CC BY
43
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
кав покроя реглан; 3) определены этапы проектирования цельновяза-
2) определены конструктивные решения, позволя- ных изделий объемной формы и содержание работ на
ющие получить изделия с различной длиной рукава по каждом этапе.
отношению к длине стана изделия;
Литература
1. Методические указания по повышению качества трикотажных изделий. Единый метод конструирования для трикотажных изделий по индивидуальным заказам. — М.: МБОН РСФСР, 1981.
2. Филатов В.Н. Упругие текстильные оболочки. — М.: Легпромбытиздат, 1987.
УДК 658.264
Проблемные аспекты применения рекуперативных теплообменников в процессах утилизации горячих промышленных стоков
Ф.В. Пелевин
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
В.И. Тимченко, А.Г. Илиев
ЮРГУЭС
В плане выполнения Энергетической программы Российской Федерации до 2010 г с целью реализации потенциала технологического энергосбережения следует уделить внимание теплоёмким предприятиям коммунального хозяйства, в том числе фабрике-прачечной. Технологическое оборудование фабрик-прачечных можно рассматривать как теплоиспользующее оборудование, т.е. как теплообменные аппараты. Стиральные машины представляют собой смесительные теплообменники, в которых происходит нагревание рабочей жидкости (водопроводной воды) паром путём барбо-тажного подогрева или электроподогрева. В любом случае, в результате технологических процессов стирки присутствуют промышленные горячие стоки, имеющие определенный тепловой потенциал, который можно использовать в локальной системе подогрева рабочего теплоносителя горячими промстоками в дополнительном теплообменнике. Так, по данным технологических карт стирки белья установлено: расход воды на стирку 1 кг белья, а значит и количество горячих промстоков, составляет 38-40 л, среднестатистическая температура промстоков — 60—750С.
В процессах утилизации теплоты промстоков важным является выбор дополнительного теплообменного аппарата, обуславливающего эффективный теплообмен, т. е. высокие коэффициенты теплообмена, оптимальную скорость теплоносителей и минимальные конструктивные и эксплуатационные затраты. [3]
Исходными данными для выбора дополнительного теплообменника являются тепловая производительность, температурные режимы технологических процессов (параметры первичных и вторичных теплоноси-
телей). Выбор оптимального теплообменного аппарата предлагается выполнить на основе анализа приведенных затрат.
В случае нагрева водопроводной воды горячими промстоками приведенные годовые затраты П (руб./ год) вычисляются по формуле:
П=Пто+Пт+Пн+Пэ (1)
где ПТО - затраты на дополнительный рекуперативный теплообменный аппарат, ПТ - стоимость израсходованной водопроводной воды (холодного теплоносителя), ПН - затраты на нагнетатель холодного теплоносителя (насос, запорно-регулирующую арматуру), ПЭ - стоимость израсходованной электроэнергии.
Годовые затраты на теплообменный аппарат ПТО складываются из отнесенных к одному году срока окупаемости капитальных вложений в теплообменный аппарат, амортизационных отчислений и расходов на текущий ремонт, те.
ПТО=КТ0 + ГТ0
(2)
где r - суммарный коэффициент амортизацион-
ных отчислений,
1
а р
Входящие в уравнение (2) капитальные вложения в теплообменный аппарат определяются по формуле:
Кто= STO F
(3)
90
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
Стоимость 1 м2 поверхности Бто(руб/м2) теплообменника является среднестатистической величиной. Она определяется для отдельных типов реально существующих теплообменников по формуле:
где KH - капиталовложения в насос, численные значения которых можно оценить по формуле:
KH=S'H+ SHN, (11)
C C
^to M
F
S
TO
(4)
где F - поверхность теплообмена, м2;
- CTO стоимость теплообменника, руб.;
- CM стоимость монтажа, руб.
Поверхность теплообмена из уравнения теплопередачи
Q toKF t —tt F -^tlA , (5)
k t
где S'H и SH - стоимостные коэффициенты, зависящие от типа насоса, его конструктивных особенностей и электродвигателя. Данные коэффициенты определяются как среднестатистические для насосов одного типа.
Гидравлическое сопротивление состоит из сопротивления трения:
TP
L w2
d 2g 36002
(12)
где фто- коэффициент запаса, принимается 10-15% Q - тепловой поток горячих промстоков, Дж/ч; к - коэффициент теплопередачи, Дж/м2’К’ч;
At - средний температурный напор, К.
