Расчет теплопоступлений и потерь теплоты кузнечно-термического отделения ремонтно-механического цеха завода автотракторного оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общие сведения

1.1 Описание объекта

Объект: Кузнечно-термическое отделение ремонтно-механического цеха завода автотракторного оборудования.

Место строительства: г. Красноярск

Назначение здания: Промышленное здание

воздух помещение вентиляция теплоснабжение

1.2 Расчетные параметры наружного воздуха

Расчетные параметры наружного воздуха выбираются в зависимости от географического положения проектируемого объекта по приложению 8 (1). В теплый период года параметры "А"; в холодный - параметры "Б".

Таблица 1. Параметры наружного воздуха

Период	Параметры	tн, °С	Iн, кДж/кг	V, м/с	Барометрическое давление	Географическая широта
Холодный	В	-40	-40,2	1	970	56
Теплый	А	22,5	49,4	1
Переходный	-	8	22,5	1

Для теплотехнического расчета определяем из (2):

1) Средняя температура отопительного периода

2) Продолжительность отопительного периода сут

1.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха

Расчетные параметры внутреннего воздуха в рабочей зоне принимаются в зависимости от категории тяжести работ по приложению 2 (1).

Основные помещения кузнечных и термических цехов характеризуются тяжелой (III) категорией выполняемых работ.

t_рз=t_н^А+4= 22,5 + 4 = 26,5 (принимаем t_рз=30^оС для теплого периода)

Таблица 2. Параметры внутреннего воздуха

Период года	tв, °С	цв,,%	V, м/с
Теплый	26,5	75	0,6
Холодный	18	75	0,5

2. Выбор ограждающих конструкций

2.1 Наружные стены

Таблица 3. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

№	Наименование материала	д, м	с, кг/м3	л, Вт/м ·°С
1	Известково-песчаная штукатурка	0,022	1600	0,7
2	Кирпич	0,640	1800	0,7
3	Минеральная вата	--	100	0,06

1) Определяем требуемое приведенное сопротивление теплопередачи ограждения исходя из условий энергосбережения.

ГСОП=(t_в-t_оп)z_оп = (18+7,1)234 = 5873,4 °C сут,

где: t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

t_от.пер. - средняя температура отопительного периода, °С

z_от.пер. - продолжительность отопительного периода, сутки.

4000 - 1,8

5973,4 - y

6000 - 2,2

R_oтр^эн =

2) Толщина утеплителя определяем из формулы общего сопротивления теплопередаче, приняв R_o = R_oтр^эн, как предельно допустимое условие.

;

Общая толщина стены:

3) Коэффициент теплопередачи

2.2 Покрытие

Таблица 4. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

№	Наименование материала	д, м	с, кг/м3	л, Вт/м ·°С
1	Ж/б плита	0,035	2500	1,92
2	Гравий керамзитовый	--	800	0,21
3	Цементная стяжка	0,025	1800	0,76
4	Рубероид 3 слоя	0,015	600	0,17

4000 - 2,5

5973,4 - y

6000 - 3,0

R_oтр^эн =

2) Толщина утеплителя определяем из формулы общего сопротивления теплопередаче, приняв R_o = R_oтр^эн, как предельно допустимое условие.

;

Общая толщина покрытия:

3) Коэффициент теплопередачи

2.3 Окна

4000 - 0,3

5973,4 - y

6000 - 3,5

R_oтр^эн =

Принимаем двухкамерный стеклопакет из обычного стекла (с межстекольным расстоянием 5 мм)

Коэффициент теплопередачи

2.4 Фонарь

4000 - 0,25

5973,4 - y

6000 - 0,3

R_oтр^эн =

Принимаем двойное остекление в спаренных переплетах

Коэффициент теплопередачи

2.5 Полы

; ;

; ;

; ;

; ;

2.6 Ворота

Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям

,

определяется по формуле:

Требуемое сопротивление теплопередаче ворот должно быть не менее 0,6.

;

Коэффициент теплопередачи

Все результаты сводим в таблицу №5.

