МИНИСТЕРСТВО ПРОДОВОЛЬСТВИЯ И СЕЛЬСКОГО
ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра энергетики с/х производства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине "Основы теплотехнологии"
на тему: "Свинарник на 160 мест"
Выполнил: студент IV курса, 24э группы
Скурат Евгений Вячеславович
Руководитель: Синица С.И.
Минск-2008
Задание на курсовое проектирование
Наружные стены | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Железобетон | 30 |
Минераловатные плиты | 120 |
Железобетон | 30 |
Покрытия совмещённые | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Доска сосновая | 30 |
Воздушная прослойка | 50 |
Минераловатные плиты | 80 |
Рубероид | 3 |
Доска сосновая | 30 |
Полы | |
Тип (материал) | Толщина, мм |
Цементная стяжка | 25 |
Бетон | 100 |
Заполнение световых проёмов |
Остекление двойное в деревянных переплётах |
Теплоноситель |
Горячая
вода 70-115
|
Область район |
Гродненская область |
Примечание: наружные двери и ворота принять деревянными из сосновых досок толщиной 50 мм.
Аннотация
Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на ____ страницах машинописного текста, содержащей 9 таблиц, и графической частью, включающей 1 лист формата А1.
В работе выполнены расчеты теплопотерь через наружные ограждения, теплопоступлений в помещение свинарника, содержащего 160 подсосных свиноматок с поросятами, а также влаговыдлений и газовыделений в данном помещении. Также, определены расходы вентиляционного воздуха в холодный, теплый и переходной периоды года и тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, рассчитаны воздуховоды системы вентиляции, подобраны калориферы и вентиляторы.
Содержание
1. Составление исходных данных
2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
4. Выбор системы отопления и вентиляции
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
Введение
Теплоснабжения является составной частью инженерного обеспечения сельского хозяйства. Повышение продуктивности в животноводстве и растениеводстве, укрепление кормовой базы, повышение сохранности сельскохозяйственной продукции, улучшение условий жизни сельского населения неразрывно связано с теплоснабжением.8% от всех работающих в сельскохозяйственной отрасли заняты в теплоснабжении.
Специализация производства в животноводстве повышает требования к микроклимату. Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания.
Большую роль играет поддержание микроклимата в современных коровниках. Он способствует максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивному росту молодняка.
Для поддержания микроклимата на животноводческих фермах и комплексах принимают ОВС, посредством которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения, предусматривая дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни. Удаляют воздух из помещения либо при помощи вентбашень, либо через окна и вытяжные шахты. В холодный и переходной периоды воздух удаляют из помещения через вентбашни при неработающих осевых вентиляторах. В теплый период требуемое количество воздуха подают вентбашнями, при этом удаляют воздух из помещения через фрамуги окон и из навозных каналов.
1. Составление исходных данных
По литературе [2] из таблицы 1.1 выписываем данные соответствующие своему варианту в таблицу 1.
Таблица 1. Расчетные параметры наружного воздуха.
Область |
Температура наиболее холодных суток t**, 0C |
Холодный период (параметры Б) | Теплый период (параметры А) | ||
|
|
|
|
||
Гродненская | -26 | -22 | -21,5 | 21,8 | 49,5 |
Для
переходного
периода принимаем
температуру
наружного
воздуха
и энтальпию
.
По литературе [2] из таблицы 10.2 выписываем параметры внутреннего воздуха в таблицу 2.
Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха.
Помещение | Период года | Параметры воздуха |
ПДК
|
|
|
|
|||
Помещение для содержания животных | Холодный | 20 | 40-75 | 2 |
Переходный | 20 | 40-75 | 2 | |
теплый | 26,8 | 40-75 | 2 |
Здесь
- расчетная
температура
внутреннего
воздуха,
;
- относительная
влажность, %;
- ПДК углекислого
газа в зоне
содержания
поросят (удельная
допустимая
концентрация
углекислого
газа),
,
принимаем из
таблицы 10.4 [2].
Таблица 3. Выделение теплоты, влаги и углекислого газа.
