Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
по дисциплине «Энергетический аудит» на тему: «Определение энергоэффективности гидравлических и пневматических систем» СОДЕРЖАНИЕ
1.Определение энергоэффективности гидравлических и пневматических систем 2.Определение энергоэффективности системы сжатого воздуха Список использованной литературы 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Рассчитать трубопроводную сеть (рис.1) и подобрать насосный агрегат 1 для подачи жидкости в производственных условиях из резервуара 2 в бак 8, расположенный на высоте Рисунок 1.1 - Схема трубопроводной сети Таблица 1.1 – Исходные данные Величины Вариант Обозначение Размерности 7 Жидкость __ Вода Температура жидкости °C 20 Давление: МПа 0,20 МПа 0,0,9 Высоты: м 1,2 м 0,8 м 1,0 Углы градус 15;60 Отношение R/d отводов __ 6 Степень h/d открытия задвижки __ 0,75 Отношение So/S площадей диафрагмы __ 0,4 Коэффициент сопротивления охладителя __ 4 Материал и состояние труб __ Медные Назначение трубопровода __ Вспомогательные трубопроводы для технической воды ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТА
1 Величины расходов Q, м3
/з, высоты НГ
, м, подъема жидкости и длины L2
, м, нагнетательного трубопровода следует принять равными: где n – (n=93); где n – число. Диаметры труб в пределах всасывающего и нагнетательного участков считать постоянными, углы отводов принять равным Ориентировочные значения допустимых скоростей течения жидкости в технических трубопроводах 0,6 – 0,8 м/с на всасываемом участке, допустимые скорости течения жидкости в напорных трубопроводов на нагнетательном участке 1,0 – 3,0. 2 Определяем диаметр труб для участков системы: Приймаємо d1
=160 мм и d2
=80 мм. 3 Уточняем величины истинных скоростей течения жидкости в трубах: 4 Суммарные потери на всех участках системы определяем с учетом режима движения жидкости, материалов и состояния поверхностей труб, характера местных сопротивлений. Значения чисел Рейнольдса вычисляем по формуле: где ν=1,01·10-6
м2
/с – кинематический коэффициент вязкости для воды при температуре 20°С. Режим движения жидкости на участках – турбулентный, так как Коэффициент λi
потерь на трение можно определить по графику зависимости λ от Re для шероховатых труб: где При Re1
=110891 – λ1
=0,023. При Re2
=200990 – λ2
=0,025. 5 Потери напора на отдельных участках при движении жидкости по трубам вычисляем по формуле: где g=9,81 м/с2
– ускорение свободного падения тел. 6 Выбираем коэффициенты местных сопротивлений на всасываемом участке: где коэффициенты местных сопротивлений: - всасывающего клапана с сеткой - коэффициент сопротивления колена 7 На нагнетательном участке: 8 Требуемый напор Н
насоса определяем по формуле: где Для значений подачи 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25 рассчитываем напор насоса. Таблица 1.2 – Результаты гидравлического расчета системы для разных значений подачи 0 0 0 0 0 0 0 0 36 14,4 02 0,8 31683,2 63366,3 0,024 0,026 0,017 1,13 37,2 27 0,37 1,5 58613,8 118812 0,023 0,025 0,06 4 40,1 40,5 0,56 2,24 88712,9 177426 0,022 0,025 0,13 8,7 45 54 0,75 3 118812 237623,8 0,021 0,025 0,24 15,7 52 72 1 4 158416 316831,7 0,021 0,025 0,43 28 64,5 Рисунок 1.2 – Характеристика насоса По значениям Q и H выбираем центробежный насос типа К горизонтальный одноступенчатый, консольного типа с рабочим колесом одностороннего входа. Насос 4К –8, с частотой вращения 2900 об/мин. Мощность на валу насоса 17,5 кВт; на валу электродвигателя – 28 кВт. Коэффициент полезного действия – 65,5 %. 