energyЭнергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations1029-74482414-0341BNTUenergy-866Research ArticleТЕПЛОЭНЕРГЕТИКАНEAT POWER ENGINEERINGЭКСЕРГИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВEXERGY OF TEXTILE MATERIALSРоманюкВ. Н.RomaniukV. N.

Доктор технических наук, профессор

Professor, PhD in Engineering

Dasha106515@gmail.comМуслинаД. Б.MuslinaD. B.

Аспирантка

Dasha106515@gmail.comБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus201510062015034659Copyright © Романюк В.Н., Муслина Д.Б., 20152015Романюк В.Н., Муслина Д.Б.Romaniuk V.N., Muslina D.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://energy.bntu.by/jour/article/view/866

Решена задача определения эксергии вещества в потоке для текстильных и трикотажных материалов на базе термодинамического анализа соответствующих технических систем. Эксергетический метод позволяет произвести оценку энергетической эффективности для наиболее проблемных теплотехнологических систем преобразования вещества и наметить пути снижения энергетической составляющей себестоимости продукции. Актуальность проблемы обусловливается известным изменением ситуации на мировом энергетическом рынке и обострена необходимостью сохранить и наращивать экспортный потенциал легкой промышленности как важной составляющей народнохозяйственного комплекса республики. Эксергетический метод известен достаточно давно, интерес к нему проявляется и затухает с периодичностью смены поколений исследователей. Охлаждение к указанному методу каждого нового поколения объясняется чаще всего нерешенностью задачи расчета эксергии различных материалов, что создает проблему в ходе анализа систем преобразования вещества. Обозначенная задача, как правило, не представляет трудности для систем преобразования энергии, но для систем преобразования вещества ситуация намного сложнее. Это связано, прежде всего, с многообразием материалов и соответственно особенностями определения такой компоненты эксергии вещества в потоке, как химическая составляющая. Отсутствие решения нахождения химической составляющей эксергии вещества не позволяет в полном объеме провести термодинамическую оценку энергообеспечения теплотехнологического процесса, без чего усложняются и принятие решений, и определение путей снижения энергопотребления. Все изложенное актуально для текстильной индустрии и, прежде всего, для отделочных производств.

The article presents solution for the task of evaluating exergy of the substance in the flow for textile and woven fabrics based on thermodynamic analysis of the corresponding technical systems. The exergy method allows estimating the energy effectiveness for the most problematic heat-technological systems of substance transformation and thus outlining the ways for decreasing the electric-power component in the production prime cost. The actuality of the issue stems from the renowned scenario alteration on the world energy market and is aggravated by necessity of retaining and building up the export potential of the light industry as an important component of the republic national-economic complex. The exergy method has been here for quite a long time and saw the interest fading and appearing again with periodicity of the research-generations alternation. Cooling down of every new generation towards the specified method is explained mostly by unresolved problem of the exergy evaluation for diverse materials, which poses a problem in the course of analysis of the substance transformation systems. The specified problem as a general rule does not create obstacles for energyconversion systems. However, the situation with substance-transformation systems is by far more complicated primarily due to diversity of the materials and respectively of the specification peculiarities of such component of the substance exergy in the flow as chemical component. Abeyance of conclusion in finding the chemical component of the substance exergy does not allow performing thermodynamic valuation of the energy provision for the heat-technological process in full measure. Which complicates the matters of decision-making and finding a medium for reduction of their energy consumption. All stated above relates to the textile industry and in the first instance to the finishing production departments.

The authors present the exergy-evaluation problem solution for the substance in the flow for the most common fiber-types: natural animal and phytogenic ones as well as artificial fibers. Moreover, they present the solution for different colorants – basic, acid-type, dispersed. The paper considers the following components of substance exergy: reaction, concentration, and thermomechanical with presentation of their computation, correlation, and assessment deviation. The examples and exergy-computation results of the mentioned coloured fabrics are shown.

