Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений
Расчет необходимого воздухообмена в помещении. Нахождение требуемой мощности отопительных приборов. Определение гидравлического сопротивления вентиляционной системы и выбор вентилятора. Расчет калориферов неподвижных жалюзийных решеток, вытяжных шахт.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.12.2013 |
| Размер файла | 83,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
15
Размещено на http://www.allbest.ru/
Челябинский Государственный Агроинженерный Университет
Факультет электрификации и автоматизации
сельскохозяйственного производства
Кафедра тепловодогазоснабжения сельского хозяйства
Курсовой проект
Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений
Челябинск
Содержание
Введение
1. Исходные данные
2. Расчетная часть
2.1 Расчет необходимого воздухообмена и мощности отопительных приборов
2.2 Определение требуемой мощности отопительных приборов
3. Выбор и расчёт системы вентиляции
3.1 Расчёт системы вентиляции равномерной раздачи
3.2 Расчёт раздающей части, воздуховода
4. Расчёт отопительных приборов (калориферов)
4.1 Расчёт и выбор калориферов
5. Определение гидравлического сопротивления вентиляционной системы и выбор вентилятора
5.1 Расчёт и выбор неподвижных жалюзийных решеток
5.2 Расчёт вытяжных шахт
Список литературы
Введение
Вентиляторы применяются во всех отраслях народного хозяйства.
В России при эксплуатации вентиляторов в различных отраслях промышленности потребляется до 8 % всей вырабатываемой электроэнергии.
Особое место вентиляция имеет в сельскохозяйственных зданиях и сооружениях. Если говорить о влияние вентиляции на продуктивность животных, установлено, что продуктивность животных зависит не только от эффективного использования кормов, но и в значительной мере определяется состоянием среды в животноводческих помещениях.
Для обеспечения устойчивости животных к простудным заболеваниям, роста их продуктивности необходимо создание оптимальных условий их содержания, то есть микроклимата, который зависит от ряда факторов или показателей, основными из которых являются температура, влажность, подвижность и загазованность воздуха в животноводческих помещениях.
Требуемый микроклимат достигается правильным соблюдением теплофизических норм строящихся животноводческих помещений, организация воздухообмена, выбором системы удаления навоза, применением эффективных средств регулирования параметров воздушной среды.
Соблюдение параметров микроклимата в животноводческих помещениях влияет не только на здоровье животных и продуктивность, но и на продолжительность срока службы основных производственных зданий, улучшение условий эксплуатации технологического оборудования и труда обслуживающего персонала.
1. Исходные данные
Помещение для кур-несушек 8500 шт.
Размеры помещения: 18х90х3 м.
Материал стен: кирпич обоженный
Толщина стен 520 мм.
электроэнергия
Температура окружающей среды: -260С
2. Расчетная часть
2.1 Расчёт необходимого воздухообмена и мощности отопитепьных приборов
Необходимый воздухообмен рассчитывается на основании баланса каждой вредности, поступающей в помещение и удаляющейся из помещения.
а). Воздухообмен по нормативной концентрации влаги внутри помещения рассчитывается по выражению:
м3/с,
где dВ и dН - влагосодержание внутреннего и наружного воздуха, г /кг с.в.;
dН - при наружных температурах минус 20...30°С можно принять 0,5-0,4 г/кг с.в.;
dв - определяется при помощи i-d диаграммы по принятой нормативной температуре воздуха в помещении и допустимой влажности для каждого вида животных (птиц), dB = 7 г/кг;
с - плотность воздуха при внутренней температуре, кг /м3;
;
кг/м3; Тн=273К; Рн=105Па
кг/м3
Мж - количество влаги, выделяемой животными,
г/с
где m - количество животных (птицы), содержащихся одновременно в помещении;
q - количество влаги, выделяемое одним животным;
Ми- количество влаги, испаряющейся с поверхности ограждений, пола, поилок и т.д. Для животноводческих помещений
г/с
Следовательно:
м3/с
б). Воздухообмен по допустимой концентрации углекислого газа внутри помещения определяется из выражения:
м3/с,
где С - количество углекислоты, выделяемое одним животным (птицей), м3/с. Согласно справочным данным примем С=0,8?10-6 м3/с;
Св - допустимая концентрация СО2 в воздухе помещения, м3/м3. Для птиц Св=(1,8…2) 10-3 м3/м3. Примем СВ=1,9?10-3 м3/м3;
Сн - концентрация СО2 в свежем приточном воздухе, Сн=(0,3…0,4) 10-3 м3/м3. Примем Сн=0,35?10-3 м3/м3.