С учетом (3) и (4)
П то то rTO Sto Т 7 (6)
к t
Стоимость (годовая) холодного теплоносителя определяется по формуле:
nT=sTvTT
(7)
где ST - удельная стоимость холодного теплоносителя (водопроводной воды), руб/м3;
VT - объёмный расход холодного теплоносителя,
м3/ч\
т - число часов работы фабрики-прачечной, ч/год. Из уравнения теплового баланса:
Q CpVT т t ; ► vt c , ; (8)
c p т 1
С учетом уравнения теплового баланса уравнение (7) можно привести к виду:
П
т
Jr___Q_
с т т t т ’
(9)
где ст - удельная теплоемкость теплоносителя, Дж/кг-К;
рт - плотность теплоносителя, кг/м3;
5tT - разность между температурами теплоносителя на выходе и входе, К.
Годовая стоимость электроэнергии
Пт
S.
N
(9)
Н
где S3 - удельная стоимость электроэнергии, руб/кВт;
N - потребляемая мощность, кВт;
ПН - К.П.Д. насоса.
Затраты на насос
nH=rHKH -
(10)
и суммы местных сопротивлений:
Рм
М 2g 36002
2
w
(13)
В этих формулах L - длина пути потока, м; £ - коэффициент сопротивления трения; Z - сумма местных сопротивлений; w - скорость потока, м/ч; y= pg - удельный вес теплоносителя, Н/м3.
С учетом стоимости электрической энергии и суммарных гидравлических сопротивлений получаем выражение:
ПЭ ПН Sh rH SH гн -^Э-
Sh Гн Sh Гн ^ C
w н V
2 36003 103
(14)
T
2
w
H
T
Н
где С0=1/(2-36003Ю3) введенная для упрощения записи формул постоянная;
L
d
- коэффициент сопротивления системы;
S 'H и SH - стоимостные коэффициенты, зависящие от типа насоса и его конструктивных особенностей;
rH — суммарный коэффициент амортизационных отчислений
S3 - удельная стоимость электроэнергии, руб/кВт; ПН - К.П.Д. насоса;
ФН - коэффициент запаса w - скорость потока, м/ч; pT - плотность теплоносителя, кг/м3;
V - объёмный расход холодного теплоносителя, м3/ч\
т - число часов работы.
А - коэффициент местных сопротивлений
d - диаметр трубопровода
Решая совместно (1), (5), (7) и (12), получим:
П STO TO rTO Q ST Q
S
Sh rH ^ Co w2 HV
Н
Sh Гн
t •
(15)
Анализ полученной формулы (15) позволяет сделать вывод, что чем больше коэффициент теплопередачи k и разность температур греющего и нагре
91
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ваемого теплоносителей At, тем меньше приведенные затраты.
Оптимальная скорость движения теплоносителей в дополнительном рекуперативном теплообменнике определяется следующим образом.
Для любого случая теплообмена, в котором теплоносители не изменяют своего агрегатного состояния, приведенные затраты можно выразить формулой:
П
k t
s r St_
SH rH
STO rTO TO Q
H
L
d
2
Co w
H
T
П,
(16)
где
П
ST Q
CT
Sh r„
- сумма составляющих,
не зависящих от w.
Коэффициент теплопередачи вычисляется по формуле:
k --------,
- R (17)
где R' - сумма термических сопротивлений, независимых от w. [4]
Для турбулентного режима движения:
b Pry wx
x d1
С учетом вышеизложенного:
П
STO
TO 'TO TO
Q
d' ’ b Pr x
(18)
d
П.
(19)
Последнее уравнение можно преобразовать к виду:
n=m1w-x+n1w2+C1, (20)
S
Э
SH rH
R
t
w
Н
L
Co w H V T
Минимум функции n=f(w) определяется условием:
П xm1w 1 x 2n1 w 0 , (21)
откуда w i xm1 2 x w —1 . (22)
2n1
После расшифровки и несложных преобразований:
w
S2
_ d1 * 4,6 101 3 ст t b
1
2 х
(23)
где
S r x
S2 TO StoJto ; Ф -------;
2 S r ’ Pr;
SH rH
Н
L
d
(24)
При движении холодного теплоносителя внутри труб:
Л 0 0 357
t d02 C
м/ ч. (25)
w 2,64 1 О5 S2 — --------Ф
t
Для горячих промстоков в межтрубном пространстве:
w 2,2 1 0 5 S2
_ dM CT
t 0, 6 j
0,305
Ф
м/ ч
(26)
Оптимальный диаметр труб определяется следующим образом.
Для любого случая теплообмена, в котором рассматриваемая жидкость не изменяет своего агрегатного состояния, а поверхность нагрева в процессе эксплуатации не загрязняется, приведенные затраты определяются согласно уравнению (20), которое можно преобразовать к виду:
П m2d1 1 n2 d 1 C2 . (27)
Минимум функции n=f(d) определяется условием:
П
d
m2 1 x d x n2d 2
0
(28)
Решив последнее уравнение и подставив значения m2 и n2, получим:
w2 x t b L
s 2 ф <9/2WrTT
(29)
Таким образом, при этом значении d приведенные затраты являются минимальными.
