Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Труды МЭФ-т-2-Версия_5

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
23.08.2019
Размер:
6.68 Mб
Скачать

либо без очистки вообще. И это характерно для всех регионов РДВ. Экологическое состояние территории, являющееся результатом существующих производственно-природных отношений, может быть одним из ограничений хозяйственного развития. Оценка регионов РДВ в разрезе административных единиц проводилась по показателям загрязнение воздуха на одного человека; загрязнение воды на одного человека; суммарное загрязнение на одного человека [5].

По загрязнению водных ресурсов наиболее благоприятная ситуация наблюдается в Якутии (Саха), в Камчатском крае и Чукотском автономном округе; наихудшая – в Приморском крае, Амурской области и Еврейской автономной области (рис.1). Примерно половина территории Амурской области имеет частичное ограничение для развития водоемких производств, а также производств, предполагающих объемы сточных вод, значительно загрязненных как по разнообразию так и по концентрации; остальная территория вполне благополучна.

Рис.1. . Загрязнение водных ресурсов в субъектах РДВ

Та же самая ситуация и в Хабаровском крае. В основном в категорию частичного или полного ограничения попали территории, где основными видами производства являются добывающие предприятия, а также пред-

190

приятия по производству и распределению электроэнергии, газа и воды. Таким образом, наиболее благополучная обстановка наблюдается в северных регионах Дальнего Востока за исключением Магаданской области, где примерно 2/3 территории попадают в зоны частичного или полного ограничения хозяйственной деятельности. Все остальные регионы занимают промежуточное положение. Это связано, во-первых, со спецификой терри- ториально-хозяйственной структуры регионов, во-вторых – с технической и моральной отсталостью, а иногда и с полным отсутствием очистных сооружений, а в-третьих – с несоответствием фактического и необходимого финансирования мероприятий по охране окружающей среды и рациональному природопользованию.

По загрязнению воздуха частичное ограничение имеют районы, где производственная структура достаточно разнообразна и включает предприятия добывающих и обрабатывающих отраслей, теплоэнергетику, предприятия стройиндустрии, целлюлозно-бумажную и другие виды деятельности (рис.2).

По показателю суммарного загрязнения примерно половина территории Амурской области находится в категории частичного ограничения (основным ограничителем является загрязнение водных ресурсов), вторая половина имеет вполне благоприятные экологические условия. В Хабаровском крае наблюдается аналогичная картина. В ЕАО два района из пяти являются вполне благополучными, а остальные имеют частичное ограничение, связанное с загрязнением воздуха. Более серьезная обстановка в Приморском крае. В северных регионах РДВ большая часть территории попадает в категорию неограниченной хозяйственной деятельности за исключением Магаданской области.

Помимо хозяйственной деятельности эффективность природопользования формирует и природоохранная деятельность. Эффективность природоохранной деятельности во всех регионах РДВ очень низкая. Экономический оптимум природоохранной деятельности (т.е. сумма ущербов равна расходам на природоохранную деятельность) возможен при условии когда уровень природоохранных затрат составляет около 8-10% от ВРП [2]. Этот показатель по регионам в 2007 году варьировал в пределах 0,2 до 2,9%, т.е. не соответствовал даже нижнему пределу, а в 2010 году стал еще ниже (за исключением Приморского края и

Магаданской области). В целом эффективность природоохранных мероприятий отрицательная и не соответствует даже нижнему пределу (рис.3).

Полученные результаты вполне объективно отражают существующую экологическую обстановку на исследуемой территории. Исследования Ю.П.Никитина с соавторами на основе данных ЦСУ рассчитали индексы долгожительства, которые, в свою очередь, являются определенным отражением экологической ситуации в местах проживания.

191

Рис.2. Загрязнение воздуха в регионах РДВ

Самый низкий индекс на Дальнем Востоке - 5,20‰, что ниже общероссийского приблизительно в два раза [3]. Субъекты РДВ по этому показателю распределились следующим образом: Саха (Якутия) - 10,09‰ , Амурская область - 6,28 ‰, Хабаровский край - 4,93‰, Приморский край - 4,66‰. В группу с наиболее низким индексом вошли: Магаданская - 2,52‰, Камчатская – 2,37‰, Сахалинская – 3,27‰.

Поскольку территория РДВ и на перспективу остается регионом ресурсной ориентации, что означает сохранение существующих производ- ственно-природных отношений, экологическое состояние на значительных территориях неудовлетворительное. Достижение экологического оптимума, т.е. затраты на природоохранную деятельность должны быть такими, чтобы ущерба не возникало вообще, невозможно. Следовательно, основными направлениями в оптимизации производственно-природных отношений является повышение эффективности природоохранных и ресурсосберегающих мероприятий.

192

Рис. 3. Эффективность природоохранной деятельности в регионах РДВ

Для этого необходимо соответствующее финансирование природоохранных мероприятий: соответствующая современной ситуации структура инвестиций в ООС; современная система технологических процессов производства, очистки и утилизации отходов; научно-обоснованные крупномасштабные оценки, которые должны базироваться как на официальной статистической информации (которая нуждается в корректировке и упорядочиванию), так и на полевых исследованиях, в т.ч. на проведении международных экологических программах, т.к. в регионах РДВ природные комплексы формируются на трансграничных территориях и испытывают влияние тер- риториально-производственных структур приграничных территорий.