Таблица 5

Наименование ограждения	k
Наружные стены Покрытие Окна Фонари Полы I зона II зона III зона IV зона Ворота	0,46 0,34 2,33 3,23 0,48 0,23 0,12 0,07 1,75

3. Теплопотери помещения

3.1 Теплопотери через ограждающие конструкции

Потери теплоты через ограждающие конструкции, Вт, определяются в соответствии с приложением 9 (1) по формуле

,

где А - площадь ограждающей конструкции, м²;

k - коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции,;

t_в - температура воздуха ^оC, в помещении, с учетом повышения ее по высоте для помещений высотой более 4 м;

t_н - температура наружного воздуха, ^оС, при расчете потерь теплоты через наружные ограждения;

n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху;

в - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

При наличии теплоизбытков за расчетную температуру воздуха внутри помещения t_в в формуле принимают:

а) для вертикальных ограждений до 4 м и пола - температуру воздуха в рабочей зоне,

^оС;

б) для покрытия - температуру воздуха в верхней зоне под покрытием,

^оС;

в) для вертикальных ограждении, расположенных выше 4 м от пола, - среднюю температуру между ними, т.е.

^оС.

Температура воздуха в верхней зоне зависит от наличия избытков теплоты в помещении, схемы организации воздухообмена и может быть определена по величине коэффициента воздухообмена K_t по формуле:

^оС,

где t_n - температура приточного воздуха, принимается на 4-6 ^оС ниже t_р.з.

^оС.

Расчет потерь теплоты для переходного периода Q_п.п., Вт, и дежурного отопления Q_д.о., Вт, производятся по формулам:

;

;

где - средняя температура воздуха в помещения в холодный и переходный периоды года, ^оС; - температура воздуха, ^оС, в помещении при дежурном отоплении; - температура наружного воздуха в переходный и холодный периоды, ^оС.

Все расчеты сводим в таблицу №6.

3.2 Расчет потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха

Расчет потерь теплоты на нагрев инфильтрующегося воздуха в холодный период года рассчитывается по формуле:

Вт

Для переходного периода делаем пересчет по формуле

Вт

3.3 Расчет потерь теплоты на нагрев ввозимых материалов и транспортных средств

Потери теплоты на нагрев ввозимого холодного материала Q_м, Вт, рассчитываются по формуле:

Вт,

где G_c, с - масса материала, кг, и удельная теплоемкость материала, , (принимаются по заданию);

т, с_м=0,42;

В - коэффициент интенсивности поглощения тепла материалом (для несыпучих материалов и транспорта при времени нахождения транспорта в помещении до 1-го часа В=0,5)

t_м - температура материала, ^оС, при поступлении в цех (для металла t_м=t_н= -40^оС).

Для переходного периода делаем пересчет:

Расход тепла на обогрев транспорта Q_тр, Вт, определяют по формуле

Вт,

где n - среднее количество однотипных машин, находящихся в помещении в расчетный час;

В - то же, что в предыдущей формуле(В=0,5)

Q_т - расход тепла на обогрев автомашины, кДж. (для ЗИЛ-130 - Q_т=94200 кДж).

Для переходного периода делаем пересчет:

4. Расчет поступлений теплоты в помещения

4.1 Выделение теплоты от людей

При расчете обычно учитывают только выделения явного тепла, так как влаговыделения в термических цехах не имеют существенного значения. Выделение теплоты людьми зависят от температуры воздуха в помещении, затраченной энергии при выполнении работы. В одну смену работает n=11 человек мужчин. Работа III степени тяжести.

Для холодного и переходного периодов года

при t_в = 18^оС

15 ^оС - 165

18 ^оС - у

20 ^оС - 130

Вт

Вт

Для теплого периода года

при t_в = 26,5^оС

25 ^оС - 95

26,5 ^оС - у

30 ^оС - 50

Вт

Вт

4.2 Поступление теплоты от солнечной радиации

а) Через заполнение световых проемов

Количество теплоты Qос, Вт, поступившее в помещение в каждый час расчетных суток через заполнение световых проемов, определяют по формуле:

,

где

- количество теплоты, Вт, поступившее от солнечной радиации;

-теплопоступления, Вт, обусловленные теплопередачей (для проектирования систем вентиляции можно пренебречь).

Теплопоступления от солнечной радиации Q_oc.i для вертикального заполнения световых проемов:

q_п, q_р - количество теплоты, Вт/м², соответственно прямой и рассеянной солнечной радиации, поступающей в каждый час расчетных суток, через одинарное остекление световых проемов;

К_инс, К_обл - коэффициенты инсоляции и облучения, учитывают площадь светового проема, незатененную вертикальными и горизонтальными солнцезащитными плоскостями(К_инс=1, К_обл=1);

К_отн - коэффициент относительного проникновения солнечной радиации через проем, отличающийся от одинарного(К_отн=0,9);

- коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами (=0,8);

F_ос - площадь светового проема (F_ос =4752м²).

Расчет теплопоступлений от солнечной радиации сводится в таблицу №7.