Примечание: 1. Во всех животноводческих помещениях допускается содержание СО2 до 2,5 л/м3, NН3 до 0,5 л/м3.
2. В птичниках допустимые концентрации СO2 - 1,8... 2,0 л/м3, NН3 - 0,01 мг/л, Н2S - 0,005 мг/л.
м3/с
в) Воздухообмен по нормам расхода свежего воздуха на 100 кг живой массы животных находится по уравнению
м3/с
где g - масса одного животного (птицы) кг.
Согласно справочным данным примем g=1,6 кг;
m - количество животных (птиц);
Н - нормативный воздухообмен на 100 кг живой массы животных, м3/с?100 кг. Согласно справочным данным примем Н=0,028 м3/с?100 кг.
м3/с
Из определённых таким образом трех, воздухообменов для дальнейших расчетов отопительно-вентиляционной системы принимается наибольший Vв.
Vв=4,39 м3/с
2.2 Определение требуемой мощности отопительных приборов
Необходимую мощность отопительных приборов определить из уравнения теплового баланса помещения. Для написания уравнения теплового баланса необходимо выявить все потери теплоты в животноводческом помещении, а также все тепловыделения. На основе теории теплопередачи найти коэффициенты теплопередачи и тепловые потери через отдельные виды ограждений, затем остальные составляющие уравнения теплового баланса и определить необходимую мощность отопительных приборов.
Уравнение теплового баланса животноводческого помещения:
где Qоп - мощность отопительных приборов;
Qo - теплота, теряемая через ограждающие конструкции помещения;
Qв - теплота, теряемая с удаляемым из помещения воздухом;
Qи - теплота, затраченная на испарение влаги;
Qж - теплота, выделяемая животными.
а). Теплота, теряемая через ограждающие конструкции, определяется как сумма потерь теплоты через отдельные виды ограждения (стены, окна, двери, пол, потолок). Потери через окна, двери и потолок определяются из выражения
Вт.
где к - коэффициент теплопередачи через соответствующий вид ограждения, Вт/м2 К;
F - площадь ограждения, м2;
tВ и tН - внутренняя и наружная температура воздуха, 0С;
Коэффициент теплопередачи
Вт/м2·К
где Rв - тепловое сопротивление внутренней поверхности. Для животноводческих помещений Rв=0,155 м2К/Вт;
Rн - тепловое сопротивление наружной поверхности. Для наружных стен Rн=0,043 м2К/Вт; для поверхностей, выходящих на чердак, Rн=0,124 м2К/Вт.
Коэффициент теплопередачи через потолок:
Вт/м2·К
Коэффициент теплопередачи через стены:
Вт/м2·К
Коэффициент теплопередачи через окна (двойные): Вт/м2·К
Коэффициент теплопередачи через двери (одинарные): Вт/м2·К
Рассчитав коэффициент теплопередачи для потолка необходимо проверить его на возможность образования конденсата на потолочном перекрытии. Для этого определяем удельный тепловой поток через потолочное перекрытие:
где k - рассчитанный коэффициент теплопередачи для потолочного перекрытия.
Вт/м2
Температура внутренней поверхности перекрытия округляется из выражения:
0С
tn должна быть выше точки росы для параметров воздуха внутри помещения округляемой по i-d диаграмме.