Список литературы

1.Бакланов П.Я. Россия и мы // Дальневосточный ученый. 2001.

8 (1186). С. 8.

193

2.Колесников С.И. Экономика природопользования. Учебнометодическое пособие. – Ростов-на-Дону. 2000. – С. 14-15.

3.Никитин, Ю. П. Демография долгожительства в Сибири и на Дальнем Востоке / Ю. П. Никитин, О. В. Татаринова // Проблемы здоровья населения Крайнего Севера в новых экономических условиях. – Новоси-

бирск, 1995.

4.Степанько Н.Г., Ткаченко Г.Г. Оценка комплексного рационального природопользования территории (на примере Приморского края). Материалы Международной научно-практической конференции «География: проблемы науки и образования».- Санкт-Петербург, 2010.- С.196-199.

5.Степанько Н.Г. Природно-ресурсные и экологические факторы в развитии территориальных хозяйственных структур / Н.Г. Степанько, А.В. Мошков // Геосистемы Дальнего Востока России на рубеже XX-XXI веков:

в3-х т. Т.3. Территориальные социально-экономические структуры. - Владивосток: Дальнаука, 2012.- С. 99-111.

УДК 669.046:536.2.083:519.876.5

В. В. СТЕРЛИГОВ, Д. А. ШАДРИНЦЕВА, аспирант СибГИУ г. Новокузнецк

ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ВЫБОРА СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Кузбасс является регионом с самой высокой в стране степенью урбанизации. Примерно 87 % населения проживает в городах, которых свыше 20. Это означает и высокую долю центрального теплоснабжения в общих затратах на обеспечение населения теплом. А поскольку города, как правило, небольшие (50-100 тыс. человек), к тому же разделённые на несколько разрозненных районов или посёлков (поближе к шахтам и заводам), то теплоснабжение большей частью осуществляется за счёт небольших и не очень совершенных котельных. Исключения составляют только города, где работают ТЭЦ и ГРЭС (Кемерово, Новокузнецк, Калтан и др.)

На этих малых котельных установках нет возможности содержать высокопрофессиональный персонал, своевременно проводить модернизацию, нельзя достичь высоких показателей энергоэффективности. Всё это приводит к тому, что на внутреннее потребление Кузбасс расходует 25-30 млн. т угля.

Низкий к.п.д. работы котлов обусловлен многими факторами, в том числе потерями тепла за счёт теплопроводности, которые составляют в тепловых балансах самых распространённых отопительных котлов 7-13 %. При уменьшении потерь тепла через кладку (обмуровку) вдвое, что вполне достижимо, экономия сжигаемого угля составит 2-3 млн. т. в год. Поэтому

194

уменьшение потерь тепла через кладку приведёт к сохранению основного богатства Кузбасса – угля, и сделать это можно при широком и грамотном использовании теплоизоляции на котлах.

Выбор материала теплоизоляции в настоящее время осложнён тем, что данные, представляемые производителями, зачастую искажены, значения завышены. Поэтому важна разработка методики, позволяющей аналитическим способом определить теплопроводность огнеупорных изделий. Простая инженерная методика позволит решать поставленные задачи проще, быстрее, с наименьшими затратами. В статье представлены результаты нового подхода к интерпретации коэффициента теплопроводности пористых (теплоизоляционных) материалов.

Новая методика должна давать оценку величины коэффициента теплопроводности λ теплоизоляционного материала на основе простейших замеров, которые могут быть произведены на месте. В частности такая методика должна основываться на связи λ=f(ρ), где ρ – плотность материала.

Вместе с тем эта зависимость должна быть обобщенной, базирующейся на общих физических механизмах. Полученная на этих принципах обобщенная зависимость при введении некоторых условий однозначности (хотя бы той же плотности) дает значение λ для конкретного материала.

В настоящей работе представлены результаты по созданию обобщенной методики определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов по литературным материалам [1].

Таблица 1 Значения коэффициентов теплопроводности различных теплоизоляцион-

ных материалов [1].

Страна-производитель

Марка

ρ·10-3, кг/м3

λ, Вт/(м·ºС)

 

LBK-20

0,47

0,130

 

LBK-23

0,51

0,140

 

A-2

0,46

0,130

Япония

A-6К

0,68

0,180

 

В-5Н

0,85

0,200

 

С1-Е

1,35

0,400

 

4-НВ

1,42

0,470

 

К-16

0,35

0,180

 

К-20

0,46

0,226

США

К-23

0,50

0,226

 

К-26

0,71

0,332

 

ДЖМ-26

0,86

0,406

 

Savoie di-20

0,44

0,180

Франция

Savoie di-23

0,47

0,185

Savoie di-28

0,70

0,300

 

 

Ref-750

0,72

0,360

Первичные данные для трёх стран представлены в таблице 1. Поскольку рассматриваемая методика аффинных преобразований связана с

195

использованием геометрических образов, то эти данные показаны в виде графика λ=f(ρ) на рисунке 1. Полученные линии являют собой семейство кривых, содержащих частные зависимости λ=f(ρ).