б) через покрытие

Количество теплоты Q_покр, Вт, поступающей в помещение через покрытие, определяется по формуле:

- среднее за сутки количество поступлений теплоты ;

- изменяющаяся в течение суток часть теплопоступлений ;

- площадь покрытия, м².

Если в производственном помещении технологические тепловыделения составляют большую часть суммарных тепловыделений, достаточно определять только среднесуточные поступления по формуле:

;

k_покр - коэффициент теплопередачи покрытия, ;

t_нср - средняя температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца (t_нср =24,5^оС)

-средние суточные количества теплоты суммарной (прямой и рассеянной) солнечной радиации, поступающей на поверхность покрытия.

t_{в покр} - температура воздуха под покрытием в теплый период (t_{в покр} =26,5 ^оС)

- коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, , зависящий от скорости ветра, для горизонтальных поверхностей:

Вт

Суммарные теплопоступления от солнечной радиации

4.3 Поступление теплоты от искусственного освещения

Расчет теплопоступлений от освещения Q_осв, Вт, ведется для холодного и переходного периодов по формуле

,

где N_осв - суммарная мощность источников освещения (N_осв=10 кВ)

Вт

4.4 Поступление теплоты от теплового оборудования

Тепловыделения Q_эл, Вт, от оборудования, потребляющего электроэнергию, определяют по формуле:

,

где N_у - установочная мощность оборудования, кВт;

q_эл - удельные тепловые поступления в помещение (q_эл = 615 );

з_о - коэффициент одновременности работы оборудования.

1) Термическая камерная электропечь сопротивления СН3 - 6,5-13 для нормализации(2 шт.)

N_у = 60 кВт

з_о=0,5

Вт

2) Конвейерный закалочно-отпускной агрегат ДА3А-277

N_у = 15 кВт

з_о=0,9

Вт

3) Шахтная электропечь азотирования

N_у = 25 кВт

з_о=0,9

Вт

Ванна мойки в горячей воде t = 80^оС

N_у = 5 кВт

з_о=1

Вт

Тепловыделения от оборудования, в котором сжигается топливо(Печь камерная кузнечная ), определяется по формуле:

где В - расход топлива,(В=12 кг/ч)

Q_н^р - теплотворная способность топлива (Q_н^р=35600)

k₂ - коэффициент, учитывающий долю тепла, поступающего в помещение( k₂=0,45)

з - коэффициент неполноты сгорания топлива (з = 0,95-0,98)

4.5 Поступление теплоты от электродвигателей

Поступление тепла. Вт, от установленных в одном помещении электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования определяется по формуле:

,

где N_у - установочная мощность электродвигателей, кВт;

k_сп - коэффициент спроса на электроэнергию (k_сп =0,16)

k_п - коэффициент, учитывающий полноту загрузки электродвигателя (k_п =1)

з - КПД электродвигателя при полной загрузке.

k_т - коэффициент перехода тепла в помещение, учитывающий, что часть теплоты может быть унесена из помещения с эмульсией, водой, воздухом.

1) Пресс кривошипный

N_у = 30 кВт;

з = 0,88

k_т = 0,8

Вт

2) Станок абразивно-заточный

N_у = 3 кВт;

з = 0,84

k_т = 0,8

Вт

3) Очистной голтовочный барабан

N_у = 2,2 кВт;

з = 0,81

k_т = 0,8

Вт

4.6 Поступление теплоты от нагретых поверхностей

Тепловыделения от нагретых поверхностей, Q_пов, Вт, определяются по формуле

,

где F - площадь нагретой поверхности, м²;

t_пов, t_в - температура поверхности и воздуха соответственно, ^оС;

б - коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху,

Для поверхности нагретой воды , где х - скорость движения воздуха у поверхности, м/с.

1) Ванна травления

ХП:

Вт

ТП:

Вт

2) Ванна мойки в горячей воде

ХП:

Вт

ТП:

Вт

4.7 Поступление тепла от горячих труб

По заданию в цехе имеются горячие неизолированные трубопроводы.

, l = 20м, t_н = 40⁰С.

ХП:

ТП:

F - площадь нагретой поверхности, м²;

- коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху, Вт/м^{2 о} С:

Вт/м^{2 о} С, где а - коэффициент, принимаемый для горизонтально расположенных труб - 2,09.

t_пов , t_в - температура поверхности и воздуха соответственно, ^оС.

