Вестник МГТУ. 2015, №4.

Карпов В. Н., Немцев А. А. Определение энергетической эффективности… 716 Этап 2: Оптимизация мощности насоса На данном этапе проводится комплексная оптимизация диаметра трубопровода D и мощности насоса Р . Согласно уравнению (9) увеличение диаметра D приводит к резкому снижению требуемой мощности P . Комбинации величин диаметра труб и мощности насоса (с шагом увеличения диаметра 0,005 м.) подходящие для системы (рис. 5), рассчитаны аналогичным способом. Результаты расчета, а также общие капитальные затраты приведены авторами рабочего примера и дополнительно не проверялись, однако для каждого предложенного варианта была проведена энергетическая оценка по показателю э (проект) P Q (табл. 1). Таблица 1 Расчет величин мощности насоса для ряда величин диаметра труб Номер варианта D , м Re f Р , Вт Капитальные затраты, $ э (проект) P Q 1 0,015 84 561 0,0195 660 959 6,740 2 0,02 63 421 0,0205 242 1 076 2,471 3 0,025 50 736 0,0210 148 1 158 1,511 4 0,03 42 280 0,0215 119 1 245 1,215 5 0,04 31 710 0,0230 104 1 457 1,062 Согласно полученным данным построены зависимости относительной энергоемкости по проекту э (проект) P Q и общие капитальные затраты для соответствующих вариантов оптимизации (рис. 6). Рис. 6. Графики зависимости относительной энергоемкости по данным проекта э (проект) P Q и общих капитальных затрат при различных вариантах Анализ приведенных на рис. 6 данных позволяет сделать вывод о том, что после значения D = 0,03 м (вариант № 4) дальнейшее увеличение диаметра не позволяет добиться значительного снижения относительной энергоемкости по данным проекта э (проект) P Q , однако увеличивает стоимость системы. Исходя из вышеизложенного, окончательным вариантом выбора оборудования становится вариант № 4 (табл. 1). На этапе 2 выбор диаметра трубопровода и мощности насоса был оптимизирован по показателю энергоэффективности и затратам. Отметим, что результатом второго этапа стало дальнейшее снижение потребляемой мощности на 82 % и снижение относительной энергоемкости по данным проекта э (проект) P Q до 1,215 от 6,740. 5. Сравнение характеристик систем Параллельные сравнения характеристик систем при традиционном и интегральном проектировании (табл. 2) свидетельствуют о существенно различающихся результатах, к которым приводят каждый из этих подходов. Расходы в расчете на жизненный цикл системы, приведенные в книге [3], при интегральном подходе к проектированию в пять раз ниже, чем при традиционном. Достижение такого результата стало возможным благодаря десятикратному снижению энергоемкости технологического процесса.