Методом аффинных преобразований были решены многие задачи металлургической теплотехники, включая аэродинамику, нагрев металла, теплоизлучение газов и другие задачи [2].

Для получения обобщенной зависимости методом аффинных преобразований проводим две операции. Первая операция – это «поляризация». Как показала математическая обработка, все кривые имеют экспоненциальный характер, что позволило на основе уравнения кривой определить значение λ при ρ = 0 кг/м3, то есть λ0.

Затем проводим вычитание λ0 для каждой из кривых, что приводит их в начало координат («полюс»). Полученные кривые изображены на рисунке 2 и выражают зависимость ∆λi=f(ρi), где устранено влияние всех факторов, кроме ρ.

0,5

 

 

 

 

 

 

 

0,45

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

м•ºС

 

 

 

 

 

 

 

/(

 

 

 

 

 

 

 

0,35

 

 

 

 

 

 

 

,Вт

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Япония

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

США

 

0,2

 

 

 

 

 

Франция

 

теплопроводности-т

 

 

 

 

 

Япония

 

0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y=0,0712e^1,29

 

Коэф

 

 

 

 

 

87x

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

 

 

 

Плотность, ρ·10^-3, кг/м3

 

 

Рисунок 1 – Зависимость коэффициента теплопроводности от плот-

 

ности различных марок огнеупоров разных стран.

196

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4С)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теплопроводности-та /(м•º

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэф Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Япони

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

США

 

Приращение 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

 

 

 

 

 

Плотность, ρ·10^-3, кг/м3

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Приращение коэффициента теплопроводности ∆λi (положение

 

кривых после поляризации).

 

 

 

 

 

 

Вторая операция «нормирование» сводится к определению относи-

тельной величины приращения для любой плотности ∆λi по сравнению с

некоторой «стандартной» величиной ∆λст, выбранной при «стандартном»

значении плотности материала ρст=1·10-3

кг/м3. Таким образом, мы полу-

чаем величину i

i

ст

для каждой страны-производителя. И, нако-

нец, по значениям i

находим нормированное по стандарту значение ко-

эффициента теплопроводности ст .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нормированный коэф-т теплопроводности

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

 

 

 

 

 

Плотность, ρ·10^-3, кг/м3

 

 

 

 

 

Рисунок 3 – Нормированное по стандарту значение коэффициента тепло-

проводности ст .

Результаты использования таких процедур представлены в таблице 2, рисунке 3 со стандартным значением ρ = 1·10-3, кг/м3. Как видно из ри-

сунка 3, получается единая зависимость ст f ( ) , для разных материалов, что объясняется общим механизмом теплопереноса. Эта кривая построена по усреднённым значениям i , которые, как видно из таблицы 2,

несколько отличаются от частных значений λi, что связано с точностью замеров и обработки данных. Безусловно, эти колебания означают некото-

197

рую неточность методики и исходных данных, но она всё же применима для оценки величины исследуемого параметра.

Таблица 2 Расчет показателей обобщенной модели теплопроводности теплоизоляци-

онных материалов.

Страна

Расчетный

Значение показателя, Вт/(м·ºС), при плотности материала, ρ·10-3, кг/м3

показатель

0

0,2

0,4

0,7

0,8

1

1,3

1,4

 

 

 

i

0,0712

0,0923

0,1197

0,1767

0,2012

0,2609

0,3852

0,4386

Япония

 

i

0

0,0211

0,0485

0,1055

0,1300

0,1897

0,3140

0,3674

 

 

 

 

0

0,0644

0,1668

0,4441

0,5885

1,0000

2,1143

2,6944

 

 

i

 

 

i

0,1047

0,1440

0,1981

0,3197

0,3749

0,5157

0,8321

0,9759

США

 

i

0

0,0393

0,0934

0,2150

0,2702

0,4110

0,7274

0,8712

 

 

 

 

0

0,0957

0,2273

0,5230

0,6574

1,0000

1,7696

2,1196

 

 

i

Фран-

 

i

0,0635

0,1010

0,1605

0,3218

0,4057

0,6450

1,2930

1,6303

 

i

0

0,0375

0,0970

0,2583

0,3422

0,5815

1,2295

1,5668

ция

 

 

 

 

0

0,0644

0,1668

0,4441

0,5885

1,0000

2,1143

2,6944

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Средняя

ст

0

0,0905

0,2166

0,5078

0,6438

1,0000

1,8463

2,2503

Для пользования обобщённой характеристикой при определении коэффициента теплопроводности необходимо совершение действий, обратных тем, которые производились при обработке результатов, что может быть выполнено и графическим методом.

198

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приращение коэффициента теплопроводности, i , Вт/(м·0С)

 

2,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

Нормированноеприращение коэффициента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Япония

 

 

США

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Франция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

теплопроводности,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

1,1

1,2

1,3

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность материала, ρ·10-3 кг/м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Номограмма для определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов.

199