Группа животных | Живая масса |
Тепловой
поток тепловыделений,
|
Влаговыделения,
|
Выделения |
|
Полных | явных | ||||
Подсосные свиноматки с поросятами | 200 | 897 | 646 | 369 | 11,5 |
10 | 100 | 72 | 41,1 | 12,9 |
Таблица 4. Температурные коэффициенты.
Для расчета термических сопротивлений теплопередаче для стен, перекрытий и дверей необходимо знать технические характеристики строительных материалов и конструкций. Из таблицы 1.12 [2] выписываем необходимые данные в таблицу 5.
Таблица 5. Теплотехнические характеристики строительных материалов и конструкций.
Наименование материала |
|
Расчетные коэффициенты при условиях эксплуатации |
Теплопроводности,
|
Теплоусвоения,
|
||
Бетон | 2400 | 1,86 | 17,88 |
Доска сосновая | 500 | 0,18 | 4,54 |
Цементно-песчаный раствор | 1800 | 0,93 | 11,09 |
Минераловатные плиты | 300 | 0,11 | 1,72 |
Рубероид | 600 | 0,17 | 3,53 |
Железобетон | 2500 | 2,04 | 16,96 |
2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
Термическое
сопротивление
теплопередаче,
,
для стен, покрытий,
перекрытий,
дверей и ворот:
,
где
- коэффициент
теплоотдачи
на внутренней
поверхности
ограничивающей
конструкции,
;
- термическое
сопротивление
теплопроводности
отдельных
слоев,
;
- термическое
сопротивление
замкнутой
воздушной
прослойки,
;
- коэффициент
теплоотдачи
на наружной
поверхности
ограничивающей
поверхности,
.
Проводим расчет для наружных стен.
Рассчитываем
заполнение
помещения
животными,
:
,
где
- масса одной
животного,
(
= 200,
=10),
- количество
животных (
=160,
=1280);
- площадь помещения,
(A = 24080
).
;
Так
как, заполнение
животными
помещения
и принимаем
для стен и потолков
и для наружных
стен
.
Термическое
сопротивление
отдельных
слоев,
:
,
где
- толщина слоя,
;
- теплопроводность
материала слоя,
;
железобетон:
;
минераловата:
;
железобетон:
.
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
;
.
доска сосновая:
;
рубероид:
;
минераловатные плиты:
;
доска сосновая:
;
Термическое
сопротивление
замкнутых
воздушных
прослоек RВ.
П,
определяем
по таблице 3.5
[2].
RВ.
П = 0,1428
,
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
;
.
сосновые доски:
.
.
Проводим расчет для остекления.
Термическое сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов принимаем равным нормированным значениям (стр.32 [2]).
Принимаем остекление в деревянных раздельных переплётах:
.
Проводим расчет для различных зон пола.
Сопротивление теплопередаче полов:
,
где
- сопротивление
теплопередаче
рассматриваемой
зоны неутепленного
пола,
;
- толщина утепляющего
слоя,
;
- теплопроводность
утепляющего
слоя,
.
Сопротивление теплопередаче принимаем:
для
I зоны:
для
II зоны:
для
III зоны:
для
IV зоны:
;
;
;
2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
Рассчитываем требуемые по санитарно-гигиеническим требованиям термические сопротивления теплопередаче для наружных стен, покрытий и перекрытий, наружных дверей и ворот.
Требуемое
сопротивление
теплопередаче,
,
наружных стен,
покрытий и
перекрытий:
,
где
- расчетная
температура
внутреннего
воздуха,
;
- расчетная
температура
наружного
воздуха в холодный
период года,
;
- нормативный
температурный
перепад между
внутренним
воздухом и
внутренней
поверхностью
ограничивающей
конструкции,
;
- коэффициент,
учитывающий
положение
наружной поверхности
по от-
ношению к наружному воздуху.
В качестве
расчетной
температуры
наружного
воздуха принимают
в зависимости
от тепловой
инерции
наружного
ограждения
(стр.33 [2]):
при
- абсолютно
минимальную
температуру;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных
суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных
трех суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодной
пятидневки.
Тепловая инерция ограничивающей конструкции:
,
где
- расчетный
коэффициент
теплоусвоения
материала
отдельных слоев
ограждающей
конструкции
(таблица 5),
.
Проведем расчет для наружных стен.
.