Теплота, теряемая через потолок: Вт
Теплота, теряемая через стены: Вт
Теплота, теряемая через окна: Вт
Теплота, теряемая через двери: Вт
Потери теплоты через пол определяется как сумма для зон шириной 2 м.
Вт
где Rn - сопротивление теплопередачи каждой зоны неутепленных полов. Для I зоны Rn= 2,15; II зоны Rn= 4,3; III зоны Rn= 8,6 и для IV зоны Rn= 14,2 м2К/Вт;
F - площадь каждой зоны.
Вт
Вт
Вт
Вт
Теплота, теряемая через пол:
Вт
Теплота, теряемая через ограждающие конструкции:
Вт
б) Теплота, теряемая с вентиляционным воздухом, удаляемым из помещения, определяется по выражению:
Вт
где Ср - объемная теплоемкость воздуха, кДж/м3 К, Ср = 1,3 кДж/м3 К.
Вт
в) Теплота, теряемая на испарение влаги
Qи = 2477?Ми Вт
где 2477 кДж/кг - скрытая теплота испарения 1 кг воды.
Qи = 2477?7,2=17834,4 Вт
г). Теплота, выделяемая животными,
Qж=m·qж Вт
где qж - количество теплоты, выделяемой одним животным. Согласно справочным данным примем qж=13,5 Вт.
Qж=30000·13,5=405000 Вт
Мощность отопительных приборов определится из уравнения теплового баланса:
Вт
3. Выбор и расчёт системы вентиляции
Выбрав систему вентиляции и количество вентиляционных камер, необходимо изобразить систему вентиляции. Дальнейший расчёт вести для одной приточной системы, то есть на количество теплоты и подаваемого воздуха одной вентиляционной камерой.
3.1 Расчёт системы вентиляции равномерной раздачи
Выберем систему вентиляции с четырьмя приточными камерами, т.к. воздухообмен в помещении Vв=15,48 м3/с, а на один вентилятор не должно приходиться более 3…4 м3/с.
Определим диаметры воздуховодов
где V* - количество воздуха, протекающего через рассчитываемый участок воздуховода, м3/с;
и - скорость воздуха на рассчитываемом участке (и = 8...10 м/с для транспортирующего воздуховода; и = 6...8 м/с для раздающей части).
Диаметр транспортирующей части воздуховода:
м
Диаметр раздающей части воздуховода:
м
Определив диаметр воздуховода подбирается ближайший диаметр по ГОСТ из ряда: 125, 160, 200, 250, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000 мм.
Примем диаметр транспортирующего воздуховода 0,8м; а раздающего - 0,9 м.
Уточним скорость воздуха, используя формулу
Скорость воздуха в транспортирующем воздуховоде:
м/с
Скорость воздуха в раздающей части воздуховода:
м/с
3.2 Расчёт раздающей части, воздуховода
Равномерная раздача воздуха осуществляется либо за счет изменения площади сечения раздающих отверстии, по длине воздуховода при его постоянном сечении, либо за счет изменения сечения самого воздуховода при постоянном сечении раздающих отверстий.
Выберем для раздачи воздухопровод постоянного сечения.
Найдем площадь последнего по ходу воздуха отверстия по формуле
м2
где Vр - количество воздуха, проходящего через рассматриваемый раздающий участок, м3/с;
Vu - максимальная скорость истечения воздуха из раздающих отверстий, м/с (Vu = 4...8 м/с);
n - число отверстий на рассматриваемом раздающем участке. При этом отверстия должны располагаться не более чем через 3...3.5 м, а также должно выдерживаться условие:
Примем n=15, в этом случае отверстия будут располагаться через каждые 3 м, а также выполняется условие
где F - площадь сечения раздающего воздухопровода, которая вычисляется по диаметру раздающего воздуховод;
м - коэффициент расхода (принимается м=0,65...0,69).
