CC BY
9
Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.7
2. Ляшеник А.В. Перспективи застосування циклонiв на деревообробних шдприемствах та напрями вдосконалення конструкцiй таких апарапв / А.В. Ляшеник, Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Дадак // Лiсове господарство, люова, паперова i деревообробна промисло-вiсть : мiжвiдомч. наук.-техн. зб. - Львiв : Вид-во УкрДЛТУ. - 2011. - Вип. 37.1. - С. 40-44.
3. Ляшеник А.В. Про вплив геометричних pозмipiв циклона на його гiдpaвлiчний ошр / А.В. Ляшеник, Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Дадак, В.М. Крупа // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2011. - Вип. 21.06. - С. 71-77.
4. Ляшеник А.В. Застосування циклошв на шдприемствах деревообробно! гaлузi / А.В. Ляшеник, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Дадак // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2010. - Вип. 20.14. - С. 122-127.
5. А.С. 1346203 (СРСР).
6. Ляшеник А.В. Дослщження впливу бункера на аеродинамжу циклона шляхом моде-лювання процеав засобами Cosmos Floworks / А.В. Ляшеник, Л.О. Тисовський, Л.М. Дорундяк, Ю.Р. Дадак // Науковий вюник НЛТУ Укра!ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра!ни. - 2012. - Вип. 22.01. - С. 113-119.
7. Кирсанова Н.С. Новые исследования в области центробежной сепарации пыли: обзорная информация. - М. : Изд-во НИИгаз, 1989. - 57 [1] с.
Дорундяк Л.М. Перспективная конструкция циклона для систем перекачивания древесных отходов
Рассмотрен вопрос использования циклонов для систем перекачивания отходов. Рассмотрены конструкции устройств для выгрузки отходов из циклона в бункер. Обоснована необходимость использования форбункера перед силосом. Предложена конструкция циклона с расположением фильтровочного рукава на бункере.
Dorundyak L.M. Advanced construction of cyclone for system of transfer waste
The paper describes the use of cyclones for systems handling waste. The design of devices for discharging waste into the bunker of the cyclone. The necessity of using for bunker before silage. The construction of cyclone arrangement filtering sleeves on bunker.
УДК 697.329 Астр. М.€. Касинець1 - НУ "Львiвська полтехтка "
НАТУРН1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ СИСТЕМИ СОНЯЧНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ 13 ГЕЛ1ОПАНЕЛЯМИ
Описано результати дослщжень надходження сонячно! енерги на гелюпанель впродовж дня протягом дослщного перюду. Вщомо, що ефектившсть гелiопанелi у вечiрнi й раншш години роботи е незначною. Дослщжено, що використання гелю-панелей зi сучасними по^вельними матерiалами та типами трубок ефектившше, шж з традицшними. Одержано графiчну залежшсть коефщента ефективносп вщ витрати теплоношя та iнтенсивностi теплового потоку сонячного випромшювання.
Ключовг слова: гелюпанель, сонячна енерпя, сонячна енергетика.
Постановка проблеми. Сонячна енерпя може ефективно трансфор-муватись в теплову 1 використовуватись для опалення та гарячого водопоста-чання. Надходження сонячно! енерги впродовж дня е нестацюнарним проце-сом, як 1 нагр1в теплоношя в гелюпанел1, оскшьки вона погано вловлюе ра-шшню 1 веч1рню сонячну енерпю, що знижуе денну ефектившсть системи сонячного теплопостачання. Постало завдання оцшити ефектившсть гелюпа-
1 Наук. кер1вник: доц. О. Т. Возняк, канд. техн. наук
3. Технология та устаткування лiсовиробничого комплексу
79
Надшнальний лкотехшчний унiверситет Укршми
нелей з рiзним типом покрiвельних матерiалiв та трубок, оскшьки вони ма-ють рiзнi термоакумуляцiйнi властивостi.
Аналiз останшх дослiджень i публiкацiй. Бiльшiсть даних вимiрю-вання сонячно! енерги отримано для горизонтально! поверхнi. Дуже часто не-обхiднi данi про сонячну енергш вiдсутнi i для цього можна використати анаитичш залежностi, як з достатньою точнiстю дають змогу виршувати поставленi завдання. Знаходженню та опису таких залежностей присвячено багато праць [1-3]. Вiдомi рiзнi конструкци гелiопанелей, що мiстять захисне покриття, теплоiзоляцiйний шар та розташований мiж ними теплопровiдний шар [4, 5].