Исходя из полученного выражения в качестве расчетной температуры наружного воздуха, принимаем среднюю температуру наиболее холодных трех суток.
.
Нормативный температурный перепад принимаем исходя из типа помещения (производственное помещение с влажным режимом, таблица 3.6 [2]):
.
Температуру
точки росы
принимаем из
приложения
[1] при
и
-
.
Коэффициент
определяем
по его нормированным
значениям:
.
.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
.
В качестве
расчетной
температуры
наружного
воздуха принимаем
среднюю температуру
наиболее холодных
суток:
.
Нормативный температурный перепад:
(таблица 3.6 [2]).
Коэффициент
определяем
по его нормированным
значениям:
.
.
Проводим расчет для световых проемов.
Принимаем сопротивление теплопередаче окон для производственных и вспомогательных промышленных предприятий с влажным или мокрым режимом (таблица 3.7 [2]):
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
.
Нормативный температурный перепад:
.
.
.
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
Исходя из того, что требуемое термическое сопротивление должно быть меньше расчетного термического сопротивления, проверяем соблюдение санитарно-гигиенических норм:
для наружных стен:
;
;
- удовлетворяет.
для покрытий и перекрытий:
;
;
- удовлетворяет.
для наружных дверей и ворот:
;
;
- не удовлетворяет.
для световых проемов:
;
;
- удовлетворяет.
В целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления ограждающих конструкций больше требуемых, кроме дверей (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери нуждаются в дополнительном утеплении.
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
Рис.1.
Зоны пола
рассчитываемого
помещения.
;
;
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
,
где
- площадь ограждающей
конструкции,
;
- термическое
сопротивление
теплопередаче,
;
- расчетная
температура
внутреннего
воздуха,
;
- расчетная
температура
наружного
воздуха,
;
- добавочные
потери теплоты
в долях от основных
теплопотерь;
- коэффициент
учета положения
наружной поверхности
по отношению
к
наружному воздуху.
Н. с. - наружные стены;
Н. д. - наружные двери;
Д. о.
- двойное остекление;
Пт - перекрытия;
Пл1, Пл2, Пл3, Пл4 - пол.
Таблица 6. Расчет теплопотерь.
№ помещения |
|
Характеристики ограждений |
|
Доли добавочных теплопотерь |
|
Тепловой
поток теплопотерь
|
||||||
Наименование | Ориентация |
Размер
|
|
|
на ориентацию | на инфильтрацию | прочие | |||||
|
20 | Д. о. | С-З |
|
60,48 | 0,42 | 42 | 0,1 | 0,3 | - | 1,4 | 8467,2 |
Д. о. | Ю-В |
|
60,48 | 0,42 | 42 | 0,05 | 0,3 | - | 1,35 | 8164,8 | ||
Н. с. | С-З |
|
263,52 | 1,279 | 42 | 0,1 | 0,3 | - | 1,4 | 12114,9 | ||
Н. с. | Ю-В |
|
263,52 | 1,279 | 42 | 0,05 | 0,3 | - | 1,35 | 11682,2 | ||
П. т. | - |
|
2700 | 1,5417 | 42 | - | - | 1 | 73555,2 | |||
Пл.1 | - | 640 | 2,12688 | 42 | - | - | - | 1 | 12638,2 | |||
Пл.2 | - | 624 | 4,32688 | 42 | - | - | - | 1 | 6057 | |||
Пл3 | - | 592 | 8,62688 | 42 | - | - | - | 1 | 2882,15 | |||
Пл.4 | - | 828 | 14,22688 | 42 | - | - | - | 1 | 2444,4 | |||
|
119922,898 |
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
Влаговыделения
животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент
влаговыделений
(таблица 4);
- влаговыделение
одним животным
(таблица 3),
;
- число животных.
;
Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 10% от общего влаговыделения:
,
Суммарные влаговыделения:
.
Рассчитаем
количество
,
выделяемого
животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент
выделений
и полных тепловыделе-
ний;
- количество
,
выделяемого
одним животным,
.
;
Определим
тепловой поток
полных тепловыделений,
:
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений
одним животным
(таблица 3),
.
;
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
где ФТП - поток теплопотерь (SФТП таблица 6).