м2
Диаметр отверстия найдем по формуле:
м
Площадь последующих отверстий определим по выражению
м2
Таблица 1
|
№ отверстия |
Мi |
fi |
|
|
1 |
1 |
0,043 |
|
|
2 |
1,002 |
0,043086 |
|
|
3 |
1,008 |
0,043344 |
|
|
4 |
1,018 |
0,043774 |
|
|
5 |
1,032 |
0,044376 |
|
|
6 |
1,051 |
0,045193 |
|
|
7 |
1,075 |
0,046225 |
|
|
8 |
1,105 |
0,047515 |
|
|
9 |
1,141 |
0,049063 |
|
|
10 |
1,185 |
0,050955 |
|
|
11 |
1,239 |
0,053277 |
|
|
12 |
1,305 |
0,056115 |
|
|
13 |
1,385 |
0,059555 |
|
|
14 |
1,485 |
0,063855 |
|
|
15 |
1,609 |
0,069187 |
4. Расчёт отопительных приборов (калориферов)
4.1 Расчёт и выбор калориферов
Количество отопительных приборов выбирается из конструктивных соображений принятой схемы отопительно-вентиляционной системы животноводческого помещения. Выберем четыре калорифера, по одному на каждую приточную камеру.
Определим температуру выходящего из калорифера воздуха по формуле
0С
Так как температура, выходящая из калорифера получается слишком низкой, то необходимо часть воздуха пустить в обход калорифера через обводной клапан.
Количество воздуха, пропускаемого через калорифер, определим по формуле:
м3/с
где Qоп - определенная из теплового баланса мощность отопительных приборов;
tK- температура воздуха после калорифера, °С.(принимается 10-20 °С)
м3/с
Живое сечение калорифера для прохода воздуха
м2
где с - плотность воздуха, кг/м3;
vс - расчетная массовая скорость воздуха, кг/м2с (для пластинчатых калориферов vс принимается 7...10, для оребренных - 3...5 кг/м2с).
м2
По живому сечению подберем калориферы: КВС11Б-П-УЗ (fк=1,66м2).
Уточним действительную массовую скорость воздуха:
кг/(м2 с)
Найдем скорость движения воды в трубах калорифера:
м/с
где СРВ - теплоемкость воды, кДж/кгК;
с - плотность воды, кг/м3;
fТР - живое сечение трубок калорифера;
tПР и tОБ - температура прямой и обратной воды.
м/с
Проверим действительную мощность выбранных калориферов
где k - коэффициент теплопередачи калорифера; k ? 23,58 Вт/(м2•0С);
F - поверхность нагрева выбранного калорифера, м2;
tвод - средняя температура воды в калорифере
tвозд - средняя температура воздуха в калорифере
0С
0С
n - количество калориферов.
Вт
QK должно быть на 15…20% больше потребной теплоты.
5. Определение гидравлического сопротивления вентиляционной системы и выбор вентилятора
Тип и номер вентилятора выбирается по количеству воздуха, подаваемого вентилятором, м3/час, и гидравлическому сопротивлению движения воздуха по вентиляционной системе (напору) Н.
В вентиляционных системах животноводческих помещений, когда сети имеют небольшую длину и мало ответвлений, можно не делить систему на участки. Потери напора можно определить из выражения
, Па
где Нl - линейные потери в транспортирующем воздуховоде,
Па
где л - коэффициент сопротивления трению (для данного случая можно принять л= 0,02);
l - длина участка;
V - скорость движения воздуха, на рассматриваемом участке, м/с;
с - плотность воздуха, кг/м3;
z - местные потери в транспортирующем воздуховоде;
где о - коэффициент местного сопротивления;
Па
Па
Па
Па
Па
Па
Па
V - скорость воздуха в рассматриваемом местном сопротивлении, м/с.