Подставив в уравнение (29) оптимальные значения скорости (23), можно получить следующее выражение для диаметра:
, L i
d --------, , (30)
где I - число ходов.
Можно показать, что при выполнении условия (30) выполняется равенство:
где APM- сумма местных сопротивлений теплообменника;
APTP - сопротивление трения теплообменника. Таким образом, следует, что при оптимальных скоростях потоков оптимальным является такой диаметр каналов теплообменника, при котором сумма местных сопротивлений равняется сопротивлению трения.
Конструктивные, теплотехнические и гидравлические параметры дополнительного теплообменника в локальной системе подогрева холодного теплоносителя горячими промстоками определяются данными тепловых и пароконденсатных балансов теплоёмких предприятий коммунального хозяйства. Вполне очевидно, что для выполнения условий оптимального режима эксплуатации дополнительного теплообменника необходимо провести теоретические исследования по
92
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
подбору из типов существующих теплообменников, териалу его изготовления.
уделяя внимание конструктивным особенностям и ма-
Литература
1. Основные направления энергетической политики Российской Федерации на период до 2010 г. — Энергетическая стратегия России на период до 2020 г.
2. Лаверов Н.П. Топливно-энергетические ресурсы: доклад академика Н.П. Лаверова // «Вестник Российской академии наук». — 2006. - Т. 76, № 5.
3 Сапронов А.Г., Шаповалов В.А Энергосбережение на предприятиях бытового обслуживания: Уч. пос. / Под ред. Сапронова А.Г - Шахты: ЮРГУЭС, 2000.
4 Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. — М.: «Энергия», 1996.
УДК 378.001.891
Разработка рекомендаций по размещению научных разработок в депозитарии
В.Н. Романова
ФГОУВПО «Российский государственный университет туризма и сервиса»
При формировании базы данных для соблюдения унификации и облегчения функционирования очень важны формальные требования к собираемым материалам. Поэтому при создании депозитария важную роль играют формы сбора материалов и отчетных документов. Автором были разработаны рекомендации по размещению научных разработок в депозитарии:
1) Рекомендации по заполнению Информационной карты НИР и НИОКР в сфере образования;
2) Рекомендации по заполнению Информационной карты организаций-исполнителей НИР и НИОКР в сфере образования;
3) Рекомендации по заполнению Информационной карты организаций-соисполнителей НИР и НИОКР в сфере образования.
Вначале приведем рекомендации по заполнению Информационной карты НИР и НИОКР в сфере образования.
1. Информационную карту можно заполнять вручную или интерактивно (электронную версию карты, размещенную на специальном сайте организации-реестродержателя).
2. Информационную карту следует заполнять на русском языке.
3. Если Информационная карта заполняется на бумажном носителе, ее следует заверить подписью руководителя НИР (НИОКР) и печатью организации-исполнителя.
4. В разделе «Наименование НИР (НИОКР)» приводится полное наименование НИР (НИОКР) в соответствии с Государственным контрактом или другими регламентирующими документами.
5. В разделе «Наименование программы (проекта)» приводится полное наименование программы (проекта), в рамках которой выполнена НИР (НИОКР).
6. В разделе «Заказчик» указывается Государственный заказчик НИР (НИОКР).
7. В разделе «Исполнитель (соисполнители)» указывается Организация-исполнитель НИР (НИОКР). При наличии соисполнителей указываются также организации-соисполнители НИР-НИОКР
8. В подразделе «Руководитель НИР (НИОКР)» указывается фамилия, имя, отчество, контактный телефон руководителя НИР (НИОКР).
9. В подразделе «Ответственный исполнитель НИР (НИОКР)» указывается фамилия, имя, отчество, контактный телефон руководителя НИР (НИОКР).
10. В разделе «Год разработки» приводятся годы начала и окончания работы над НИР (НИОКР).
11. В разделе «Тематика НИР (НИОКР)» приводятся ключевые слова, отражающие тематику НИР (НИОКР).
12. В разделе «Классификационные индексы НИР (НИОКР)» приводятся классификационные индексы, отражающие тематику НИР (НИОКР): УДК, ББК, ГРНТИ.
13. В разделе «Актуальность НИР (НИОКР)» приводится актуальность исследований, содержащихся в НИР (НИОКР) (не более 5 предложений).
14. В разделе «Содержание НИР (НИОКР)» приводится подробное содержание НИР (НИОКР).
15. В разделе «Результаты НИР (НИОКР)» приводится краткое описание результатов, полученных в ходе НИР (НИОКР).
16. В разделе «Апробация результатов НИР (НИОКР)» приводится информация, где и как были апробированы результаты НИР (НИОКР), в том числе теоретическая апробация (обсуждение на конференциях, семинарах, круглых столах); практическая апробация (полевые исследования).
93