Угловой
коэффициент
(тепловлажностное
отношение),
:
.
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
Произведем
расчет вентиляционного
воздуха,
,
из условия
удаления
выделяющихся:
водяных паров:
,
где
- суммарные
влаговыделения
внутри помещения,
;
- плотность
воздуха,
;
и
- влагосодержания
внутреннего
и наружного
воздуха,
.
Из
диаграммы
влажного воздуха
по рис.1.1 [2] определим
и
:
,
(при 20
и
);
,
(при
и
).
.
углекислого газа:
,
где
- расход углекислого
газа, выделяемого
животными в
помещении,
;
- ПДК углекислого
газа в помещении
(таблица 2),
;
- концентрация
углекислого
газа в наружном
(приточном)
воздухе,
,
(принимают 0,3
- 0,5
,
стр.240 [2]).
.
расход
вентиляционного
воздуха исходя
из нормы минимального
воздухообмена:
,
где
- норма минимального
воздухообмена
на 1ц живой
массы,
;
- живая масса
животных,
.
- масса всех животных.
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем наибольший, т.е.
.
3.2 Переходный период года
Для переходного режима года влаговыделения животными:
;
Дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 10% от общего влаговыделения.
Определим суммарные влаговыделения:
.
Тепловой поток полных тепловыделений:
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений
животными в
переходный
период,
;
- тепловой поток
теплопотерь
через ограждающие
конструкции
в переходный
период,
.
,
где
и
- расчетные
температуры
внутреннего
и наружного
воздуха в переходный
период,
.
;
;
;
.
.
Определим
угловой коэффициент,
:
.
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
Рассчитаем
расход вентиляционного
воздуха,
,
из условия
удаления водяных
паров:
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
.
Влагосодержание
наружного
воздуха
определим по
- диаграмме при
параметрах
и
.
.
.
.
Для переходного периода года рассчитывается воздухообмен только для удаления водяных паров:
3.3 Теплый период года
Определяем
влаговыделения
животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент
влаговыделений;
- влаговыделение
одним животным,
;
- число животных.
;
Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
Суммарные влаговыделения:
.
Определим
тепловой поток
полных тепловыделений,
:
,
где
- тепловой поток
полных тепловыделений
одним животным
(таблица 3),
kt’’’
=1.1- температурный
коэффициент
полных тепловыделений
(таблица 4).
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
где
- тепловой поток
от солнечной
радиации,
.
,
где
- тепловой поток
через покрытие,
;
- тепловой поток
через остекление
в рассматриваемой
наружной
стене,
;
- тепловой поток
через наружную
стену,
.
,
где
=2700
- площадь покрытия
(таблица 6);
=1,2787
- термическое
сопротивление
теплопередаче
через покрытие
(таблица 6);
=
17,7
- избыточная
разность температур,
вызванная
действием
солнечной
радиации для
вида покрытия
- тёмный рубероид,
(стр.46 [2]).
.
Тепловой
поток через
остекление,
:
,
где
- коэффициент
остекления
(
),
(стр.46 [2]);
- поверхностная
плотность
теплового
потока через
остекленную
поверхность,
,
(С-З:
;
Ю-В:
,
таблица 3,12 [2]);
=263,52
- площадь остекления.
.
Тепловой поток через наружную стену (за исключением остекления в этой стене):
,
для стены А
где
=263,52
- площадь наружной
стены,
;
=1,279
- термическое
сопротивление
теплопередаче
наружной стены,
.
- избыточная
разность температур,
,
(таблица 3.13)
;
для стены В
=263,52
;
=1,0561
;
=7,7
,
;
=719,7
(кВт).
.
Угловой
коэффициент,
:
.
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
Расход
вентиляционного
воздуха,
,
в теплый период
года из условия
удаления
выделяющихся:
водяных паров:
.
Влагосодержание
наружного
воздуха
определим по
- диаграмме
(рис.1.1 [2]) при параметрах
и
.
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
.
.
расход
вентиляционного
воздуха исходя
из нормы минимального
воздухообмена:
,
где
- норма минимального
воздухообмена
на 1ц живой
массы,
;
- живая масса
животного,
.
,
.