ХП:

ТП:

5. Баланс тепла

Тепловой баланс составляют на основе расчетов теплопоступлений и потерь теплоты во все периоды года. В разделе теплопоступлений в холодный и переходный периоды года учитывают тепло от освещения, а в теплый период - от солнечной радиации. Для каждого помещения составляют отдельный баланс, который заносится в таблицу №8. Результатом теплового баланса являются значения избытков или недостатков теплоты, которые получают как разность между общим количеством теплопоступлений и теплопотерь. Ассимиляцию избытков теплоты выполнят с помощь вентиляции, восполнение недостатков тепла - средствами отопления помещений.

В результате составления таблицы теплового баланса помещения получили:

ь недостатков тепла нет, следовательно, установка постоянно работающего отопления не требуется;

ь в холодный период года предусматриваем дежурное отопление.

Дежурное отопление в цехе:

Вт

Потери теплоты в переходный период:

Вт.

Расход тепла на нагрев инфильтрирующегося воздуха в переходный период:

 Вт.

Результаты расчетов сводим в таблицу №8.

6. Расчет воздухообмена

6.1 Определение производительности местной вытяжной вентиляции

Для большинства технологических процессов производительность местных отсосов, их конструктивные и аэродинамические характеристики приведены в ведомственных указаниях или альбомах типовых чертежей местных отсосов. В данной курсовой работе выполняем расчет нескольких местных отсосов, остальные принимаем по типовым чертежам.

6.1.1 Расчет зонта-козырька

Зонт-козырек устанавливают над загрузочным отверстием печи

1. Определяем избыточное давление, Па, на уровне верхней кромки отверстия:

,

где Р_п - давление на поду печи, Р_п = 0,1 Па;

h - высота рабочего отверстия, h = 0,4 м;

с_в - плотность воздуха в помещении

;

с_п - плотность газов, выходящих из печи

;

g - ускорение свободного падения, м/с².

2. Определяем величину среднего избыточного давления в печи, Па:

3. Рассчитываем среднюю скорость выхода газов из печи, м/с:

,

где м - коэффициент расхода, принимается равным 0,65.

4. Определяем критерий Архимеда:

,

где d_х - эквивалентный диаметр,

F, S - соответственно площадь сечения, м², периметр, м, отверстия;

T_п, T_в - температура газов в печи и воздуха в помещении, К.

5. Определяем расстояние х, м, на котором искривленная ось струи пересечется с плоскостью приемного отверстия зонта-козырька:

м,

где m - коэффициент изменения скорости, m = 4;

м.

6. Находим диаметр струи газа, м, на расстоянии х от загрузочного отверстия:

м

Минимальный вылет зонта, м,

м

Ширину зонта принимают на 200 мм больше ширины загрузочного отверстия.

7. Определяем массовый расход газов, кг/ч:

кг/ч

8. Принимаем способ вентиляции. При удалении вредных веществ при использовании вентиляторов температура смеси газов и воздуха t_см должна быть не выше 80^оС. Вычисляем расход воздуха G_в, кг/ч, и L_в, м³/ч, удаляемый из рабочей зоны:

;

.

9. Рассчитываем расход смеси газов и воздуха Gсм, кг/ч, и Lсм, м3/ч, на входе в зонт:

;

,

где с_см - плотность при температуре смеси,

.

6.1.2 Расчет бортового отсоса

Устанавливаем обычный двухбортовой отсос у ванны травления в виде щелевых воздухоприемников, располагаемых вдоль длинных бортов ванн.

Количество воздуха, м³/ч, удаляемого бортовыми отсосами, определяем по формуле:

,

где b_р - расчетная ширина ванны, b_р = b = 0,6м;

l - длина ванны, l = 0,8 м;

h_р - расчетное заглубление зеркала жидкости, h_р = 0,15 м;

Дt = t_п-t_в = 90 - 18 = 72^оС - расчетная разность температур поверхности жидкости и воздуха в помещении;

k₁ - коэффициент, k₁ = 1 для двухбортового отсоса;

k₂ - коэффициент, учитывающий воздушное перемешивание жидкости, k₂ = 1,2;

k₃ - коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости плавающими телами, k₃ = 1;

k₄ - коэффициент, учитывающий укрытие зеркала жидкости пенным слоем, k₄ = 1;

k_Т - коэффициент, учитывающий токсичность и интенсивность вредных выделений, k_Т = 1,6.

6.1.3 Расчет местных отсосов от станков и галтовочного барабана

Местный отсос от образивно-заточного станка выполняется в виде кожуха. Производительность местного отсоса, м³/ч, определяется по формуле:

,

где d - диаметр круга, d = 200 мм;

а - удельная величина отсоса воздуха, м³/(ч мм круга), принимается, а = 2 для круга из корунда.