exergy of textile materialssubstance exergy in the flowthermomechanicalconcentrationreaction components of the mass-flow exergyэксергия текстильных материалов; эксергия вещества в потоке; термомеханическая; концентрационная; реакционная составляющие удельной массовой эксергииReferencesСавко, С. Правительство одобрило Национальную стратегию социальноэкономического развития Беларуси до 2030 г. [Электронный ресурс] / С. Савко // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/society/Pravitelstvoodobrilo-Natsionalnuju-strategiju-sotsialno-ekonomicheskogo-razvitija-Belarusi-do-2030-goda_i_694751.html. – Дата доступа: 11.02.2015.Савко, С. Правительство одобрило Национальную стратегию социальноэкономического развития Беларуси до 2030 г. [Электронный ресурс] / С. Савко // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/society/Pravitelstvoodobrilo-Natsionalnuju-strategiju-sotsialno-ekonomicheskogo-razvitija-Belarusi-do-2030-goda_i_694751.html. – Дата доступа: 11.02.2015.Какой будет Беларусь в 2030 г.? [Электронный ресурс] // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/economics/Kakoj-budet-Belarusv-2030-godu_i_687128.html. – Дата доступа: 11.02.2015.Какой будет Беларусь в 2030 г.? [Электронный ресурс] // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/economics/Kakoj-budet-Belarusv-2030-godu_i_687128.html. – Дата доступа: 11.02.2015.Пророков, Н. «Пределы роста»: мир приближается к коллапсу [Электронный ресурс] // Theory&Practice. Режим доступа: http://theoryandpractice.ru/posts/9566-predelyrosta.– Дата доступа: 11.09.2014.Пророков, Н. «Пределы роста»: мир приближается к коллапсу [Электронный ресурс] // Theory&Practice. Режим доступа: http://theoryandpractice.ru/posts/9566-predelyrosta.– Дата доступа: 11.09.2014.Медоуз, Донелла. Пределы роста. 30 лет спустя / Донелла Медоуз, Й. Рандерс, Деннис Медоуз. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. – 342 с.Медоуз, Донелла. Пределы роста. 30 лет спустя / Донелла Медоуз, Й. Рандерс, Деннис Медоуз. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. – 342 с.Об итогах социально-экономического развития отрасли за 2012 г. и поставленных задачах перед концерном «Беллегпром» на 2013 г. [Электронный ресурс] // Беллегпром. – Режим доступа: http://www.bellegprom.by/print/press/news/ ed8bd62b6fbbba0c.html. – Дата доступа: 01.10.2014.Об итогах социально-экономического развития отрасли за 2012 г. и поставленных задачах перед концерном «Беллегпром» на 2013 г. [Электронный ресурс] // Беллегпром. – Режим доступа: http://www.bellegprom.by/print/press/news/ ed8bd62b6fbbba0c.html. – Дата доступа: 01.10.2014.Комплексная программа развития легкой промышленности Республики Беларусь на 2011–2015 гг. с перспективой до 2020 г. [Электронный ресурс] // Беллегпром. – Режим доступа: http://www.bellegprom.by/programs. – Дата доступа: 02.10.2013.Комплексная программа развития легкой промышленности Республики Беларусь на 2011–2015 гг. с перспективой до 2020 г. [Электронный ресурс] // Беллегпром. – Режим доступа: http://www.bellegprom.by/programs. – Дата доступа: 02.10.2013.Тезисы выступления министра иностранных дел Республики Беларусь М. М. Хвостова на Междунар. конф. «Белорусский инвестиционный форум» «Состояние и перспективные направления внешнеэкономических связей Республики Беларусь» [Электронный ресурс] // Министерство иностранных дел Респ. Беларусь. – Режим доступа:http://mfa.gov.by/print/press/news_mfa/c51bef227efc2784.html. – Дата доступа: 12.02.2015.Тезисы выступления министра иностранных дел Республики Беларусь М. М. Хвостова на Междунар. конф. «Белорусский инвестиционный форум» «Состояние и перспективные направления внешнеэкономических связей Республики Беларусь» [Электронный ресурс] // Министерство иностранных дел Респ. Беларусь. – Режим доступа:http://mfa.gov.by/print/press/news_mfa/c51bef227efc2784.html. – Дата доступа: 12.02.2015.Александр Лукашенко дал интервью журналу «Туркменистан» (Подробности) [Электронный ресурс] // Общенациональное телевидение. Государство. Новости. – Режим доступа: http://ont.by/news/our_news/00122740. – Дата доступа: 10.02.2015.