CC BY
12углерода и бензопирена в продуктах сгорания) производить регулирование путем перераспределения (деления потока продуктов сгорания на два независимых) тепловой энергии. При номинальной нагрузке теплогенератора весь поток продуктов сгорания выходит через диафрагму (дроссель-клапан закрыт), при снижении нагрузки дроссель-клапан открывается:
-через кольцевую щель выходят более горячие продукты горения для нагрева теплоносителя в накопительной емкости (бак-аккумулятор);
-через диафрагму выходят продукты горения с более низкой температурой, тем самым снижая потребление тепловой энергии основного потребителя (например, система отопления).
ВЫВОДЫ
1. Теплогенерирующие установки малой мощности большую часть времени вырабатывают тепловую энергию не при 100% нагрузке.
2. В результате теоретического моделирования процессов горения органических топлив в топках теплогенерирующих установок малой мощности было предложено при снижении потребности в тепловой энергии производить перераспределение тепловой энергии (накопление в баках-аккумуляторах) без снижения общей нагрузки теплогенератора.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лукьянов А. В. Теоретические основы и способы увеличения энергоэкологических характеристик теплогенераторов для локальных систем теплоснабжения// Автореферат диссертации на получение научной степени доктора технических наук.- Макеевка, 2007
2. Акбаров А. Б. Разработка и исследование прямоточных горелок с регулируемой аэродинамикой факела: Автореф. дис... канд. техн. наук: 05.14.04. / М-во энергетики и электрификации СССР. Главтехуправление. Каз. НИИ энергетики. - Алма-Ата, 1988. -18 с.
3. Зайцев О.Н. Управление аэродинамической обстановкой в рабочем объеме теплогенерирующих установок.// Вюник ОДАБА №7, 2002, с. 60-64.
4. Меркулов А. П. (Ред.) Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев: КуЛИ, 1988.
5. Найденов Г.Ф. Газогорелочные устройства с регулируемыми характеристиками факела. К.: Техшка, 1974. - 112 с.
6. СНиП 2.04.05-91* Отопление, вентиляция и кондиционирование. Киев. КиевЗНИИЭП, 1996 - с. 89.
7. Oleg Zaitsev, Sergey Toporen, Vasiliy Shmonyak, Vasiliy Nakonechniy. Stability of a rotating gas stream in the change in the extent of its twist// Motorization and power industry in agriculture, 2009, pp. 164-168
8. Ranque G. J. Phys Radium (Paris) 4 (1933), pp. 112-114 (in English).
УДК 66.074
Хван В.С., к.т.н., доцент
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
АППАРАТ ДЛЯ МОКРОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ.
В данной работе представлен разработанный эффективный аппарат для мокрой очистки загрязненного воздуха от пыли, предназначенный для вытяжной системы вентиляции в строительной индустрии.
Загрязненный воздух, удаляемый из помещения, подается в пылеуловитель, где смешивается с холодным воздухом, который в свою очередь подается вовнутрь пылеуловителя через форсунки, установленные на внутренней поверхности металлических колец каркаса. В результате смешивания холодного и теплого воздушных потоков внутри корпуса пылеуловителя образуется туман. Туман представляет из себя мелкие капельки воды. Загрязненный воздух проходя сквозь густой водяной туман, очищается от пылевидных частичек. Принцип очистки частиц пыли основан на том, что последние захватываются капельками воды, утяжеляются и под действием сил гравитации осаждаются в шламосборнике. Таким образом достигается повышение эффективности очистки загрязненного воздуха от пыли.
охрана чистоты атмосферы, пылеуловитель, пылесборник, корпус, бункер, воздух, пыль, очистка, кольца, патрубок, фракция, эффективность.
ВВЕДЕНИЕ.
В общей экологической проблеме важным разделом является охрана чистоты атмосферы и воздуха производственных помещений от вредных загрязнений и в том числе от пыли.
Согласно имеющимся нормативам запыленность атмосферы над территориями предприятий не должна превышать 30% предельно-допустимых концентраций (ПДК) пыли в воздухе производственных помещений. Между тем, концентрация пыли в атмосфере промплощадок многих предприятий не только не отвечает этим нормативам, но значительно выше ПДК для воздуха внутри промышленных зданий. Это объясняется недостаточной очисткой пылевых выбросов, а также и тем, что они во многих случаях выводятся не выше зоны аэродинамической тени зданий и вследствие интенсивных циркуляционных токов воздуха в этой зоне, быстро достигают приземных слоев атмосферы. Это создает дополнительный пылевой фон для воздуха производственных помещений, резко усложняя и удорожая системы вентиляции.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ.
Известен пылеуловитель для сухой очистки воздуха от пыли, включающий: корпус, входной и выходной патрубки и пылесборник [1].