Расход воздуха от очистного галтовочного барабана, м³/ч, находят по формуле

,

где d - диаметр барабана d = 1 м.

6.1.4 Таблица местных отсосов от технологического оборудования

Данные о подобранных и рассчитанных местных отсосах заносятся в таблицу №9.

Таблица 9. Местные отсосы от технологического оборудования.

Технологическое оборудование	Характеристика выделяющихся вредностей	Объем вытяжки, м3/ч	Характеристика местного отсоса
Позиция	Наименование	Кол-во		На единицу	Всего	Обозначение	Применяемый документ
1	Печь камерная кузнечная с отводом газов в боров нагревателя	1	Тепло, продукты горения	2840	2840	Зонт-козырек	По расчету
2	Пресс кривошипный	1	Окалина, продукты горения	6000	6000	Укрытие	ОВ-02-148 В.2
3	Термическая камерная эл. печь сопротивления СНЗ-6,5 13 4/12 для нормализации	2	Продукты горения	2100	4200	Зонт-козырек	ОВ-02-148 В.3
4	Конвейерный закалочно-отпускной агрегат ААЗа 2/7	1	Продукты горения	9000	9000	Укрытие, воронка	ОВ-02-148 В.1
5	Шахтная электропечь азотирования	1	Продукты горения	3700	3700	Кольцевой отсос	ОВ-02-148 В.2
6	Ванна травления в серной кислоте	1	Пары серной кислоты	1877	1877	Двухбортовой отсос	По расчету
9	Станок абразивно-заточный	2	Металлическая пыль	400	800	Кожух	По расчету
10	Очистной галтовочный барабан	1	Металлическая пыль	1800	1800	Укрытие	По расчету

6.2 Расчет местной приточной вентиляции

Воздушное душирование предусматривается в горячих цехах на рабочих местах, подверженных тепловому облучению интенсивностью более 140 Вт/м². Расчет сводится к определению площади душирующего патрубка и расхода через него воздуха из условия обеспечения требуемых параметров воздуха на рабочих местах.

Расчет производится в следующей последовательности:

1. Задаемся параметрами воздуха на рабочем месте для теплого периода года.

Принимаем интенсивность теплового облучения

Для категории работ III тяжести принимаем

.

2. По I-d диаграмме определяем температуру воздуха после адиабатического охлаждения - t_ад = 18,3^оС

3. Температура воздуха на выходе из душирующего патрубка:

,

где Дt_п - нагрев воздуха в вентиляторе и воздуховодах между камерой орошения и душирующим патрубком. Принимается не менее 1,5^оС.

4. Производим расчет площади душирующего патрубка



Принимаем к установке УДВ-1

; m = 6; n = 4,9; о = 2,1

5. Проверяем длину начального участка струи по скорости движения воздуха

Определяем скорость воздуха на выходе из душирующего патрубка:

При

В нашем случае х = 1 < х_норм = 2,47. Следовательно, х_о = 3м/с

6. Проверяем длину начального участка струи по температуре воздуха

Определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка:

При

В нашем случае х = 1 < х_норм = 2,02. Следовательно t_о = 20 ^оС.

7. Вычисляем расчетное количество воздуха на один душирующий патрубок

8. Определяем расход воздуха, подаваемого в помещение через все душирующие патрубки:

,

где n_в.д. - количество воздушных душей в цехе.

6.3 Расчет воздухообмена общеобменной вентиляции

Расчет общеобменной вентиляции должен производиться для трех периодов года. Для определения воздухообмена решают систему из двух уравнений: уравнения воздушного баланса и уравнения баланса по вредности.

6.3.1 Воздухообмен по избыткам явного тепла

Уравнение воздушного баланса при наличии общеобменной и местной вентиляции:

;

Уравнение баланса по явному теплу:

;

Холодный период

;

;

;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

;

Из уравнения баланса по явному теплу находим :

;

<t_р.з.=18^оС

Переходный период года

;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

Подставляем в уравнение баланса по явному теплу и находим :

;

, ;

;

;

;

;

;

Теплый период года



;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

Подставляем в уравнение баланса по явному теплу и находим :

,

;

.

6.3.2 Воздухообмен по газовым вредностям

;

Для печи

.

6.3.3 Выбор расчетного воздухообмена. Таблица воздушного баланса

За расчетный воздухообмен принимается наибольший из рассчитанных на ассимиляцию теплоизбытков и газовыделений.