Александр Лукашенко дал интервью журналу «Туркменистан» (Подробности) [Электронный ресурс] // Общенациональное телевидение. Государство. Новости. – Режим доступа: http://ont.by/news/our_news/00122740. – Дата доступа: 10.02.2015.Гришкевич, А. Лукашенко: локомотивом белорусской экономики в ближайшие годы должны стать наукоемкие отрасли [Электронный ресурс] / А. Гришкевич // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/president/ Lukashenko-lokomotivom-belorusskoj-ekonomiki-v-blizhajshie-gody-dolzhny-stat-naukoemkie-otrasli_i_692448.html. – Дата доступа: 09.02.2015.Гришкевич, А. Лукашенко: локомотивом белорусской экономики в ближайшие годы должны стать наукоемкие отрасли [Электронный ресурс] / А. Гришкевич // Новости Беларуси. БЕЛТА. – Режим доступа: http://www.belta.by/ru/all_news/president/ Lukashenko-lokomotivom-belorusskoj-ekonomiki-v-blizhajshie-gody-dolzhny-stat-naukoemkie-otrasli_i_692448.html. – Дата доступа: 09.02.2015.Посещение торгово-развлекательного центра «Экспобел» 17 марта 2015 г. [Электронный ресурс] // Президент Республики Беларусь. Официальный интернет-портал Президента Республики Беларусь. – Режим доступа: http://president.gov.by/ru/news_ru/view/poseschenie-torgovo-razvlekatelnogo-tsentra-ekspobel-11019/. – Дата доступа: 18.03.2015.Посещение торгово-развлекательного центра «Экспобел» 17 марта 2015 г. [Электронный ресурс] // Президент Республики Беларусь. Официальный интернет-портал Президента Республики Беларусь. – Режим доступа: http://president.gov.by/ru/news_ru/view/poseschenie-torgovo-razvlekatelnogo-tsentra-ekspobel-11019/. – Дата доступа: 18.03.2015.Доклад Президента Республики Беларусь Александра Лукашенко на четвертом Всебелорусском народном собрании [Электронный ресурс] // Новополоцк, официальный сайт. – Режим доступа: http://www.novopolotsk.by/content/view/3139/176/. – Дата доступа: 15.02.2015.Доклад Президента Республики Беларусь Александра Лукашенко на четвертом Всебелорусском народном собрании [Электронный ресурс] // Новополоцк, официальный сайт. – Режим доступа: http://www.novopolotsk.by/content/view/3139/176/. – Дата доступа: 15.02.2015.«Моготекс» планирует направить на модернизацию производства 4,5–5 млн евро [Электронный ресурс] // Развiцце прамысловасці. – Режим доступа: http://www.skyscraper city. com/showthread.php?t=1520139. – Дата доступа: 13.02.2015.«Моготекс» планирует направить на модернизацию производства 4,5–5 млн евро [Электронный ресурс] // Развiцце прамысловасці. – Режим доступа: http://www.skyscraper city. com/showthread.php?t=1520139. – Дата доступа: 13.02.2015.В карете прошлого далеко не уедешь [Электронный ресурс] // СБ Беларусь сегодня. – Режим доступа: http://www.sb.by/peredovitsa/article/v-karete-proshlogo-daleko-ne-uedesh-2.html. – Дата доступа: 12.02.2015.В карете прошлого далеко не уедешь [Электронный ресурс] // СБ Беларусь сегодня. – Режим доступа: http://www.sb.by/peredovitsa/article/v-karete-proshlogo-daleko-ne-uedesh-2.html. – Дата доступа: 12.02.2015.Стратегия развития легкой промышленности России на период до 2020 г. [Электронный ресурс] // Минпромторг России. – Режим доступа: http://www.minpromtorg. gov.ru/ministry/strategic/sectoral/3. – Дата доступа: 15.10.2012.Стратегия развития легкой промышленности России на период до 2020 г. [Электронный ресурс] // Минпромторг России. – Режим доступа: http://www.minpromtorg. gov.ru/ministry/strategic/sectoral/3. – Дата доступа: 15.10.2012.Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. – М. : Энергия, 1968. – 472 с.Лыков, А. В. Теория сушки / А. В. Лыков. – М. : Энергия, 1968. – 472 с.Степанов, В. С. Химическая энергия и эксергия веществ / В. С. Степанов. – Новосибирск : Наука, 1985. – 100 с.Степанов, В. С. Химическая энергия и эксергия веществ / В. С. Степанов. – Новосибирск : Наука, 1985. – 100 с.Шаргут, Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. М. : Энергия, 1968. 280 с.Шаргут, Я. Эксергия / Я. Шаргут, Р. Петела. М. : Энергия, 1968. 280 с.Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М. : Энергия, 1973. 296 с.Бродянский, В. М. Эксергетический метод термодинамического анализа / В. М. Бродянский. М. : Энергия, 1973. 