В качестве
расчетного
значения расхода
воздуха в теплый
период принимаем
наибольший,
т.е.
.
4. Выбор системы отопления и вентиляции
На свиноводческих фермах применяют вентиляционные системы, посредствам которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения по воздуховодам равномерной раздачи.
Кроме того, предусматривают дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни.
Тепловая
мощность
отопительно-вентиляционной
системы,
:
,
где
- тепловой поток
теплопотерь
через ограждающие
конструкции,
;
- тепловой поток
на нагревание
вентиляционного
воздуха,
;
- тепловой поток
на испарение
влаги внутри
помещения,
;
- тепловой поток
явных тепловыделений
животными,
.
(табл.6 [2]).
Тепловой
поток на нагревание
приточного
воздуха,
:
,
где
- расчетная
плотность
воздуха (
);
- расход приточного
воздуха в зимний
период года,
(
);
- расчетная
температура
наружного
воздуха, (
);
- удельная изобарная
теплоемкость
воздуха (
).
.
Тепловой
поток на испарение
влаги с открытых
водных и смоченных
поверхностей,
:
,
где
- расход испаряемой
влаги для зимнего
периода,
.
.
Тепловой
поток явных
тепловыделений,
:
,
где
- температурный
коэффициент
явных тепловыделений;
- тепловой поток
явных тепловыделений
одним животным,
;
- число голов.
;
Ввиду того, что в здании две венткамеры устанавливаем две ОВС мощностью:
;
Подача
воздуха одной
ОВС:
;
Определим
температуру
подогретого
воздуха,
:
,
где
- наружная
температура
в зимний период
года,
;
.
Для пленочных воздуховодов должно соблюдаться условие:
- в нашем случае
удовлетворяет.
5. Расчет и выбор калориферов
В системе вентиляции и отопления устанавливаем водяной калорифер. Теплоноситель - горячая вода.
Рассчитаем
требуемую
площадь живого
сечения,
,
для прохода
воздуха:
,
где
- массовая скорость
воздуха,
,
(принимается
в пределах 4-10
).
Принимаем массовую скорость в живом сечении калорифера:
.
.
По таблице 8.10 [2] по рассчитанному живому сечению выбираем калорифер марки КПБ со следующими техническими данными:
Таблица 7. Технические данные калорифера КВСБ.
Номер калорифера |
Площадь
поверхности
нагрева
|
Площадь
живого сечения
по воздуху
|
площадь живого сечения по теплоносителю |
10 | 28,11 | 0,581 | 0,00116 |
Уточняем массовую скорость воздуха:
.
Определяем
коэффициент
теплопередачи,
:
,
где
- коэффициент,
зависящий от
конструкции
калорифера;
- массовая скорость
в живом сечении
калорифера,
;
и
- показатели
степени.
Из таблицы 8.12 [2] выписываем необходимые данные для КВББ:
;
;
;
;
.
(м/с)
.
Определяем
среднюю температуру
воздуха,
:
.
Определяем
среднюю температуру
пара (таблица
1,8 [2])
:
.
Определяем
требуемую
площадь поверхности
теплообмена
калориферной
установки,
:
.
Определяем число калориферов:
,
где
- общая площадь
поверхности
теплообмена,
;
- площадь поверхности
теплообмена
одного калорифера,
.
.
Округляем
до большего
целого значения,
т.е.
.
Определяем процент запаса по площади поверхности нагрева:
.
- удовлетворяет.
Аэродинамическое
сопротивление
калориферов,
:
,
где
- коэффициент,
зависящий от
конструкции
калорифера;
- показатель
степени.
.
Аэродинамическое
сопротивление
калориферной
установки,
:
,
где
- число рядов
калориферов;
- сопротивление
одного ряда
калориферов,
.
.
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
В с/х производственных помещениях используют перфорированные пленочные воздухораспределители. Предусматривают расположение двух несущих тросов внутри пленочной оболочки, что придает воздуховодам овальную форму при неработающем вентиляторе и тем самым предотвращает слипание пленки.
Задача аэродинамического расчета системы воздуховодов состоит в определении размеров поперечного сечения и потерь давления на отдельных участках системы воздуховодов, а также потери давления во всей системе воздуховодов.
