.

Имайте предвид, че ако изчисленията за възвръщаемостта на инвестициите се направят, като се вземат предвид текущите енергийни разходи, те със сигурност ще бъдат консервативни, тъй като се очаква енергийните разходи да продължат да се увеличават в средносрочен и дългосрочен план.

Към изследването на ефективността на дадена система трябва да се подхожда като цяло, а не като на сбор от части. Например прекомерният спад на налягането в смукателната тръба на центробежната помпа може да доведе до значителна загуба на производителност в самата помпа. В случай на хладилна система, обикновено спадът на налягането не само означава загуба на енергия в самата тръба, но може да доведе и до дисбаланс на системата, който причинява загуба на производителност на други компоненти. Поради тази причина е необходимо да се гарантира, че всички клапани и аксесоари имат възможно най-нисък спад на налягането и че вътрешните диаметри са адекватни.

Аксесоар К фактор
90 ° нормален лакът 1
Дълъг 90 ° лакът 0,42
45 ° лакът 0,31
Глобус клапан 7
Затворен клапан 0,17
Ъглов клапан 2.1
Задържащ клапан 2.3
K фактор за различни аксесоари

От друга страна, теоретичните резултати понякога могат да се различават от действителните стойности поради грешки при инсталирането. Например, ако изолацията на тръбопровода за хладилен агент към изпарителя не е адекватна, ще има топлинна печалба, която може да доведе до изпаряване на хладилния агент вътре в тръбопровода. Това е проблем не само, защото хладилният агент не охлажда продукта или пространството, както би трябвало, но увеличава спада на налягането и ще окаже допълнително натоварване на компресора и ненужна консумация на енергия.

За да се знае реалната работна точка на вентилатори, помпи и компресори, е необходимо предварително да се изчисли спадът на налягането, за да се намери съответната работна точка на кривата на оборудването.

Процедура за изчисляване на загуба на глава
Тръбопроводи
Загубата на напор в тръба се определя от уравнението на Дарси-Вайсбах, което е приложимо за напълно развити потоци от нютонови течности:

Δh = Δp/pg = f (L/D) (V 2/2g)

f = коефициент на триене (безразмерен)
Δh = спад на налягането (m)
ρ = плътност (kg/m 3)
L = дължина на тръбата (m)
D = вътрешен диаметър на тръбата (m)
V = средна скорост (m/s)

В предишното уравнение се наблюдава, че за даден диаметър и дължина спадът на налягането е пропорционален на квадрата на скоростта и коефициента на триене. Фактът, че е пропорционален на квадрата на скоростта, е причината, поради която използването на малко по-голям диаметър предполага значително намаляване на спада на налягането. Скоростта също намалява обратно пропорционално на квадрата на диаметъра, така че може да се заключи, че спадът на налягането намалява с четвъртата степен на диаметъра. Въпреки това, въпреки че предишното обяснение може да послужи за разбиране на случващото се, трябва да вземем предвид и коефициента на триене, който е функция от грапавостта на тръбата, вътрешния диаметър и числото на Рейнолдс.

Това изчисление обаче не е незабавно, тъй като е необходимо да се използва уравнението на Колбрук, чието разрешаване не е лесно, тъй като то трябва да се извърши чрез последователни повторения. Друг вариант е използването на диаграми или някакъв софтуер, който опростява процеса.

Числото на Рейнолдс е безразмерен фактор. Използва се за определяне дали потокът е ламинарен или турбулентен. Ламинарни потоци възникват за ниски числа на Рейнолд (Преглеждания на публикации: 10,918