Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
петруша / УМК ЭнЭфф / Учебная литература / ПадалкоЧервин ЭнЭфф и ЭнМен.docx
Скачиваний:
121
Добавлен:
26.03.2016
Размер:
1.19 Mб
Скачать

1.7. Эффективность потребления топливно-энергетических ресурсов

1.7.1. Энергетические характеристики основных энергоемких процессов

Основными энергопотребляющими процессами, применяемыми в различных отраслях экономики, являются:

  • силовые процессы (стационарные и нестационарные);

  • тепломассообменные процессы (высокотемпературные, сред-нетемпературные, низкотемпературные, криогенные)

  • электрохимические и электрофизические процессы (электро­эрозионное формообразование, электрохимическое формообразо­вание, ультразвуковое формообразование и лучевое формообразо­вание);

  • освещение;

  • связь и управление;

Силовые процессы. Силовые процессы можно классифициро­вать на стационарные и нестационарные.

Стационарные процессы

Стационарными силовыми процессами называются такие про­цессы, где энергопотребляющая машина привязана к месту энерго­питания. Это такие процессы, как ковка, штамповка, производство сжатого воздуха, различные типы конвейеров, транспортеров, шне­ков, экструдеры, дробилки, грануляторы, насосы и т.д. Эта группа процессов широко распространена в промышленности и сельхоз-производстве.

Основной энергопотребляющей машиной для стационарных си­ловых процессов является трехфазный асинхронный электрический двигатель, обладающей простой и надежной конструкцией. Этот двигатель составляет основу электрических приводов переменного тока и потребляет около 40 % всей вырабатываемой в стране элек­троэнергии или около 90 % электроэнергии, используемой в про­мышленности. Помимо электродвигателей переменного тока в ряде

95

технологических установок применяются двигатели постоянного тока, которые в отличие от асинхронных двигателей позволяют ре­гулировать скорость гораздо более простым способом.

Синхронные электродвигатели позволяют поддерживать ста­бильную частоту вращения ротора. В зависимости от степени воз­буждения ротора могут работать как в режиме потребления, так и в режиме генерации реактивной мощности.

В последнем случае такие двигатели называются синхронными компенсаторами.

Нестационарные процессы

Нестационарными силовыми процессами называются мобиль­ные энергетические процессы, где энергопотребляющая машина оснащена своим источником энергопитания и может некоторое время работать автономно без постоянной связи со стационарным источником питания. Это процессы с применением двигателей внутреннего сгорания, электрических двигателей на аккумуляторах

и т.д.

К нестационарным силовым процессам, применяемым в различ­ных отраслях народного хозяйства, могут быть отнесены:

  • в промышленности: транспорт для перевозки изделий и заго­товок внутри промышленного предприятия

  • в коммунально-бытовом хозяйстве городов - подвижной авто­мобильный и электротранспорт (трамвай, троллейбус, метро);

  • в транспортной отрасли - железнодорожный электрический транспорт, автомобильный транспорт;

  • в сельхозпроизводстве: мобильные процессы в растениеводст­ве и животноводстве.

Тепломассообменные процессы

К наиболее распространенным тепломассообменным процессам относятся: нагревание, охлаждение, конденсация, выпаривание, сушка, дистилляция, плавление, кристаллизация, затвердевание. Основными элементами теплообменных установок являются теп-лообменные аппараты.

Все тепломассообменные процессы и установки в зависимости от диапазона используемых температур подразделяются на сле­дующие группы:

  • высокотемпературные;

  • среднетемпературные;

  • низкотемпературные;

  • криогенные.

К первой группе относятся огнетехнические процессы и уста­новки (промышленные печи). Им соответствует диапазон рабочих температур от 700 до 2200 С.