В нашем случае расчетным теплообменом является теплообмен на ассимиляцию теплоизбытков.

Результаты расчетов заносим в таблицу №12.

7. Выбор способов подачи воздуха. Расчет воздухораспределителей

Выбор способов подачи приточного воздуха и типа воздухораспределителей (ВР) производится в зависимости от категории помещения, габаритов технологического оборудования и требований к микроклимату.

Для подачи воздуха в рабочую зону используем пристенные эжекционные панельные воздухораспределители (ВПЭП) серии 1.494-18.

Определяем количество и тип воздухораспределителей.

1. Принимаем конструктивно количество устанавливаемых ВР:

n = 2 шт.

2. Определяем требуемый расход воздуха, подаваемый одним ВР:

Принимаем к установке ВПЭП 13.

Технические характеристики:

1. ; ;

2. ; ;

Проверяем правильность установки ВПЭПов по установочным ограничениям:



;

;

;

;

;

Вывод: все ограничения выполнены, следовательно, выбранные ВПЭП обеспечивают заданные условия на площади рабочей зоны цеха.

8. Расчет аэрации

Расчет аэрации (естественной организованной регулируемой вентиляции) под действием гравитационного давления производится для помещений с избытками тепла. Для притока наружного воздуха устраиваются проемы в наружных стенах, низ проемов располагают на высоте 0,3-1,8 м от пола в теплый период года и не менее 4 м от пола в переходный и холодный периоды.

Целью расчета является определение площади приточных и вытяжных аэрационных проемов и угол открытия створок. Расчет выполняют для теплого и переходного периодов.

Теплый период

^оС;

^оС;

^оС;

1. Вычисляем располагаемое давление по формуле

, Па

где H - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, H = 11,2 м;

- плотность при температуре наружного и внутреннего воздуха. Температуру внутреннего воздуха принимают

.

2. Потери давления при проходе воздуха через приточные проемы составляют:

, Па,

где n - доля располагаемого давления, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы. Площадь приточных проемов должна быть большей, что обеспечит невысокую скорость воздуха в проемах и устойчивость восходящих конвективных потоков. Рекомендуется принимать n = 0,1-0,4.

3. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

,Па

4. Определяют требуемые площади приточных и вытяжных проемов:

;

;

где о₁, о₂ - коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных проемов соответственно.

о₁ = 3,5 - при б=60^о. Створка двойная с верхней подвеской.

о₂ = 7,1 - при б=55^о. П-образный светоаэрационный фонарь с верхнеподвесными створками с ветрозащитными панелями.

5. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

F_п^ф = 7·(5·1,5) = 52,5 м² >F₁= 34,3 м²

F_в^ф = 2·(24·1,5) = 72 м² >F₂= 19,8 м²

Переходный период

^оС;

^оС;

^оС;

6. Вычисляем располагаемое давление по формуле

, Па

где H - расстояние между центрами приточных и вытяжных проемов, H = 7 м;

- плотность при температуре наружного и внутреннего воздуха. Температуру внутреннего воздуха принимают

.

7. Потери давления при проходе воздуха через приточные проемы составляют:

, Па,

где n - доля располагаемого давления, расходуемая на проход воздуха через приточные проемы. Площадь приточных проемов должна быть большей, что обеспечит невысокую скорость воздуха в проемах и устойчивость восходящих конвективных потоков. Рекомендуется принимать n = 0,1-0,4.

8. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

,Па

9. Определяют требуемые площади приточных и вытяжных проемов:

;

;

где о₁, о₂ - коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных проемов соответственно.

о₁ = 3,5 - при б=60^о. Створка двойная с верхней подвеской.

о₂ = 7,1 - при б=55^о. П-образный светоаэрационный фонарь с верхнеподвесными створками с ветрозащитными панелями.

10. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

F_п^ф = 7·(5·1,5) = 52,5 м² >F₁= 19,6 м²

F_в^ф = 2·(24·1,5) = 72м² >F₂= 9,86 м²

9. Подбор оборудования для местной приточной вентиляции (воздушного душирования)

9.1 Подбор узла воздухозабора и жалюзийных решеток

Проектируется для системы П1.

1) Расход приточного воздуха:

.

2) Требуемая площадь сечения решеток для забора воздуха:

- рекомендуемая скорость движения воздуха, (3- 6 м/с).

3) Требуемое количество решеток:

К установке принимаю 12 жалюзийных решеток типа СТД 5289, .

