CC BY
7УДК 62-533:69.04
РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ В КОГЕНЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Никитенко О.С., к.т.н., доцент, Верховец И.А., к.с.-х.н., доцент. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В статье приводятся необходимые расчеты фактических тепловых потерь, нормативных величин тепловых потерь, соотношений фактических и нормативных тепловых потерь; рассмотрены положения, определяющие нормативные значения часовых среднегодовых эксплуатационных тепловых потерь по всем тепловым сетям.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Теплоснабжение, тепловые потери, тепловые сети, расход теплоносителя, коэффициент потерь.
ABSTRACT
The article provides the necessary calculations of actual heat losses, standard values of heat losses, ratios of actual and standard heat losses; the provisions that determine the normative values of hourly average annual operational heat losses for all heating networks are considered.
KEYWORDS
Heat supply, heat losses, heat networks, coolant flow rate, loss factor.
Введение. Тепловые потери являются основным показателем, характеризующим эффективность работы системы теплоснабжения. Тепловые потери в тепловых сетях зависят от протяжённости и диаметров трубопроводов, вида прокладки трубопроводов, типа и состояния тепловой изоляции, температурного режима работы тепловых сетей, метеорологических условий [1].
Цель исследования: изучение необходимых показателей диапазона тепловых потерь на разных участках тепловых сетей.
Методы исследования: эксперимент, коэффициентный метод, математическое моделирование.
Эксплуатационные нормы тепловых потерь водяных тепловых сетей разрабатывают опытным методом на основе проведения специальных тепловых испытаний, что позволяет учитывать конкретные условия прокладки испытуемых трубопроводов и состояние их изоляции [6].
При испытании определяют фактические тепловые потери испытуемых участков сети и сравнивают их с нормативными потерями, которые рассчитывают, исходя из удельных тепловых потерь. Фактические тепловые потери в подающей и обратной линии для каждого из участков испытуемого кольца определяют по формуле [4]:
Gn 3
Qn.u = c(Gc - - ^п )'10 ; (1)
3 н к з
Qo.u = c(Gc -- Gn Х*Ц - С ) •10 > (2)
где С с - средний расход теплоносителя в подающей линии на выходе из когенерационного источника, т/ч;
гн и ¡п - средние температуры теплоносителя в начале и в конце подающей линии на этом участке, °С; ¿к
го и го - средние температуры теплоносителя в начале и в конце обратной линии на этом участке, °С;
с - средняя теплоемкость теплоносителя в соответствующем интервале температур (при температурах до 100 °С можно принимать равной 1,0 ккал /кг • °С);
С п - средний расход подпитки, т/ч.
Для участков подземной прокладки пересчет фактических тепловых потерь на среднегодовые условия работы тепловых сетей выполняют суммарно для подающей и обратной линий по формуле [3]:
0(1 сР-г — I сР ■г) п.и\ п гр /
''П.и ^п.н.и ' ^о.н.и ,н , ,к . ж . ж
о = о + о =
З-'Н.и ^п.н.и ^о.н.и
гН+С +гН + с (3)
^ гр .и
Для участков надземной прокладки такой пересчет выполняют отдельно для подающей и обратной линий по формулам:
о , гсР.г — +сР г
0 п.и
о (гсрг — гсрг)
_ г^п.и \ п_в / .
>и . ж '
ги + гк (4)
п п _^
в. и
2
о (гср.г — гср.г
_ °о.и (1о 1в
Х-'О.Н.П
С + гКк (5)
о о
в.и
2
где Qn.hu и Qo.hu - пересчитанные на среднегодовые условия работы сетей фактические тепловые потери по каждому испытанному участку кольца, ккал/ч;
ггр.и и tвм - температуры грунта и окружающего воздуха, средние за время испытаний, °С.
Значения °нм , и , рассчитанные по формулам (3), (4), (5) для всех
испытанных участков сетей, сопоставляются с соответствующими нормативными величинами тепловых потерь. Нормативные величины определяют из приведенных в [1] значений удельных тепловых потерь путем пересчета с принятых в этих нормах значений температур теплоносителя и окружающей среды на их среднегодовые значения для данных тепловых сетей по формулам [4]:
- для участков подземной прокладки:
он = о„.н + о,,и 1; (6)
)
Чн = Чп.н + Яо.и = (ян(90о)+дн(50о)) х
^^. г
+ гср г + И
т го т 2г гр
\
для участков надземной прокладки:
Опн =^п.н1;
Яо.н = ^Рчо.н1;
ср. г
130
где
(Ч
Чп.н =
н(100о)
Чн(75о))(<Г " С' ) + 95Чн(75о) " 7Ч(100о)
(Ч
Чо.н =
25
Чн(50о))(г0Р г " С' ) + 7Ч(50о) " 45Чн(75о)
н(75о)
25
(7)
(8) (9)
(10) (11)
В формулах (6), (8), (9) суммирование производится по всем диаметрам труб на данном участке при их длине I для каждого диаметра по подающей или обратной линиям. Значения Ун, Чп. н , подсчитывают по каждому диаметру труб в
отдельности, исходя из нормативных значений ун(90о) и ун(50о) для данного диаметра
н(750) и Ун(50О) для
труб при подземной прокладке и из нормативных значений #н(10, У данного диаметра труб при надземной прокладке [3]. Значения коэффициента местных тепловых потерь Р принимают по данным таблицы 1 [4].
