Нещодавні логіни

Пам'ятки

У міру зростання витрат на енергію та постійно зростаючих обмежень на викиди парникових газів, проектування енергоефективного обладнання та обладнання стає все більш важливим. Деякі системи, що використовують рідини, наприклад, холодильне обладнання, споживають багато енергії.

падіння тиску

У міру зростання витрат на енергію та постійно зростаючих обмежень на викиди парникових газів, проектування енергоефективного обладнання та обладнання стає все більш важливим. Деякі системи, що використовують рідини, наприклад, холодильне обладнання, споживають багато енергії.

Поступове виснаження енергетичних ресурсів, разом із зростанням населення та постійним економічним розвитком, свідчить про те, що енергетичні витрати будуть зростати і в майбутньому. Зменшення втрат тиску в трубах та деталях відіграє важливу роль, хоча багато разів йому не надається значення, яке воно насправді має

Оскільки втрати тиску - це не що інше, як втрата енергії, важливо, щоб вони не лише оброблялись з точки зору правильної роботи установки, а й враховували економічні та екологічні міркування.

Підхід повинен базуватися на аналізі витрат, який дозволяє прийняти правильне рішення. Застосовуючи більші труби та трубопроводи, досягаються менші втрати напору, хоча з більшими витратами на придбання. Крім того, у випадку нових установок, якщо втрати напору зменшуються, будуть потрібні насоси меншої потужності і, отже, менші витрати (відтепер для спрощення ми поговоримо про насоси; однак, це має бути враховано, що вищезазначене застосовуватиметься таким же чином до компресорів, повітродувок та вентиляторів; тобто до будь-якого обладнання, функція якого полягає у підвищенні тиску рідини). Зрештою, слід оцінити три витрати:

  • Енергія, втрачена в трубах та фітингах
  • Інвестиції в обладнання
  • Інвестиції у придбання труб та фурнітури

Щодо цієї останньої концепції, ми не повинні забувати про деякі додаткові витрати, такі як ті, що відповідають елементам опори труби (в деяких випадках вони можуть бути дуже значними) та збірці (витрати на зварювання, випробування тощо).

Розрахунок буде полягати у вивченні трьох вищезазначених витрат та у вивченні того, якою мірою компенсується економія, отримана при зменшенні втрат навантаження, у зв'язку із більшими інвестиціями.

Втрати потужності (P) внаслідок перепаду тиску (∆p) визначаються як:

P (W) = ∆p (кг/см 2) Q (м 3/год) 27, 25

Це розсіяна енергія, яку, отже, ми більше не можемо відновити. Однак потужність, яку потрібно заплатити, буде вищою, оскільки також слід враховувати продуктивність насосів, компресорів або вентиляторів та їх двигунів.

Загальна сума (W) = P (W)/η = ∆p (кг/см2) Q (м 3/год) 27, 25/η

Де η - сукупна ефективність насоса та його двигуна.

Як приклад, розглянемо трубу з внутрішнім діаметром 244,48 мм (10 ”), через яку буде транспортуватися 380 м 3/год води, при 25 ºC; довжина труби становить 50 метрів, вона має три клапани і п'ять 90 ° колін. За цих даних перепад тиску становить 0,275 кг/см 2. Якщо врахувати продуктивність насосного обладнання 70%, передбачається витрата енергії 0,90 дол./(КВт/год) та експлуатація 6 тис. Год/рік, щорічні витрати енергії, втрачені в трубопровідному відрізку 21 967 доларів. Якщо зберегти всі дані, але їх замінити на трубу з трохи більшим внутрішнім діаметром, 293,75 мм (12 ”), річна сума стане лише 9 тис. 984 песо.

Що стосується викидів CO 2, то в першому випадку вони становлять 8543 кг/рік, тоді як у випадку з 12-дюймовими трубами вони становлять 3883 кг/рік (на основі значення 0,35 кг CO 2 на кВт/год). Отже, трохи збільшивши діаметр труби, ви отримуєте значно нижче споживання електроенергії та викиди CO 2.

Зауважте, що якщо розрахунки рентабельності інвестицій будуть зроблені з урахуванням поточних енергетичних витрат, вони, безумовно, будуть консервативними, оскільки очікується, що енергетичні витрати будуть продовжувати зростати в середньо- та довгостроковій перспективі.

До вивчення ефективності системи слід підходити як до цілого, а не як до суми частин. Наприклад, надмірний перепад тиску в всмоктувальній трубі відцентрового насоса може призвести до значної втрати робочих характеристик самого насоса. У випадку з холодильною системою, як правило, падіння тиску означає не тільки втрату енергії в самій трубі, але це може призвести до дисбалансу системи, що спричиняє втрату робочих характеристик інших компонентів. З цієї причини необхідно забезпечити, щоб усі клапани та приладдя мали мінімально можливий перепад тиску та відповідність внутрішніх діаметрів.

Аксесуар К-фактор
90 ° нормальний лікоть 1
Довжина ліктя 90 ° 0,42
Лікоть 45 ° 0,31
Глобусний клапан 7
Засувка 0,17
Кутовий клапан 2.1
Затримуючий клапан 2.3
К-коефіцієнт для різних аксесуарів

З іншого боку, теоретичні результати часом можуть відрізнятися від фактичних значень через помилки встановлення. Наприклад, якщо ізоляція трубопроводу холодоагенту до випарника є недостатньою, відбудеться виграш тепла, який може призвести до випаровування холодоагенту всередині трубопроводу. Це не тільки проблема, оскільки холодоагент не охолоджує виріб або не потребує місця, але це збільшує падіння тиску і спричинить додаткове навантаження для компресора та непотрібне споживання енергії.

Щоб знати реальну робочу точку вентиляторів, насосів та компресорів, необхідно попередньо розрахувати перепад тиску, щоб знайти відповідну робочу точку на кривій обладнання.

Процедура розрахунку втрат напору
Трубопроводи
Втрата напору в трубі визначається рівнянням Дарсі-Вейсбаха, яке застосовується до повністю розвинених потоків ньютонівських рідин:

Δh = Δp/pg = f (L/D) (V 2/2g)

f = коефіцієнт тертя (безрозмірний)
Δh = перепад тиску (м)
ρ = щільність (кг/м 3)
L = довжина труби (м)
D = внутрішній діаметр труби (м)
V = середня швидкість (м/с)

У попередньому рівнянні спостерігається, що для заданого діаметра та довжини перепад тиску пропорційний квадрату швидкості та коефіцієнту тертя. Факт пропорційності квадрату швидкості є причиною того, що використання трохи більшого діаметра передбачає значне зменшення перепаду тиску. Швидкість також зменшується обернено пропорційно квадрату діаметра, тому можна зробити висновок, що падіння тиску зменшується з четвертою ступенем діаметра. Однак, хоча попереднє пояснення може служити для розуміння того, що відбувається, також слід враховувати коефіцієнт тертя, який є функцією шорсткості труби, внутрішнього діаметра та числа Рейнольдса.

Однак цей розрахунок не є негайним, оскільки необхідно використовувати рівняння Колбрука, роздільна здатність якого є непростою, оскільки воно повинно проводитися шляхом послідовних ітерацій. Іншим варіантом є використання діаграм або якогось програмного забезпечення, що спрощує процес.

Число Рейнольдса є безрозмірним фактором. За його допомогою визначають, є потік ламінарним чи турбулентним. Ламінарні потоки відбуваються для низьких чисел Рейнольда (Переглядів публікації: 10918