Известное устройство характеризуется простотой конструкции и работы. Они сравнительно дешевы и недороги в эксплуатации. Затраты энергии на работу также относительно малы, что обусловлено малым перепадом давления при течении газа через устройство.
Аппараты такого типа чаще всего используются для первичного удаления грубых частиц газового потока. Механические пылеуловители можно использовать как предварительные, располагая их последовательно с устройствами других типов, чтобы уменьшить нагрузку на последние. Это особенно необходимо при сильно запыленных газовых потоках. Механические пылеуловители могут работать долгое время без обслуживания с малыми энергетическими затратами.
Принцип работы устройства основан на том, что запыленный газовый поток пропускается через аппарат с малой скоростью, делающей возможным гравитационное осаждение (седиментацию) транспортируемой взвеси.
Для достижения приемлемой эффективности очистки газов данными устройствами необходимо, чтобы частицы находились в пылеосадительных аппаратах возможно более продолжительное время, а скорость движения пылевого потока была незначительной. Поэтому данное оборудование относится к категории экстенсивного оборудования, рабочие объемы таких аппаратов весьма значительны, что требует больших производственных площадей. Однако пылеосадительные камеры и пылевые мешки обладают очень незначительным гидравлическим сопротивлением (50.. .300 Па).
Существенным недостатком указанного выше аппарата является сравнительно невысокая степень очистки воздуха от пыли.
В большинстве случаев возникает потребность в более эффективных аппаратах, которые способны улавливать и более мелкие частицы пыли (размером около 1 мкм).
ЦЕЛЬ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Цель работы повышение степени очистки загрязненного воздуха от пыли за счет совершенствования конструкции пылеуловителя и технологии улавливания частиц пыли.
Поставленная цель достигается тем, что разработанный пылеуловитель снабжен внутренним каркасом, состоящим из металлических полых колец различного диаметра и ребер жесткости. Каркас имеет форму усеченной пирамиды, причем пирамида каркаса ориентирована в пылеуловителе таким образом, что на входе в него оказывается кольцо самого большого диаметра, и на выходе - самого малого диаметра. Металлические полые кольца снабжены форсунками, ориентированных вовнутрь кольца и предназначены для выпуска холодного воздуха. Форсунки размещены по периметру на внутренней поверхности кольца и подсоединены к последним с помощью металлической муфты. Замыкает каркас каплеуловитель. Подача холодного воздуха осуществляется по металлической трубе, установленной в нижней части каркаса. Ребра жесткости выполнены из металлического прутка. Очищенный от пыли воздух удаляется через выходной патрубок.
На рис. 1 представлена конструкция разработанного пылеуловителя.
Разрез А-А
7
Рис. 1. Конструкция пылеуловителя.
1 - Входного патрубка. 2 - Выходного патрубка. 3 - Каплеуловителя.
4 - Корпуса. 5 - Шламосборник. 6 - Металлическое кольцо. 7 - Ребро жесткости. 8 -Металлическая труба. 9 - Муфта. 10 - Сопло.
Загрязненный воздух, удаляемый из помещения, подается в пылеуловитель, где смешивается с холодным воздухом, который в свою очередь подается вовнутрь пылеуловителя через форсунки, установленные на внутренней поверхности металлических колец каркаса. В результате смешивания холодного и теплого воздушных потоков внутри корпуса пылеуловителя образуется туман. Туман представляет из себя
мелкие капельки воды. Загрязненный воздух проходя сквозь густой водяной туман, очищается от пылевидных частичек. Принцип очистки частиц пыли основан на том, что последние захватываются капельками воды, утяжеляются и под действием сил гравитации осаждаются в шламосборнике.
Таким образом достигается повышение эффективности очистки загрязненного воздуха от пыли.
Конструкция пылеуловителя включает: цилиндрический корпус 4, входной 1 и выходной 2 патрубки, каплеуловитель 3, шламосборники 5, металлические кольца 6, ребра жесткости 7, металлическая труба 8, муфты 9, сопла 10. Корпус 4 выполнен из листового железа и имеет сужающиеся торцы, переходящие во входной 1 и выходной 2 патрубки. Входной патрубок 1 предназначен для подачи загрязненного воздуха на очистку, а выходной 2 - для удаления очищенного воздуха. Внутри корпуса 4 размещен каркас, состоящий из установленных на расстоянии друг от друга полых металлических колец 6 различного диаметра, к которым прикреплены ребра жесткости 7. Металлические кольца 6 имеют разные диаметры, переднее кольцо - самого большого диаметра, а последнее - самого малого диаметра, причем кольца имеют круглое поперечное сечение. Ребра жесткости 7 выполнены из стального прута, имеющего прямоугольное поперечное сечение. В нижней части корпуса 4 имеются бункера, служащие для направления осажденной пыли в шламосборники 5. Каплеуловитель 3 замыкает каркас и установлен на выходе из пылеуловителя. В нижней части каркаса прикреплена металлическая труба 8, предназначенная для подачи холодного воздуха к соплам 10 через муфты 9. Струя холодного воздуха от сопел 10 направляется вовнутрь каркаса, где смешивается с загрязненным воздухом.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.