Найефектившшими е гелiопанелi, в яких захисне покриття виконуе функци гiдроiзоляцiйного шару та абсорбцiйного покриття, що дае змогу покривати дахи загалом та максимально використовувати матерiали, яю заз-вичай найбiльш вживанi для по^вельних та гiдроiзоляцiйних покриттiв да-хiв [6]. Однак не визначено оптимального типу покриття тако! системи, що буде поглинати матерiал при 1х спiльнiй роботi в однш установцi.
Виклад основного матерiалу. Експериментальна установка для дос-лiдження складалась iз гелiопанелi, бакiв-емностей для акумуляци теплоно-сiя, розподiльних трубопроводiв, затрно-регулюючо! арматури (рис. 1).
Рис. 1. Схема експериментально'1 установки
80
Зб1рмик- науково-технiчних праць
Науковий вкник НЛТУ УкраТни. - 2012. - Вип. 22.7
Ця експериментальна установка давала змогу проводити дослщження роботи системи СТ за рiзних конструкцш гелiопанелей, за рiзних витрат теп-лоносiя впродовж дня. Перед виконанням експериментальних дослiджень всi гелiопанелi приводили у зiставний стан. Для цього вони однаково встановлю-вались в горизонтальному положеннi. На кожну гелюпанель, за допомогою вiдповiдних вимiрювальних i запiрно-регулюючих приладiв, встановлюва-лась однакова витрата теплоношя. Впродовж дня визначалась iнтенсивнiсть сонячного промiння, що падае на поверхню гелiопанелей, фжсувались темпе-ратури на входi та виходi iз гелiопанелей, витрата теплоноЫя та визначалась ефективнiсть кожно! з гелюпанелей.
Перед проведенням ново! сери дослав, вранцi, система заповнюва-лась теплоношем, випускалось повiтря, перевiрялась герметичшсть системи та справнiсть вимiрювально! апаратури. Також очищалась поверхня гелюпанелей вщ забруднень. Дослщження проводились у рандомiзованiй послщов-ностi вiдповiдно до матриц планування експерименту.
Впродовж дня проводились замiри: iнтенсивностi потоку повно! со-нячно! енергi!; iнтенсивностi потоку розЫяно! енергi!; iнтенсивностi потоку прямо! енерги; температури зовнiшнього повiтря; температур теплоноЫя на входi та виходi з гелiопанелей; температур теплоносiя по висот в трьох точках бака-акумулятора; швидкост вiтру. Всi перераховаш вимiрювання проводились що 30 хвилин. Гелюпанель встановлено горизонтально на шдставщ таким чином, щоб не вщбувалось !! затiнення. Схему гелiопанелi наведено на та рис. 2.
Рис. 2. Принципова схема гелiоnанелi
Було складено двофакторну матрицю планування iз взаемодiею факто-рiв. Факторами вибрано: - х1 - витрата теплоносiя, О, кг/с; - х2 - штенсив-нiсть теплового потоку, 1в Вт/м2 (табл.). Параметром ошташзаци вибрано ко-ефiцiент ефективностi Кеф, що показуе наскiльки вiдрiзняеться середня пито-ма миттева теплова потужшсть за день системи гелiопанелей з використан-ням сучасного покрiвельного матерiалу та типу трубок вiд середньо! миттево! теплово! потужностi за день гелiопанелi з використанням традицiйних покрь вельних матерiалiв та типiв трубок.
Коефщент ефективностi Кеф визначався за формулою:
3. Технолопя та устаткуваммя лковиробничого комплексу
81
^цю^льний лкотехшчний yнiверситет Укршни
Кеф = Q ^100%, (1)
Qm
де: Qc - cередня питома миттева теплова потyжнicть за день стстеми гелюпа-нелей з викориcтaнням cyчacного покрiвельного мaтерiaлy та типу тру6ок, Вт/м2; Qm - cередня за день питома миттева теплова потужнють гелiопaнелi з викориcтaнням трaдицiйних по^вельних мaтерiaлiв та типiв трубок, Вт/м2.