Исходными
данными к расчету
являются: расход
воздуха,
длина воздухораспределителя
,
температура
воздуха и абсолютная
шероховатость
мм
(для пленочных
воздуховодов).
В соответствии с принятыми конструктивными решениями составляют расчетную аксонометрическую схему воздуховодов с указанием вентиляционного оборудования и запорных устройств.
Схему
делят на отдельные
участки, границами
которых являются
тройники и
крестовины.
На каждом участке
наносят выносную
линию, над которой
проставляют
расчетный
расход воздуха
(
),
а под линией
- длину участка
(м). В кружке у
линии указывают
номер участка.
Составляем расчетную схему:
Рис.2. Расчетная аксонометрическая схема воздуховодов.
На схеме выбираем основные магистральные расчетные направления, которые характеризуются наибольшей протяженностью.
Расчет начинаем с первого участка.
Используем перфорированные пленочные воздухораспределители. Выбираем форму поперечного сечения - круглая.
Задаемся скоростью в начальном поперечном сечении:
.
Определяем
диаметр пленочного
воздухораспределителя,
:
.
Принимаем
ближайший
диаметр, исходя
из того, что
полученный
равен
(стр. 193 [2]). Динамическое
давление,
:
,
где
- плотность
воздуха.
.
Определяем число Рейнольдса:
,
где
- кинематическая
вязкость воздуха,
,
(табл.1.6 [2]).
.
Коэффициент гидравлического трения:
,
где
- абсолютная
шероховатость,
,
для пленочных
воздуховодов
принимаем
.
.
Рассчитаем коэффициент, характеризующий конструктивные особенности воздухораспределителя:
,
где
- длина воздухораспределителя,
.
.
Полученное
значение коэффициента
0,73, что обеспечивает
увеличение
статического
давления воздуха
по мере приближения
от начала к
концу воздухораспределителя.
Установим
минимальную
допустимую
скорость истечения
воздуха через
отверстие в
конце воздухораспределителя,
:
,
где
- коэффициент
расхода (принимают
0,65 для отверстий
с острыми кромками).
.
Коэффициент, характеризующий отношение скоростей воздуха:
,
где
- скорость истечения
через отверстия
в конце воздухораспределителя,
(рекомендуется
),
принимаем
.
.
Установим
расчетную
площадь отверстий,
,
в конце воздухораспределителя,
выполненных
на 1
длины:
.
Принимаем один участок.
Определим
площадь отверстий,
,
выполненных
на единицу
воздуховода:
,
где
- относительная
площадь воздуховыпускных
отверстий на
участке
воздухораспределителя
(
по [1]).
.
Диаметр воздуховыпускного
отверстия
принимают от
20 до 80
,
примем
.
Определим число рядов отверстий:
,
где
- число отверстий
в одном ряду
(
);
- площадь воздуховыпускного
отверстия,
.
Определим
площадь воздуховыпускного
отверстия,
:
.
.
Шаг
между рядами
отверстий,
:
.
Определим
статическое
давление воздуха,
:
в конце воздухораспределителя:
;
в начале воздухораспределителя:
.
Потери
давления в
воздухораспределителе,
:
.
Дальнейший расчет сводим в таблицу. Причем:
,
,
,
где R - удельные потери давления на единице длины воздуховода, определяется по монограмме (рис.8.6 [2])
- коэффициент
местного
сопротивления
(таблица 8.7 [2])
скорость
воздуха в жалюзийной
решетке
Таблица 8. Расчет участков воздуховода.
Номер участка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 | 3916,25 | 66 | 560 | 0,0022 | 6 | 0,62 | 40,92 | 0,4 | 12,59 | 5,036 | 45,956 |
2 | 916,25 | 6 | 560 | 0,0025 | 6 | 0.62 | 3,78 | 1 | 12,59 | 12,59 | 16,31 |
3 | 7832,5 | 5 | 600 | 0,0029 | 8 | 1,6 | 8 | 1,3 | 38,4 | 49,92 | 57,92 |
Калорифер | 7832,5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 130,68 |
Жал. реш. | 7832,5 | - | - | - | 5 | - | - | 2 | 15 | 30 | 30 |
итого: | 280,866 |
7. Вытяжные шахты
Расчет вытяжных шахт естественной вентиляции производят на основании расчетного расхода воздуха в холодный период года. Работа вытяжных шахт будет более эффективной при устойчивой разности температур внутреннего и наружного воздуха (не менее 5°С), что наблюдается в холодный период года.
