Теплотехнический расчет сельскохозяйственных объектов

 (1.12)

где  f_p - площадь живого сечения калорифера, м², (ur)_р - расчетная массовая скорость воздуха, кг/(с×м²).

 

По таблице 5.5 [1], подбираем калорифер  К4ПП, №9, с площадью нагрева 53,3 м².

Для выбранного  калорифера  вычисляют  действительную  массовую скорость воздуха кг/см²

 (1.13)

где f – действительное живое сечение калорифера, м².

 

Определяем коэффициент теплопередачи  Вт/(м^{2 0}С) калорифера:

К=А(vp)ⁿ                                                                          (1.15)

                    К=11,63*(6,813)^0,42=26,036

Определяют  действительный поток теплоты, Вт, передаваемый калориферной установкой нагреваемому воздуху

, (1.16)

где  k  - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²×^оС); F  - площадь поверхности нагрева калорифера,  м².  При последовательной установке калориферов учитывают их суммарную площадь поверхности нагрева; t`<sub>ср</sub>  - средняя температура теплоносителя,  <sup>о</sup>С. Для пара  t`_ср =100 ; t_ср -   средняя    температура    нагреваемого    воздуха, ^оС;    t_ср = (t_к+ t_н)/2=20,5.

 

                                       

                                           

 

В помещение устанавливаем 2 калорифера данного номера и марки.

 

 

 

1.4 Расчет систем  вентиляции

 

Вентиляцией называют совокупность мероприятий  и устройств,  обеспечивающий расчетный  воздухообмен в помещениях жилых,  общественных и производственных зданий.

Вентиляционная система  - это  совокупность устройств для обработки, транспортирования, подачи и удаления воздуха.

 

1.4.1 Расчет воздуховодов  для рассредоточенной раздачи  воздуха 

 

            Равномерная раздача воздуха  по длине помещения может быть  обеспечена или постоянством  статических давлений по длине  воздуховода при одинаковом сечении  приточных отверстий, или компенсацией  переменных статических давлений  за счет изменения площади  приточных отверстий. В первом  случае воздуховод выполняется  сужающимся, во втором - постоянного сечения, т.е. более простым в изготовлении и дешевым.

        

                            9933.5

                                15               1

                                                  2              

          3,4      2483.37                      4966.75  

                          38                                9

 

 

 

 Расчёт такого воздуховода  начинается с определения диаметров  на участках, исходя из расхода  и допустимой скорости движения  воздух

 

 

                                         

 

d₁=0.483м

d₂=0.382м

d₃=0.354м

Площадь, м², последнего по ходу воздуха отверстия

 

                                        

 

где L_i- расход воздуха через рассчитываемый воздуховод, м²/ч

       n- число отверстий

       -скорость воздуха на выходе из отверстия, м/с

 

                              

 

Площадь I – го отверстия

                                      f_i=A_i*f₁

Коэффицент A_i находят по формуле

 

 

 

 

где =0,65, F-площадь сечения воздуховода, м²

 

 

 

 

 

A₃=1.0023         A₄=1.0053               A₅=1.0094              A₆=1.0149                 

A₇=1.0217         A₈=1.0299               A₉=1.0396              A₁₀=1.051

A₁₁=1.0642        A₁₂=1.0793             A₁₃=1.0966             A₁₄=1.1164

A₁₅=1.1391        A₁₆=1.1651             A₁₇=1.1948             A₁₈=1.2292

A₁₉=1.2691

 

Площади отверстий

 

f₂=0.006                                      f₁₁=0.00638

f₃=0.006                                      f₁₂=0.00647

f₄=0.00603                                  f₁₃=0.00657

f₅=0.00605                                  f₁₄=0.00669

f₆=0.00608                                  f₁₅=0.00683

f₇=0.00613                                  f₁₆=0.00699

f₈=0.00617                                  f₁₇=0.00716

f₉=0.00623                                  f₁₈=0.00737

f₁₀=0.0063                                   f₁₉=0.00761

 

1.4.2 Расчет потерь  давления 

 

Потери давления Па определяют в  наиболее протяженной ветви вентиляционной системы по выражению

 

 (1.23)

где  1,1 - запас давления на непредвиденные  сопротивления;  R   - удельная потеря давления на трение, Па/м; l   - длина участка воздуховода, м; Z   - потери давления в местных сопротивлениях участка воздуховода, Па; p  - динамическое давление на выходе из сети, Па.

Удельную  потерю давления на трение Па/м  можно  рассчитать по формуле

 (1.24)

где l  -  коэффициент трения  в воздуховоде,   принимается   равным  0,02...0,03; u -  скорость воздуха на расчетном участке, м/с.

   

Потери давления в местных сопротивлениях

 (1.25)

где Sz - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке. P_д = u²r/2 - динамическое  давление потока воздуха, Па.

Воздуховод имеет три участка  l₁=15м l₂=9м l₃=38м

Пользуясь приложением 12 [2], определим  коэффициенты местных сопротивлений:

Участок 1 Вход в жалюзийную решетку  с поворотом потока – ξ=2; диффузор у вентилятора – ξ=0,15:Σξ=2.3                                  

Участок 2  Внезапное сужение сечения  ξ=0.25

Участок 3  Внезапное сужение сечения  =0,1; отвод круглого сечения 90⁰ , R/d=2,  =0.15; выходные отверстия 19 штук , =6/7=0,86 , ξ=1,45*19=27,55: Σξ=27.8                               

Динамическое давление Па на выходе из сети

 (1.26)

где u_в - скорость воздуха на выходе из сети, м/с.