Па
Нру - потери в раздающем воздуховоде
Н/м2
где R - удельные потери давления на прямом участке (на 1 м длины)
Н/(м2м)
Па
РДвых из воздухопровода определяется по формуле:
Па
Потери напора в воздуховоде определятся:
Па
По требуемой производительности вентилятора (м3/час) и напору Н производится предварительный подбор вентилятора: ВЦ4-75-6,3.
Окончательный выбор вентилятора и мощности двигателя производится по индивидуальным характеристикам вентиляторов: ВЦ4-75-6,3 Н=400 Па А4 100S4 N=3 кВт n=1435 об/мин
Теоретически необходимая мощность двигателя вентилятора, рассчитывается из формулы
где Н - необходимый рассчитанный напор вентилятора, Па;
\/в - количество воздуха, подаваемое вентилятором, м3/с;
з- максимальный КПД вентилятора.
Вт
5.1 Расчёт и выбор неподвижных жалюзийных решеток
Решетка выбирается по живому сечению, рассчитанному по формуле
где V - расход воздуха через жалюзийную решетку, м3/с;
хЖР - скорость воздуха, хЖР= 4...6 м/с
м2
Выберем решетку 1,2 х 1,0 м. fЖ.Р.=1,2 м2
Уточним скорость воздуха, проходящего через решетку
м/с
5.2 Расчёт вытяжных шахт
Общая площадь вытяжных шахт, определяется из выражения
где V - воздухообмен в помещении, м/с;
хш - скорость воздуха в шахте.
Скорость воздуха в шахте, определяется из уравнения
где h - высота шахты, м.
Высоту шахты принимать от середины оконных пролетов до высшей точки шахты h=6 м.
м/с
м2
Количество шахт определяется из конструктивных соображений n=5.
м2
вентилятор отопительный калорифер шахта
Список литературы
1. Методические указания к выполнению курсового и дипломного проектирования «Расчет отопительно-вентиляционной системы животноводческих помещений». - Челябинск, 1999.
2. В.А. Кельдышев. Вентиляция сельскохозяйственных зданий и сооружений. - Челябинск, 2002.
3. А.А. Захаров. Применение тепла в сельском хозяйстве. - М., 1986.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Микроклимат – это совокупность условий окружающей среды. Расчет мощности электрокалориферной установки, проектирование ТЭНа. Выбор электродвигателя для привода вентилятора и электромагнитных пускателей. Разработка схемы управления и автоматизации.
автореферат [83,6 K], добавлен 11.09.2010Характеристика ЗАО "РусАгро-Тишанка". Назначение общеобменной вентиляции. Расчет потребного воздухообмена для стоянки машин с двигателями внутреннего сгорания. Расчет потребляемой мощности центробежного вентилятора. Анализ пожарной безопасности.
курсовая работа [41,7 K], добавлен 27.12.2010Определение вредных выделений, вычисление необходимого воздухообмена в рабочем помещении. Схема общеобменных вентиляционных систем и расположения в них оборудования. Проектирование и расчет конструкционных узлов, подбор вентилятора и электродвигателя.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.04.2011Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений. Проверка на отсутствие конденсации влаги. Расчет тепловой мощности системы отопления. Определение площади поверхности и числа отопительных приборов. Аэродинамический расчет каналов системы вентиляции.
курсовая работа [631,5 K], добавлен 28.12.2017Определение значения производственных вентиляционных установок, их технические и гигиенические задачи. Расчет технических параметров вентиляционной сети: давление, сопротивление и скорость движения воздуха. Схема расположения воздуховодов и вентиляторов.
курсовая работа [139,5 K], добавлен 17.10.2013Конструирование и расчет однотрубной системы водяного отопления. Определение расчетного теплового потока и расхода теплоносителя для отопительных приборов. Гидравлический расчет потерь теплоты помещениями и зданием, температуры в неотапливаемом подвале.
курсовая работа [389,8 K], добавлен 06.05.2015Определение скорости движения среды в нагнетательном трубопроводе. Расчет полного гидравлического сопротивления сети и напора насосной установки. Определение мощности центробежного насоса и стандартного диаметра трубопровода. Выбор марки насоса.