Таблица 1 - Коэффициент местных тепловых потерь
Тип прокладки Р
Бесканальная 1,15
В тоннелях и каналах 1,20
Надземная 1,25
К =
При сопоставлении фактических и нормативных тепловых потерь подсчитывают их соотношения, характеризуемые коэффициентами К, равными: для участков подземной прокладки
— 0ни/ ■
О'
для участков надземной прокладки
— °п.н.\
О '
(12)
К =
К
— °о.н.и/
Оо.н ■
(13)
(14)
Для участков с фактическими тепловыми потерями, существенно превышающими нормативные (со значениями коэффициента К >1,1), составляют
п
программу работ с целью доведения тепловых потерь этих участков до нормативных значений.
Определение нормативных значений часовых среднегодовых эксплуатационных тепловых потерь по всем тепловым сетям в целом на основе данных испытаний отдельных участков этих сетей производится с учетом следующих положений [1]:
а) для испытания участков сетей используются величины их измеренных тепловых потерь с пересчётом на среднегодовой режим работы тепловых сетей по формулам (3), (4), (5) с суммированием их по подающей и обратной линиям по всем участкам;
б) для участков тепловых сетей, не подвергшихся испытаниям, но имеющих типы прокладки и конструкции изоляции, аналогичные испытанным участкам, используются нормативные значения среднегодовых тепловых потерь, определённые
по формулам (6), (8) и (9), с введением в них поправочных коэффициентов К , значения которых были получены по формулам (12), (13), (14);
в) для участков тепловых сетей, не подвергшихся испытаниям и не имеющих аналогичных им по типам прокладки или конструкциям изоляции среди испытанных участков, Нормативные значения среднегодовых тепловых потерь принимаются по формулам (б), (8) и (9) без введения в них каких-либо поправочных коэффициентов.
Нормативные значения среднегодовых эксплуатационных потерь по всем тепловым сетям в целом получаются путём суммирования этих значений по группам участков.
Нормативные значения годовых потерь тепловой энергии (Гкал/год) по тепловым сетям в целом определяют по формуле:
°год = Р {°пРодз + °НРадз ), (15)
где Р - время работы тепловых сетей в году, ч/год;
0ср.г ^ср. г
подз и онадз - нормативные значения среднегодовых эксплуатационных
потерь тепловой энергии для всех участков сетей соответственно подземной и надземной прокладки, Гкал/ч.
Нормативные значения месячных потерь тепловой энергии (Гкал/мес) для тепловых сетей в целом вычисляют по формуле:
о * = N (дсрд + осд),
(16)
где N - время работы сетей в данном месяце, ч/мес:
еср. м ^~)ср. м
подз и Qнадз - нормативные значения часовых потерь тепловой энергии для
всех участков сетей соответственно подземной и надземной прокладки, определённые применительно к среднемесячным температурам теплоносителя и окружающей среды, Гкал/ч.
В процессе экспериментального исследования проводилась проверка результатов расчета нормативных значений тепловых потерь. Экспериментальная проверка результатов расчета нормативных значений тепловых потерь обычно производится совместно с экспериментальным определением величины транспортного запаздывания и определением величины статического коэффициента передачи (табл. 2) [6].
Таблица 2 - Данные единовременных замеров температур теплоносителя в различных _точках магистрального трубопровода_
№ точки Расстояние Температура Падение Статический
замера от ТЭЦ, км теплоносителя, °C температуры коэффициент
теплоносителя, °C передачи
ТЭЦ - 60 - 1,00
1 4,8 54 6 0,9
2 6,9 52 7,5 0,87
3 7,5 52 8 0,85
Таким образом, теоретические и экспериментальные исследования показали, что расчет тепловых потерь энергии имеет, несомненно, важное значение для обеспечения эффективной работоспособности тепловой системы в целом.
Библиография:
1. Востриков А.С., Французова Г.А. Теория автоматического регулирования: Учебник и практикум для вузов. М.: Изд-во Юрайт, 2022. 279 с.
2. Зингер Н.М., Белевич А.И. Развитие теплофикации в России // Электрические станции. 1999. № 10. С. 7.
3. Никитенко О.С. Автоматизированные экологически безопасные системы теплоснабжения: Монография. Под общ. ред. д.т.н, проф. С.П. Петрова. Издательский дом LAP LAMBERT Academic Publishing, 2021. 323 с.
4. Пат. 42115 РФ МПК G 05 D 23/00 на полезную модель. Устройство для регулирования температуры сетевой воды района тепловых сетей / И.Г. Вайнер, Ю.А. Крылов, А.С. Паньшин // 20.11.04. Бюл. № 32.
5. Пат. 79192 РФ МПК G05B 23/00 на полезную модель. Датчик температуры / К.В. Подмастерьев, С.П. Петров, О.С. Петрова. 20.12.08. Бюл. № 35.
6. Ресурсосберегающие технологии и оборудование в растениеводстве / Р.А. Булавинцев [и др.]: Учеб. пособие. Орел: ОГАУ, 2021.
УДК 624.04
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СТРОИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИКИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ МАКСИМАЛЬНОГО ПРОГИБА ДЛЯ ПЛАСТИНОК В ФОРМЕ ЧЕТЫРЕХУГОЛЬНИКА
Сычев М.Е., Овешников В.Ю., магистранты 1 курса направления подготовки 08.04.01 «Строительство»,
Зеленский Д.В., магистрант 2 курса направления подготовки 08.04.01 «Строительство». Научный руководитель: старший преподаватель Володин С.С. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
В статье представлен метод интерполяции по коэффициенту формы, геометрической характеристикой которого является коэффициент формы Кг. Рассмотрен пример по определению максимального прогиба пластинок с комбинированными граничными условиями, на основе аффинных преобразований определены опорные решения.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Четырехугольная пластинка, коэффициент формы, максимальный прогиб, строительная механика, интерполяция.