Qcm = QcK i = G • c • (teux — tex) , (2)
„ кг Дж
де: G - витрата теплоношя,-- ; с - теплоемнють теплоноciя, ——; tex, t^ -
c • м2 кг • К
температури на входi та виходi cонячного колектора, К.
Для рацюнального проведення екcпериментiв було cклaдено матрицю
планування iз перебуванням фaкторiв на двох рiвнях (табл. 1).
Табл. 1. Матриця планування ПФЕ 22
№ до^ду X0 Xl X2 X¡X2 Кеф, %
1 1 -1 -1 1 118,18
2 1 1 -1 -1 108,33
3 1 -1 1 -1 114,29
4 1 1 1 1 107,55
Результати еюшериментальних доcлiджень зручно зображати в гра-фiчнiй формг Вони зобрaженi на риc. 3. та показують надходження cонячноï енергп на cиcтемy iз гелiопaнелями впродовж дня. Таю дат отримувалшзь для кожного дня достщжень (один день достщжень вiдповiдaв одному дость ду). За результатами доcлiджень побудовано номограму для знаходження ко-ефiцiентa ефективжюп Кеф (риc. 4.).
1, Вт/м;
] ] 00 1000 900 SOO 700 600 500 400 300 200 100
раве нь ¿liint нь
11 1
Be ресе НЬ J
Ы
у
i Ык
82
8 10 12 14 16 18 20 Тм, год
Рис. 3. Змта ттенсивностг потоку сонячно'1 енергИ'I впродовж дня за ïï надходження на систему гетопанелей протягом достдного перюду
Збiрник ^уково-техшчних npa^
Шуковий вкник НЛТУ УкряТни. - 2G12. - Вип. 22.7
Рис. 4. Номограма зaлежностi коеф^ента ефективностi Кеф eid витрати теплоноая, G, кг/с та iнтенсивностi теплового потоку, I Вт/м
З отримaного рiвняння регреси випливae, що взaeмодiя фaкторiв не зшчно впливae нa пaрaметр оптимiзaцiï:
Кеф = 112,09 + 4,15x1 - 1,17x2 + 0,78xlx2 (3)
Ha пiдстaвi aнaлiэу коефiцieнтiв регреси можш зробити висновок, що чисельне збшьшення фaкторa xl (витрaтa теплоноЫя, G, кг/с) призводить до зростaння функцiï вiдгуку, a эбiльшення фaкторa x2 (iнтенсивнiсть теплового потоку, I Вт/м2) - до ïï спaдaння.
Виcнoвки. Tребa врaховувaти, що при проектувaннi сонячно1' енерге-тично1' устaновки вaжливим e отримaння енерги з мiнiмaльною вaртiстю. Ta-ким чином, iнодi доцiльнiше виготовити колектор з нижчим ККД, are дешев-ший, що вплине нa вaртiсть обслуговувaння i подaльшу вaртiсть устaновки гелiотеплопостaчaння. Використaння сучaсних покрiвельних мaтерiaлiв тa типiв трубок дae змогу шдвищити ефективнiсть системи сонячного теплопос-тaчaння нa 12 % порiвняно з трaдицiйними.
Лiтepaтypa
1. Адлер Ю.П. Плaнировaние экспериментa при поиске оптимaльных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Maрковa, Ю.В. Грaновский. - М. : Изд-во "Haукa", 1976. - 279 с.
2. Штецле В. Аккумулировaние тепловой энергии в водоносных горизонтах : пер. с arn^. / В. Штецле, С. Бретт, Д. Грaббс, М. Сеппонен. - М. : Энергоaтомиздaт, 1984. - 208 с.
3. Берковский Б.М. Возобновляемые источники энергии та службе человек / Б.М. Бер-ковский, В. А. Кузьминов. - М. : Изд-во "Haукa", 1987. - l26 с.
4. Heliothermal flat collector module having a sandwich structure: Шт. 7610911 США / Frank Neumann, Markus Patschke, Marianne Schoennenbeck; Eckert Seamans Cherin & Mellott, LLP. - № 10/530384; Опубл. 11.03.2009.
5. Solar cell panel and solar energy collecting device: Шт. 6513518 B1 США. / Stéphane Gi-rerd; Greer, Burns & Crain, Ltd. - № 09/674030; Опубл. 02.04.2003.