4) Рассчитываем фактическую скорость движения воздуха через решетку:

не превышает рекомендуемых значений.

5) Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через решетки:

Па

9.2 Расчет приточной камеры

9.2.1 По расходу приточного воздуха к установке принимаем камеру типа 2ПК20

9.2.2 В комплектации к данному типоразмеру приточной камеры устанавливается:

Клапан воздушный утепленный КВУ 1600х1000;

Вентилятор типа В.Ц4-76-8, (исполнение 6, Н=900Па, эл.двиг. типа 4А112МА4, мощностью 5,5 кВт).

9.2.3 Подбор калориферов

Для камеры 2ПК20 используются калориферы №10, ( КВБ10Б-П-УЗ), в количестве 3-х штук. Устанавливаем эти калориферы параллельно по воде и воздуху.

1) Находим расчетный тепловой поток Q, Вт, на нагрев воздуха:

2) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

n - число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

3) Находим расход воды через калориферную группу W, кг/ч:

;

4) Определяем скорость воды в трубках калориферной установки по формуле:

n-число калориферов, подключённых параллельно по теплоносителю, n=3.

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

5) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

- температуры соответственно наружного и приточного воздуха, принимаем по i-d диаграмме.

k - коэффициент теплопередачи калорифера,.

6) Определяют необходимое число калориферов в установке N_к, шт.:

7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

8) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

9) Проверка возможности использования этой установки для целей дежурного отопления

< 45^оC.

10) Гидравлическое сопротивление калориферов:

9.3 Подбор насоса для камеры орошения

1. Для определения производительности насоса определяем требуемый расход воды:

,

где G_в - расход воздуха в приточной установке.

м - коэффициент орошения, м=1.

2. Определяем напор насоса

м.в.ст

h_геом - геометрическая высота от уровня площадки до верха камеры.( h_геом = 2,3 м)

Подбираем насос марки К20/18б:

Технические характеристики:

Номинальная подача 15,1м3/ч;

Полный напор 12 м в ст.;

Допустимый кавитационный запас Дh_доп = 3,8м;

КПД = 65%;

Мощность на валу насоса - 0,8 кВт;

Диаметр рабочего колеса - 106 мм;

Частота вращения n = 2900 об/мин.

10. Подбор оборудования для общеобменной приточной вентиляции

10.1 Подбор узла воздухозабора и жалюзийных решеток

Проектируется для системы П2.

1) Расход приточного воздуха:

;

2) Требуемая площадь сечения решеток для забора воздуха:

- рекомендуемая скорость движения воздуха, (3- 6 м/с).

3) Требуемое количество решеток:

К установке принимаю 8 жалюзийных решеток типа СТД 5291,.

4) Рассчитываем фактическую скорость движения воздуха через решетку:

не превышает рекомендуемых значений.

4) Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через решетки:

10.2 Расчет приточной камеры

10.2.1 По расходу приточного воздуха к установке принимаем камеру типа 2ПК31,5.

10.2.2 В комплектации к данному типоразмеру приточной камеры устанавливается:

Клапан воздушный утепленный КВУ 1600х1000;

Вентилятор типа В.Ц4-75-10, (исполнение 1, Н=1100Па, эл.двиг. типа 4А160М8, мощностью 11 кВт).

10.2.3 Подбор калориферов:

Для камеры 2ПК31,5 используются калориферы №12,(КВБ12Б-П-УЗ), в количестве 1 шт.

1) Находим расчетный тепловой поток Q, Вт, на нагрев воздуха:

Вт

2) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

n - число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

3) Находим расход воды через калориферную группу W, кг/ч:

;

4) Определяем скорость воды в трубках калориферной установки по формуле:

n-число калориферов, подключённых параллельно по теплоносителю, n=1.

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

5) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

- температуры соответственно наружного и приточного воздуха, принимаем по i-d диаграмме.

k - коэффициент теплопередачи калорифера,.

6) Определяют необходимое число калориферов в установке N_к, шт.:



7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

8) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

9) Проверка возможности использования этой установки для целей дежурного отопления.

< 45^оC.

10) Гидравлическое сопротивление калориферов:

11. Аэродинамический расчет систем вентиляции

Целью аэродинамического расчета является выбор размеров поперечных сечений воздуховодов или каналов системы, и определить потери давления в системе вентиляции.

До начала расчета вычерчиваем аксонометрическую схему системы вентиляции в масштабе 1:100 на основании изображения размещенных на плане здания воздуховодов, каналов, воздухораздающих и вытяжных устройств, мест расположения вентиляционных камер.