296 с.Сажин, Б. С. Эксергетический метод в химической технологии / Б. С. Сажин, А. П. Булеков. – М. : Химия, 1992. – 208 с.Сажин, Б. С. Эксергетический метод в химической технологии / Б. С. Сажин, А. П. Булеков. – М. : Химия, 1992. – 208 с.Сажин, Б. С. Эксергетический анализ работы промышленных установок / Б. С. Сажин, А. П. Булеков, В. Б. Сажин ; под ред. Б. С. Сажина. – М. : МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2000. – 297 с.Сажин, Б. С. Эксергетический анализ работы промышленных установок / Б. С. Сажин, А. П. Булеков, В. Б. Сажин ; под ред. Б. С. Сажина. – М. : МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2000. – 297 с.Химия и химическая технология [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. – Режим доступа: http://chem21.info/page/049043014037203196159079062249018161008032117027/. – Дата доступа: 12.01.2015.Химия и химическая технология [Электронный ресурс] // Справочник химика 21. – Режим доступа: http://chem21.info/page/049043014037203196159079062249018161008032117027/. – Дата доступа: 12.01.2015.Равич, М. Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов / М. Б. Равич. – М. : Изд-во АН СССР, 1966. – 407 с.Равич, М. Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов / М. Б. Равич. – М. : Изд-во АН СССР, 1966. – 407 с.Бродянский, В. М. Эксергетический метод и его приложения / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек ; под ред. В. М. Бродянского. – М. : Энергоатомиздат, 1998. – 288 с.Бродянский, В. М. Эксергетический метод и его приложения / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек ; под ред. В. М. Бродянского. – М. : Энергоатомиздат, 1998. – 288 с.Шейхет, Ф. И. Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств / Ф. И. Шейхет. – М. : Легкая индустрия, 1969. – 324 с.Шейхет, Ф. И. Материаловедение химикатов, красителей и моющих средств / Ф. И. Шейхет. – М. : Легкая индустрия, 1969. – 324 с.Киселева, Т. Ф. Технология сушки: учеб.-метод. комплекс / Т. Ф. Киселева. – Кемерово : Кемеровский технол. ин-т пищевой пром., 2007. – 117 с.Киселева, Т. Ф. Технология сушки: учеб.-метод. комплекс / Т. Ф. Киселева. – Кемерово : Кемеровский технол. ин-т пищевой пром., 2007. – 117 с.Сажин, Б. С. Основы техники сушки / Б. С. Сажин. – М. : Химия, 1984. – 320 с.Сажин, Б. С. Основы техники сушки / Б. С. Сажин. – М. : Химия, 1984. – 320 с.Никитина, Л. М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах / Л. М. Никитина. – М. : Энергия, 1968. – 499 с.Никитина, Л. М. Термодинамические параметры и коэффициенты массопереноса во влажных материалах / Л. М. Никитина. – М. : Энергия, 1968. – 499 с.Choudhury, A. K. Roy. Textile Preparation and Dyeing/ A. K. Roy Choudhury. – Enfield, NH [u.-a.]: Science Publishers, 2006. – 834 p.Choudhury, A. K. Roy. Textile Preparation and Dyeing/ A. K. Roy Choudhury. – Enfield, NH [u.-a.]: Science Publishers, 2006. – 834 p.Lewis, D. M. The Coloration of Wool and Other Keratin Fibres / D. M. Lewis, J. A. Rippon. – Bradford: Wiley, 2013. – 439 p.Lewis, D. M. The Coloration of Wool and Other Keratin Fibres / D. M. Lewis, J. A. Rippon. – Bradford: Wiley, 2013. – 439 p.Кулезнев, В. Н. Химия и физика полимеров : учеб. для химико-технолог. специальностей вузов / В. Н. Кулезнев, А. В. Шершнев. – М. : Высш. шк., 1988. –312 с.Кулезнев, В. Н. Химия и физика полимеров : учеб. для химико-технолог. специальностей вузов / В. Н. Кулезнев, А. В. Шершнев. – М. : Высш. шк., 1988. –312 с.Усмонкулов, А. К. Экспериментальные исследования теплоемкости хлопка-сырца и его компонентов / А. К. Усмонкулов, О. Н. Алимов, М. М. Очилов; под ред. А. К. Усмонкулова // Молодой ученый. – 2013. – № 1. – С. 23–25.