Свинарник на 160 мест
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.
М
инск-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
Введение
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 Холодный период года
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
3.2 Переходный период года
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
3.3 Теплый период года
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
4. Выбор системы отопления и вентиляции
5. Расчет и выбор калориферов
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
7. Вытяжные шахты
8. Выбор вентилятора
9. Энергосбережение
Литература
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 R>В.
П>,
определяем по таблице 3.5 [2].
R>В. 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
Р
ис.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 |
,
,
,
,
,
1
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 Ф>ТП >- поток теплопотерь (Ф>ТП >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),
k>t>’’’
=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 5С), 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.