9 Определяем потери: Т – время эксплуатации в год (5000 ч); С – стоимость Потери мощности: Требуемая мощность электродвигателя с учетом запаса по возможным перегрузкам: к = 1,05-1,2 – коэффициент запаса. Принимаем к = 1,2. Определяем цену перерасхода электрической энергии в год одним электродвигателем: Суммарный перерасход электрической энергии в год: Полученные данные свидетельствуют о небольших потерях энергии при работе насоса. Для повышения энергоэффективности гидравлической системы необходимо: - уменьшение сопротивления сети трубопровода (местные и по длине трубопровода) за счет увеличения диаметра труб, уменьшения количества отводов, колен; - уменьшить потери воды при ее подаче в оптимальном режиме, а также путем замены фланцевых уплотнений; - повышение КПД насоса до паспортных данных за счет точной балансировке рабочих колес, а также за счет замены старых уплотнений новыми. 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ СЖАТОГО ВОЗДУХА
Рассчитать приведенную на схеме рисунка 2.1 сеть и подобрать компрессор на потребление сжатого воздуха с рабочим давлением Рисунок 2.1 – Схема компрессорной сети Длины Таблица 1. Исходные данные Точка присоединения Потребитель Расход воздуха на единицу оборудования Количество D Молоток пневматический КЕ-16 1,6 3 Е Молоток отбойный ОМП – 10 2,3 1 F Машина шлифовальнаяШР – 2 2,8 2 F Гайковерт ручной ГП – 14 0,5 1 E Пистолет – пульверизатор ПУ – 1 0,03 2 D Ножницы-кусачки ПНК-3 1,3 1 D Пила ручная РПТ 1,9 1 E Пылесос для производственного мусора ПП – 3 1,3 1 1 Определяем длину участка сети ABCD: 2 Находим расчетный расход воздуха на участках: где 3 Определяем расчетный расход 4 Вычисляем величину потребного воздуха с учетом условий одновременности работы каждого вида оборудования и потерь сжатого воздуха от утечек. Потребный расход по участкам Общий расход Потребный расход 5 Расчет ориентировочных диаметров трубопроводов на каждом из участков сети: Участок 1 2 3 4 5 Вычесленный 0,048 0,043 0,033 0,028 0,023 Принятый 0,050 0,050 0,040 0,04 0,025 6 Потери давления в сети от трения в сети и на местных сопротивлениях обычно не привышают 6-8% от среднего давления в трубопроводе. Приведенные длины учкстков сети: где Приведенная длина магистрали: 7 Потери давления по магистрали: Потребное давление Р, развиваемое компрессором, должно быть не менее 8 По основным параметрам Q и P подбираем тип и марку требуемого компрессора. Таблица 2.6 – Технические характеристики компрессора Тип компрессора ВП3-20/9 Производительность, 20 Конечное давление, МПа 0,87 Масса, кг 4800 Габариты, мм 2370х1670х2230 Двигатель Мощность, кВт 132 Тип ДСК-12-24-12 Частота вращения, 500 4 Емкость воздухосборника V: где 5 Определяем потери: Т – время эксплуатации в год (5000 ч); С – стоимость Определяем цену перерасхода электрической энергии в год: Полученные данные свидетельствуют о довольно больших потерях энергии при работе компрессора. Для повышения энергоэффективности гидравлической системы необходимо: - увеличение диаметра нагнетающих воздуховодов, дает экономию 6%; - уменьшения количества отводов, колен; - можно эффективно использовать тепло от компрессорной системы сжатого воздуха для отопления производственных помещений, а также для подогрева воды на технологические нужды. Это повышает энергетический КПД компрессора на 4-5%.; - так как нагрузка компрессора не постоянная по времени, то его производительность должна контролироваться; - целесообразна установить ресивер СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Методические указания к практическим занятиям по проведения гидравлических расчетов трубопроводных сетей, выбору насосных, вентиляционных и компрессорных установок промышленных предприятий по курсу «Гидравлика и гидравлические машины». Волков Н. И., 1989. 2 Каталог справочник насосы. Соколова Т.Ф., Тихонов А.Я., 1953.
|