контрольная работа [38,8 K], добавлен 03.01.2016Горно-геологическая характеристика шахты, разработка и механизация выемки угля. Характеристика стационарных установок, проверочный расчет вентиляционной установки. Безопасность жизнедеятельности. Электроснабжение шахты. Устройство и работа комплекта АВК.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 27.07.2012Понятие и классификация теплообменных аппаратов. Определение площади поверхности теплообмена и коэффициента теплопередачи. Расчет гидравлических и механических характеристик устройства. Обоснование мероприятий по снижению гидравлического сопротивления.
курсовая работа [83,2 K], добавлен 17.07.2012Расчет материального и теплового баланса процесса коксования. Расчет гидравлического сопротивления отопительной системы и гидростатических подпоров. Определение температуры поверхности участков коксовой печи. Теплоты сгорания чистых компонентов топлива.
курсовая работа [154,4 K], добавлен 25.12.2013Подбор электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет редуктора, выбор материалов для колес и шестерен. Расчет клиноременной передачи. Эскизная компоновка редуктора. Выбор и проверка шпонок. Проверочные расчеты валов, подшипников качения.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 16.03.2015Анализ работы гидравлического привода. Предварительный и уточненный расчет гидросистемы. Выбор насоса, гидроцилиндра, трубопровода. Расчет предохранительного клапана, золотникового гидрораспределителя. Исследование устойчивости гидрокопировальной системы.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 26.10.2011Выбор способа обработки и описание типа лесосушильной камеры. Режимы и продолжительность сушки. Выбор расчетного материала. Определение параметров агента сушки. Выбор и расчет конденсата отводчиков, калориферов, вытяжных каналов. Контроль качества сушки.
курсовая работа [46,5 K], добавлен 07.06.2010Кинематический расчет электромеханического привода. Определение требуемой мощности и выбор электродвигателя. Расчет тихоходной зубчатой цилиндрической передачи редуктора. Выбор материала и твердости колес. Расчет на прочность валов редуктора, подшипников.
курсовая работа [8,5 M], добавлен 09.10.2011Методика теплового расчета подогревателя. Определение температурного напора и тепловой нагрузки. Расчет греющего пара, коэффициента наполнения трубного пучка, скоростных и тепловых показателей, гидравлического сопротивления. Прочностной расчет деталей.
курсовая работа [64,6 K], добавлен 05.04.2010Общая характеристика проектируемого цеха. Расчет электроосвещения. Расчет вентиляционной установки для цеха. Разработка схемы управления мостового крана. Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя. Охрана труда.
курсовая работа [560,7 K], добавлен 28.03.2007Выбор метеорологических условий в помещениях и характеристик наружного воздуха. Определение количеств вредных выделений. Выбор схемы организации воздухообмена в помещении. Расчет производительности СКВ. Выбор схем тепло- и холодоснабжения кондиционера.
курсовая работа [570,9 K], добавлен 14.03.2019Кинематический расчет привода электродвигателя, определение требуемой мощности. Расчет быстроходного и тихоходного валов, подшипников. Проверочный расчет валов на прочность. Выбор смазки редуктора, подбор муфты. Проверка прочности шпоночного соединения.
курсовая работа [277,2 K], добавлен 12.06.2010Расчет посадки ремня вентилятора с натягом. Посадка для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет калибров. Выбор посадки для сопряжения "ось - распорная втулка". Выбор посадки шлицевого соединения. Расчет и выбор посадок колец подшипника качения.
курсовая работа [97,4 K], добавлен 02.02.2008Выбор электродвигателя, определение его требуемой мощности. Расчет цилиндрических зубчатых передач и валов на прочность и жесткость. Подшипники качения, шпонки, проверочный расчет их на прочность. Стандартная муфта, смазка деталей и узлов привода.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 10.01.2013