Скорость
воздуха в поперечном
сечении вытяжной
шахты,
:
,
где
- высота вытяжной
шахты между
плоскостью
вытяжного
отверстия и
устьем шахты
(3-5),
(принимаем
);
- диаметр (эквивалентный
(0.8,0.9,1)) шахты,
(принимаем
);
- расчетная
наружная температура,
(
);
- сумма коэффициентов
местных сопротивлений.
Местное сопротивление определяем по таблице 8.7 [1]:
для
входа в вытяжную
шахту:
;
для
выхода из вытяжной
шахты:
.
,
.
Определяем число шахт:
,
где
- расчетный
расход воздуха
в зимний период,
;
- расчетный
расход воздуха
через одну
шахту,
.
Определяем
расчетный
расход воздуха
через одну
шахту,
:
,
где
- площадь поперечного
сечения шахты,
.
Рассчитаем
площадь поперечного
сечения шахты,
:
.
.
.
Принимаем
число шахт для
всего помещения
8. Выбор вентилятора
Подбор вентилятора производят по заданным значениям подачи и требуемого полного давления.
В системах вентиляции и воздушного отопления с/х производственных зданий устанавливают радиальные (центробежные) вентиляторы марок В. Ц 4-75, В. Ц 4-76 и В. Ц 4-46, осевые вентиляторы марок В-06-300 и ВО.
Радиальные вентиляторы изготавливают по схемам конструктивного исполнения 1 и 6. Вентиляторы исполнения 1 более компактны и удобны при эксплуатации, с меньшим уровнем шума.
Подачу
вентилятора
определяем
с учетом потерь
или подсосов
воздуха в
воздуховоды,
вводя поправочный
коэффициент
к расчетному
расходу воздуха
для стальных
воздуховодов
1,15,
:
.
Определяем
требуемое
полное давление
вентилятора,
:
,
где
- температура
подогретого
воздуха,
=1
- при нормальном
атмосферном
давлении.
.
По подаче воздуха вентилятора и требуемому полному давлению, согласно графику характеристик вентиляторов ВЦ 4-75 (рис.8.16 [2]), выбираем вентилятор марки: Е 6,3-100-1.
В соответствии с выбранным ранее калорифером и выбранным теперь вентилятором заполняем таблицу характеристик отопительно-вентиляционной системы:
Таблица 9. Характеристика отопительно-вентиляционной системы.
Обозначение | Кол. систем | Наим-е помещения | Тип установки | Вентилятор | ||||||
тип | номер | исполнение | положение |
|
|
|
||||
2 | Свинарник | Е 6,3-100-1. | ВЦ 4-75 | 6,3 | 1 | Л | 9007 | 281,04 | 935 | |
Обозначение | Электродвигатель | Воздухонагреватель (калорифер) | Примечание | ||||||||
Тип |
|
|
Тип | Номер | Кол-во | Тем-ра нагрева |
Мощности,
|
|
|||
от | до | ||||||||||
4А90L6 | 1,5 | 935 | КВСБ | 10 | 1 | -22 | 20,4 | 22,605 |
9. Энергосбережение
Наиболее эффективным техническим решением вопроса сокращения расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата, безусловно является использование типа воздуха, удаляемого из животноводческих и птицеводческих помещений. Расчет технико-экономических показателей микроклимата показывает, что применение в системах утилизаторов тепла позволяет сократить расход тепловой энергии на данный технологический процесс более чем в 2 раза. Однако такие системы более металоемкие и требуют дополнительных эксплуатационных затрат электрической энергии на вентиляторы. Использование тепловой энергии в системах вентиляции в основном обеспечивается за счет применения регенеративных и рекуперативных теплообменных аппаратов различной модификации.
Литература
Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Мн. Ротопринт БАТУ. 1994 г.
Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Под ред. А.В. Ядренцева и др.: - Мн.; Ураджай. 1993 г.