 

    

         Таблица 1 – Бланк расчета системы вентиляции

 

№	L,	l,	u,	d,	R,	R×l,	Sz	Pд,	Z,	(R×l+Z)
Участка	м3/ч	м	м/с	мм	Па/м	Па		Па	Па	Па
1	9933.5	15	15	483	6,98	104,7	2,3	135	310,5	415,1
2	4966.75	9	12	382	5,65	50,85	0,25	86,4	21,6	72,45
3	2483.37	38	7	354	2,07	78,89	27,8	29,4	817,32	896,21

1.4.3  Выбор вентиляторов для  приточной вентиляции

 

 

Вентиляторы подбирают по подаче и  полному давлению, которое должен развивать вентилятор.

Подачу вентиляторов  L_в, м³/ч,  для данного помещения принимают по значению расчетного воздухообмена L с учетом подсосов воздуха в воздуховодах

 (1.27)

где  k_п -  поправочный коэффициент на подсосы воздуха в воздуховодах (для стальных,  пластмассовых и асбоцементных воздухопроводов длиной до 50 м - 1,1); t  -  температура воздуха, проходящего через вентилятор, ^оС.

 

Расчетное полное давление P_в, Па,  которое должен развивать вентилятор, складывается из потерь давления в вентиляционной системе DР  и потерь давления в калорифере  Dр_к

 (1.28)

 

Выбираем вентилятор Ц4-70, №6.

Необходимую мощность, кВт,  на валу электродвигателя  для  привода  вентилятора подсчитывают по формуле

 (1.29)

где h_в  - КПД вентилятора, принимаемый по его характеристике =0,8; h_п - КПД передачи (при непосредственной насадке колеса вентилятора на  вал электродвигателя  h_п  = 1,0).

Установленную мощность электродвигателя определяют по формуле

 (1.30)

где  k_з  - коэффициент запаса мощности – 1,1.

Р_уст=1,1*6,2=6,8

Выбираем электродвигатель: АИР132S4УЗ

 

1.4.4 Расчет естественной  вытяжной вентиляции 

 

Простейшей схемой естественной вентиляции в животноводческом  помещении  является  шахтная  вентиляция.  Такая система вентиляции может  обеспечить  гигиеническое состояние  воздуха в помещении в зимнее время при температуре наружного  воздуха до  -10 ^ОС.

Площадь сечения м² всех вытяжных шахт при естественной тяге

 (1.31)

где u_ш  - скорость движения воздуха в вытяжной шахте, м/с.

Скорость воздуха

 (1.32)

где  h - высота вытяжной шахты, м, равная вертикальному расстоянию от приемного отверстия до устья шахты. Для обеспечения надежной вентиляции значение h должно быть не менее 3 м; t_н.в - расчетная вентиляционная температура наружного воздуха, ^оС.

Число вытяжных шахт

 (1.33)

где f - площадь живого сечения одной шахты, м,  (в типовых проектах животноводческих помещений обычно  принимают вытяжные  шахты квадратного сечения со стороной  квадрата   400, 500, 600  и 700 мм или прямоугольного сечения).

Принимаем 10 вытяжных шахт размером 0,5х0,5 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТ  СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

2 РАСЧЕТ  СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

2.1 Расчет тепловой нагрузки  котельной

 

  Расчетную тепловую  нагрузку котельной отопительно-производственного типа определяют отдельно для холодного и теплого периодов года. В зимнее время  она складывается из максимальных расходов теплоты на все виды теплопотребления

 (2.1)

где  SФ_от, SФ_в,  SФ_г.в  SФ_т  - максимальные потоки теплоты, расходуемой всеми потребителями  системы  теплоснабжения соответственно на отопление, вентиляцию,  горячее водоснабжение и технологические  нужды,  Вт; k_з - коэффициент запаса, учитывающий потери теплоты в тепловых сетях, расход теплоты на собственные нужды котельной и резерв  на  возможное увеличение теплопотребления хозяйством, k_з = 1,2.

В летнее время нагрузку котельной  составляют максимальные расходы теплоты  на технологические нужды и горячее  водоснабжение

 (2.2)

Суммарные расходы теплоты на все виды теплопотребления определяют по приближенным формулам.

 

2.1.1 Расход теплоты на отопление  и вентиляцию

 

Максимальный поток теплоты, Вт, расходуемой на отопление жилых зданий  поселка,  включенных  в систему централизованного теплоснабжения, можно определить по укрупненным показателям в зависимости от жилой площади помещения по формуле

      (2.3)

где j - укрупненный показатель максимального удельного потока теплоты, расходуемой на отопление 1 м²  жилой площади, Вт/м²; F - жилая площадь, м².

Значения j определяются в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха при t_н=-31  j=175 Вт/м²   F=n*f  n-число жителей, 300 ; f-норма жилой площади на одного жителя-9 м²   F=9*300=3600

Для отдельных  жилых, общественных и производственных зданий максимальные  потоки теплоты, Вт,  расходуемой на отопление и подогрев воздуха в приточной системе вентиляции можно определить по их удельным тепловым характеристикам 

 (2.4)

 (2.5)

где  q_от и q_в - удельные отопительная и вентиляционная  характеристики здания, Вт/(м³×^оС); V_н  - объем здания по наружному обмеру (без подвальной части), м³; a - поправочный коэффициент, учитывающий влияние на удельную тепловую характеристику местных климатических условий a = 0,54 + 22/(t_в – t_н).