Усмонкулов, А. К. Экспериментальные исследования теплоемкости хлопка-сырца и его компонентов / А. К. Усмонкулов, О. Н. Алимов, М. М. Очилов; под ред. А. К. Усмонкулова // Молодой ученый. – 2013. – № 1. – С. 23–25.Duff, D. Giles’s Laboratory Course in Dyeing / D. Duff, R. Sinclair. – 4th ed. – Bradford: Society of Dyers and Colourists, 1989. – 167 p.Duff, D. Giles’s Laboratory Course in Dyeing / D. Duff, R. Sinclair. – 4th ed. – Bradford: Society of Dyers and Colourists, 1989. – 167 p.A Comprehensive List of Some Common Solids as Brick, Cement, Glass and Many More – and Their Specific Heats – Imperial and SI Units [Electronic Resource] // The Engineering ToolBox. Mode of Access: http://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-solidsd_154.html. – Date of Access: 04.01.2006.A Comprehensive List of Some Common Solids as Brick, Cement, Glass and Many More – and Their Specific Heats – Imperial and SI Units [Electronic Resource] // The Engineering ToolBox. Mode of Access: http://www.engineeringtoolbox.com/specific-heat-solidsd_154.html. – Date of Access: 04.01.2006.Dincer, I. Exergy, Second Edition: Energy, Environment and Sustainable Development /I. Dincer, M. A. Rosen / 2nd. ed. – Elsevier Science, 2012. – 576 p.Dincer, I. Exergy, Second Edition: Energy, Environment and Sustainable Development /I. Dincer, M. A. Rosen / 2nd. ed. – Elsevier Science, 2012. – 576 p.Плотность, теплопроводность, теплоемкость строительных, теплоизоляционных и других материалов // Thermalinfo.ru – Теплопроводность, теплоемкость, плотность, вязкость, температуропроводность и другие свойства веществ в таблицах [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://thermalinfo.ru/publ/tverdye_veshhestva/ stroitelnye_ materialy/plotnost_teploprovodnost_ teploemkost_stroitelnyh_materialov/6-1-0-2. – Дата доступа: 12.08.2012.Плотность, теплопроводность, теплоемкость строительных, теплоизоляционных и других материалов // Thermalinfo.ru – Теплопроводность, теплоемкость, плотность, вязкость, температуропроводность и другие свойства веществ в таблицах [Электронный ресурс]. – 2012. – Режим доступа: http://thermalinfo.ru/publ/tverdye_veshhestva/ stroitelnye_ materialy/plotnost_teploprovodnost_ teploemkost_stroitelnyh_materialov/6-1-0-2. – Дата доступа: 12.08.2012.Справочник химика / Б. П. Никольский [и др.]; под общ. ред. Б. П. Никольского // База данных: свойства веществ: термодинамика: теплоемкости веществ [Электронный ресурс]. – 2014. – Режим доступа: http://www.chemway.ru/bd_chem/tbl_term_cp/w_tbl_term_cp_3.php. – Дата доступа: 16.07.2014.Справочник химика / Б. П. Никольский [и др.]; под общ. ред. Б. П. Никольского // База данных: свойства веществ: термодинамика: теплоемкости веществ [Электронный ресурс]. – 2014. – Режим доступа: http://www.chemway.ru/bd_chem/tbl_term_cp/w_tbl_term_cp_3.php. – Дата доступа: 16.07.2014.Петухов, Б. В. Полиэфирные волокна / Б. В. Петухов.– М. : Химия, 1976. 2– 72 с.Петухов, Б. В. Полиэфирные волокна / Б. В. Петухов.– М. : Химия, 1976. 2– 72 с.Воронцов, И. И. Производство органических красителей / И. И. Воронцов. – М. : Госхимиздат, 1962. – 554 с.Воронцов, И. И. Производство органических красителей / И. И. Воронцов. – М. : Госхимиздат, 1962. – 554 с.Мельников, Б. Н. Применение красителей: учеб. для вузов / Б. Н. Мельников, Г. И. Виноградова. – М. : Химия, 1986. – 240 с.Мельников, Б. Н. Применение красителей: учеб. для вузов / Б. Н. Мельников, Г. И. Виноградова. – М. : Химия, 1986. – 240 с.Schonberger, H. Best Available Techniques in Textile Industry [Electronic Resource] / H. Schonberger, T. Schafer // Berlin: Federal Environmental Agency Umweltbundesamt). – Mode of Access: http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/best-availabletechniques-in-textile-industry. – Date of Access: 05.06.2014.Schonberger, H. Best Available Techniques in Textile Industry [Electronic Resource] / H. Schonberger, T. Schafer // Berlin: Federal Environmental Agency Umweltbundesamt). – Mode of Access: http://www.umweltbundesamt.de/publikationen/best-availabletechniques-in-textile-industry. – Date of Access: 05.06.2014.Романюк, В. Н. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологических системах промышленного производства строительных материалов: дис. … д-ра техн. наук / В. Н. Романюк.  – Минск : БНТУ, 2010. – 365 с.Романюк, В. Н. Интенсивное энергосбережение в теплотехнологических системах промышленного производства строительных материалов: дис. … д-ра техн. наук / В. Н. Романюк.  – Минск : БНТУ, 2010. – 365 с.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.