6. Solar energy absorbing roof: Шт. 4201193 США. / Michel Ronc; Bacon & Thomas. - № 05/887,938; Опубл. 6.05.1980.
Касинец М.Е. Нaтypныe иccлeдoвaния ше^мы ^л^чного тeп-лocнaбжeния c ^лио^^лями
Описaны результаты исследовaний поступления солнечной энергии та гели-отанель та протяжении дня в течение исследовaтельского периодa. Известно, что эффективность гелиотанели в вечерние и утренние чaсы рaботы незнaчительнa. До-кaзaно, что использовaние гелиопaнелей с современными кровельными мaтериaлaми и титами трубок эффективнее, чем трaдиционными. Получета грaфическaя зaвиси-мость коэффициентa эффективности от рaсходa теплоносителя и интенсивности теплового потога солнечного излучения.
Ключевые слова: гелиотанель, солнечнaя энергия, солнечтая энергетикa.
3. Тexнoлoгiя тя ycтaткyвaння лicoвиpoбничoгo кoмплeкcy
83
Нащомальмий лкотехшчний унiверситет Укршми
KasynetsM.Ye. Field research solar heating with heliopanels
Results of research revenues solar energy to heliopanel throughout the day during the period of research was described. Performance heliopanel in the evening and morning hours is a little was known. Use heliopanels of modern roofing materials and types of tubes better than the traditional was investigated. Graphic dependence of the efficiency of the coolant flow and heat flux intensity of solar radiation was obtained.
Keywords: heliopanel, solar energy, solar energetic.
УДК 662.76.032 Acnip. С.В. Клюс1 - 1нститут вiдновлюваноï енергетики
НАН Украти, м. Кшв
ВИЗНАЧЕННЯ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ПОТЕНЦ1АЛУ ДЕРЕВИНИ ТА ÏÏ В1ДХОД1В
Розроблено методику розрахунку енергетичного потенщалу вiдходiв деревини. Вщповщно до результат розрахунку, енергетичний потенщал вiдходiв деревини в УкраЫ за 1990-2011 рр., змшювався у межах 2,5-4,5 млн т. у.п. на рк. На основi ана-лiзу стану люового фонду Украши розроблено прогноз енергетичного потенщалу вiдходiв деревини до 2020 р. Прогнозом передбачено поступове збшьшення вико-ристання щорiчного приросту деревини з нишшшх 50 % до середньоевропейського рiвня 60 %.
Ключов1 слова: вщходи деревини, енергетичний потенщал, методика розрахунку, прогноз.
Важливою передумовою ефективного використання бюмаси для енер-гетичних потреб е правильна ощнка ïï потенщалу. У крашах Свропи, де бюма-су для енергетичних потреб використовують понад 30 роюв, для оцшювання потенщалу бюмаси застосовують два основш шдходи: ресурсно-ор1ентовний, та ор1ентований на енергетичш потреби [1, 2]. У першому шдход1 дослщжено ресурсну базу та питання енергетичного та неенергетичного використання бь омаси. У другому шдход1 оцшюють конкурентоспроможн1сть р1зних техноло-г1й виробництва енергiï з бюмаси пор1вняно з викопними паливами.
Для оцшювання потенщалу бюмаси в Украт пропонують застосовува-ти поглиблений статистичний метод [3]. Зпдно з цим методом розрiзняють три основних види потенщалу: теоретично можливий, технiчно доступний i еконо-мiчно доцiльний. Мiж ними немае чiтких меж [4], внаслщок чого показники оцiнювання потенщалу ютотно вiдрiзняються [3-6]. Постановка завдання.
Метою дослiдження е оцiнювання та прогнозування потенщалу твер-доï бюмаси деревини, яка може бути використана в термохiмiчних процесах перетворення палива (пряме спалювання, пiролiз, газифiкацiя). Тверда пер-винна бiомаса складаеться iз деревини та ïï вiдходiв, соломи i рослинних за-лишкiв, а також енергетичних культур (рис. 1).
Рис. 1. Види первинно'1 твердо'1 бюмаси
Наук. KepiBHm: проф. Г.М. Забарний, д-р техн. наук
84
Зб1рмик- науково-техшчних праць