Пылеуловитель работает следующим образом. Загрязненный воздух поступает в пылеуловитель через входной патрубок 1. Скорость подачи загрязненного воздуха составляет 10-15 м/с. С такой же скоростью подается холодный воздух через сопла 10. Холодный воздух с температурой 10-15 °С подается через металлическую трубу 8, далее проходит через муфты 9 и поступает к соплам 10, откуда направляется вовнутрь каркаса. Далее холодный воздух перемешивается с загрязненным воздухом с температурой 5060 °С, причем температура получаемой смеси воздуха должна соответствовать температуре точки росы. Это достигается путем перемешивания соответствующих объемов холодного и нагретого воздуха, определяемых из I-d - диаграммы. В этом случае в получаемой смеси воздуха будет образовываться конденсат в виде маленьких капелей воды, находящихся во взвешенном состоянии. При этом частицы пыли будут захватываться капельками воды. Капельки связанной воды и пыли по мере движения будут укрупняться и под действием силы гравитации будут падать вниз в бункер, а затем в шламосборник 5. Мелкие капельки воды с захваченными мельчайшими частицами пыли будут уноситься в направлении каплеуловителя 3. При встрече их с поверхностью каплеуловителя 3, они будут разбиваться об поверхность последнего, а затем растекаться по ней. Далее вода с пылевидными частицами будет стекать вниз в пылесборник 5. Очищенный от пыли воздух направляется в выходной патрубок 2 и далее в окружающую среду. Таким образом, использование разработанного пылеуловителя позволяет повысить эффективность очистки загрязненного воздуха.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
Использование разработанного аппарата для мокрой очистки воздуха от пыли позволяет обеспечить более эффективную очистку загрязненного воздуха, по сравнению с аналогом. Это достигается за счет изменении конструкции аппарата и технологии очистки загрязненного воздуха. В результате использования разработанного аппарата достигается осаждение не только крупной и средней фракции пыли, но и мелкой фракции пыли размером менее 5 мкм. Таким образом, удаляемый из аппарата очищенный воздух, можно свободно выбрасывать в окружающую среду без ущерба для нее.
ВЫВОДЫ.
Разработанный аппарат для мокрой очистки воздуха от пыли позволяет:
1. Обеспечить эффективное осаждение не только крупной и средней фракций пыли из загрязненного воздуха, но и мелкую фракцию пыли, за счет надежного связывания пылевидных частиц конденсационными капельками воды, с последующей из утилизацией в шламосборник.
2. Конденсационные капельки воды образуются в воздушной смеси за счет смешения теплого загрязненного воздушного потока и охлажденного воздушного потока внутри аппарата.
3. Объемы смешиваемых объемов воздуха для получения процесса конденсации влаги определяют по 1-ё - диаграмме.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты пылеочистки. Учебное пособие. -Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005. 25- 27с.
УДК 338.984, 620.92, 620.4 Химич А. П.
Национальная академия природоохранного и курортного строительства
АНАЛИЗ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ С ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОНЦЕНТРАТОРОВ
В работе проведен анализ зависимости капиталовложений в солнечные электростанции на базе солнечных элементов и линз Френеля от установленной степени концентрации. Для оптимальных конфигураций проектов построены экономические модели и определены сроки окупаемости, а также возможная прибыль с учетом рыночных условий Украины.
солнечная электростанция, концентратор, линза Френеля, финансовая модель, рынок энергетики, зеленый тариф.
Введение. В настоящее время обеспечение экологической безопасности приводит к широкому использованию альтернативных возобновляемых источников энергии. Одним из перспективных направлений является применение концентраторов солнечной энергии для повышения выходной мощности солнечных фотоэлектрических батарей. Традиционные кремниевые солнечные элементы значительно снижают свою эффективность уже при интенсивности 3000 Вт/м2, поэтому для получения электроэнергии в станциях с высокими степенями концентрации используются многопереходные гетероструктурные полупроводниковые преобразователи, например, ОаЛвОе.[1] Такие материалы существенно дороже кремниевых кристаллов, но при этом достигают КПД до 39%, что делает целесообразным их применение при интенсивностях до 106 Вт/м2.
Анализ публикаций. В результате аналитического обзора литературы была собрана информация о ценах на линзы Френеля, фотоэлементы и сопутствующее оборудование [2,3,4,5,6,7], проанализрованы существующие отчеты [8], макроэкономические показатели Украины и мира [9,10,11], а также закон Украины [12], рассмативающий вопросы «зеленого тарифа». В результате были получены необходимые данные для расчета и экономического прогнозирования работы солнечных электростанций.
