Михаил Васильевич Павлов, канд. техн. наук, доцент,
160000, г. Вологда, ул. Ленина, 15
Mikhail V. Pavlov, CSc (Eng),associate professor,
15 Lenin St., Vologda, 160000
Денис Федорович Карпов, соискатель, старший преподаватель,
160000, г. Вологда, ул. Ленина, 15
Denis F. Karpov, the applicant, senior lecturer,
15 Lenin St., Vologda, 160000
На стадии проектирования инженерных сетей важным вопросом остается выбор диаметров трубопроводной системы с минимальными капитальными вложениями на транспортировку рабочей среды от источника до потребителей. Цель исследований – определить диаметр трубопровода, при котором достигается максимальная экономия денежных средств на транспортировку теплоносителя для заданных условий. На основе классических законов гидравлики и теплообмена с помощью программных вычислений получено расчетное уравнение, которое позволяет определять диаметр теплопровода при оптимальном соотношении денежных затрат на электрическую и тепловую энергию. Конечная формула учитывает такие важные эксплуатационные параметры, как расход теплоносителя, шероховатость трубопровода и местные гидравлические сопротивления, тарифы на тепловую и электрическую энергию и др. На примере магистрального участка трубопроводов системы централизованного теплоснабжения, расположенной в г. Вологде (Российская Федерация), получено программное решение предложенного в статье уравнения. Установлено, что при массовом расходе теплоносителя 32,9 т/ч оптимальный диаметр стального электросварного трубопровода составляет 76 × 3 мм. С учетом текущих тарифов на тепловую и электрическую энергию денежные затраты на транспортировку теплоносителя за отопительный период года составили 4912 руб. на 1 пог. м трубопровода. Для сравнения при диаметре трубопровода 57 × 3 мм удельные денежные затраты оказались равными 7887 руб., а при 89 × 3,5 мм – 5524 руб. Для рассматриваемого в статье случая получена зависимость между оптимальным диаметром трубопровода и массовым расходом теплоносителя.
At the design stage of engineering networks, an important issue remains the choice of diameters of the pipeline system with minimal capital investments for transporting the working medium from the source to consumers. The purpose of the study is to determine the diameter of the pipeline, which achieves maximum savings in money for the transportation of heat carrier for specified conditions. Based on the classical laws of hydraulics and heat transfer, a computational equation has been obtained using software calculations, which allows determining the diameter of a heat pipeline with an optimal ratio of monetary costs for electrical and thermal energy. The final formula takes into account such important operational parameters as heat carrier flow, pipeline roughness and local hydraulic resistances, tariffs for thermal and electrical energy, etc. Using the example of the main pipeline section of the district heating system located in the city of Vologda (Russian Federation), a software solution of the equation proposed in the article is obtained. It was found that with a mass flow rate of 32.9 t/h, the optimal diameter of the steel electric-welded pipeline is 76×3 mm. Taking into account the current tariffs for thermal and electric energy, the monetary costs of transporting the heat carrier for the heating period of the year amounted to 4912 rubles per 1 cubic meter of pipeline. For comparison, with a pipeline diameter of 57×3 mm, the unit cash costs turned out to be 7887 rubles, and with 89×3.5 mm – 5524 rubles. For the case considered in the article, the dependence between the optimal diameter of the pipeline and the mass flow rate of the heat carrier is obtained.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.