В зависимости от температуры, необходимой для проведения процесса, высокотемпературные процессы делятся на три группы: первая группа - плавильные печи (температура от 1800-2200 С; вторая группа - высокотемпературные нагревательные печи (тем­пература от 1200 до 1400 С; третья группа - низкотемпературные нагревательные печи (температура от 700-800 С). Эти печи ис­пользуются в металлургическом и машиностроительном производ­стве для получения и обработки черных, цветных металлов, метал­лопродукции, готовых изделий машин и механизмов.

Ко второй группе относятся установки, рабочий диапазон кото­рых лежит в пределах от 150 до 700 С .

К третьей группе относятся установки с диапазоном температур от -150 до +150 С (системы горячего водоснабжения, отопитель­ные и вентиляционные системы, кондиционеры, тепловые насосы и холодильные установки).

Отопление и горячее водоснабжение потребляют большую часть тепловой энергии, идущей на низкотемпературные процессы. Низ­котемпературные процессы широко представлены во всех отраслях народного хозяйства: в промышленности, сельхозпроизводстве и коммунально-бытовом секторе.

К четвертой группе - установки с рабочим диапазоном ниже -150 С (процесс разделения воздуха).

Электрофизические и электрохимические процессы

1. Электроэрозионное формообразование.

Здесь используется действие электрических разрядов опреде­ленной длительности, возникающих между поверхностями заготов­ки и другого электрода [20]. При этом в основании канала разряда в поверхностном слое заготовки выделяется теплота. Электроэрози­онное формообразование относится к термическому методу. Вслед­ствие термического характера воздействия в поверхностном слое изменяют свойства основного материала.

  1. Электрохимическое формообразование основано на явлении анодного растворения заготовки. Атомы на поверхности заготовки ионизируются и переводятся в рабочую среду в виде ионов, кото­рые затем образуют соответствующие химические связи.

  2. Ультразвуковое формообразование используется для размер­ной обработки хрупких материалов. Под действием ультразвуковых колебаний абразивные частицы колеблются вместе со средой, и происходит скалывание небольших участков поверхностного слоя заготовки.

  3. Лучевое формообразование относится к термическому методу. При этом на небольшом участке поверхности заготовки сосредота­чивается поток энергии высокой плотности. Для обработки исполь­зуют электромагнитную энергию ускоряющего электромагнитного поля в виде энергии лазера или кинетической энергии электронов или ионов. Материал в зоне обработки носит следы термического воздействия.

Освещение

По физической природе различают три вида оптического излу­чения: тепловое и люминесцентное и фотонное излучение. Лампы накаливания используют тепловое излучение нагретых тел, в дру­гих случаях оптическое излучение возникает в результате электри­ческого разряда в определенной среде и последующей люминес­ценции (газоразрядные лампы). Фотонное излучение проявляется в светодиодах при рекомбинации электронов с дырками в активной зоне p-n перехода. Исходя из принципа получения оптического из­лучения разные приборы освещения имеют различный к.п.д., све­товую отдачу и среднюю продолжительность горения:

Лампы накаливания - к.п.д. 5-7 %, световая отдача 10-20 лм/Вт, средняя продолжительность горения - 1000 ч.

Люминесцентные лампы - к.п.д. 35-45 %, световая отдача 35­104 лм/Вт, средняя продолжительность горения - 6000-15000 ч.

Светодиодные индикаторы: к.п.д. 75-80 %, световая отдача 25­50 лм/Вт, средняя продолжительность горения - 80000-100000 ч.

Связь и управление

В последнее время заметно стало расти энергопотребление ком­пьютерной техникой, техническими средствами мобильной связи, средствами обеспечения Интернета и т.д. Если сравнить количество расходуемой энергии среди стран и Глобальной сетью Интернет, то Интернет стал занимать пятое место в мире по энергопотреблению среди стран [21].Здесь рассматривается количество энергии, расхо­дуемой Интернет-центрами обработки данных и коммуникацион­ными сетями.

В настоящее время каждый третий белорус стал Интернет-пользователем [22]. Кроме этого, учитывается энергия, потребляе­мая непосредственно компьютерной техникой.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.