На вычерченной аксонометрической схеме системы вентиляции выбираем расчетную магистраль (путь воздуха от места его входа в систему до места его выхода из системы). Для систем с механическим побуждением - это наиболее длинная и загруженная трасса до максимально удаленного от вентилятора воздухоприемного устройства в вытяжной системе или воздухораздающего в приточной. Для гравитационной вытяжной системы это трасса от наиболее удаленного места вытяжки в верхнем этаже до устья шахты.

Расчет выполняется в табличной форме. Для определения предварительной величины площади сечения воздуховодов по участкам пользуемся формулой:

где, L- расход воздуха на рассчитываемом участке, м³/ч;

- рекомендуемая скорость воздуха, м/с ;

Значение скоростей движения воздуха принимаем:

Талица№13

Наименование	Скорость, м/с
Воздуховоды: магистральные ответвления	До 12 До 6
Жалюзийные решетки, клапаны	До 5
Приточные шахты	До 6

1. Окончательные размеры воздуховода или канала принимаем такими, как у ближайшего стандартного сечения площадью FF_пред и вычисляем расчетную скорость воздуха на участке по формуле:

2. Площадь поперечного сечения воздуховода или канала записываем в графу 6, а величину расчетной скорости вносим в графу 7 (табл.14).

3. При принятом прямоугольном сечении воздуховода вычисляем его диаметр, его эквивалентный диаметру по площади сечения, так как расчетные таблицы и номограммы составлены для круглых стальных воздуховодов. Для этого пользуемся формулой

где а и в - стороны поперечного сечения, мм.

4. На каждом участке определяем величину удельной потери давления на трение R по диаметру, скорости воздуха- с помощью расчетной таблицы 3, табл.12.15, после чего записываем эти значения в графу 8.

5. Рассчитываем потери давления на участке с учетом коэффициента увеличения трения не стального воздуховода по сравнению со стальным n, который принимают 3, табл.12.14 в зависимости от скорости движения воздуха , м/с, и абсолютной шероховатости материала воздуховода К_э 3, 22.12. Произведение величин Rln записываем в графу 10.

6. Составляем по каждому расчетному участку (вне таблицы на отдельной странице пояснительной записки) перечень и значения коэффициентов сопротивлений. Сумму значений коэффициентов местных сопротивлений по участку проставляем в графу 11.

7. Динамическое давление Р_д в зависимости от скорости воздуха по справочнику3, табл.22.15 записываем в графу 12.

8. Значение потерь давления на местные сопротивления (графа 13) получаем путем умножения цифр в графах 11 и 12, что соответствует формуле

.

9. Полные потери давления на рассчитываемом участке получаем путем сложения потерь давления на трение Rln (графа 10) и на преодоление местных сопротивлений (графа 13). Конечный результат записываем в графу 14

10. Далее определяем полные потери давления на отдельных ответвлениях системы, которые увязываем с потерями давления в магистрали в пределах 10% путем подбора диаметров воздуховодов ответвлений.

11. При невозможности увязки потерь давления по ответвлениям воздуховодов в пределах 10% устанавливаем диафрагмы.

12. При расчете сечения диафрагмы необходимо, чтобы потери давления в ней при соответствующей скорости воздуха в воздуховоде были равны избыточному давлению, которое требуется погасить на данном ответвлении системы. Размеры отверстий диафрагм в зависимости от диаметра круглых или сечения прямоугольных воздуховодов принимаем по [3.табл 22.48; 22.49]

13. Суммируем полные потери давления на всех расчетных участках магистрали.

11.1 Аэродинамический расчет системы П1 (воздушные души)

Система П1 - местная механическая приточная система, воздухораздающими устройствами являются патрубки типа УДВ-1. Расчет ведем в виде таблицы №14.

11.1.1 Увязка потерь давления в системе П1

1)

;

- диафрагма не требуется

2)

;

- диафрагма не требуется.

3)

;

- диафрагма не требуется

4)

;

-устанавливаем диафрагму на 10-м участке.

.

5)

;

- диафрагма не требуется.

11.1.2 Уточнение подбора вентилятора

Полное давление вентилятора определяется по формуле:

- потери давления на жалюзийной решетке, Па.

- аэродинамическое сопротивление в клапане, ( = 25 Па).

- аэродинамическое сопротивление в фильтре, ( = 300 Па).

- аэродинамическое сопротивление калориферной установки, Па.

- аэродинамическое сопротивление в камере орошения, ( = 160 Па).

- потери давления в сети воздуховодов, Па

Па

К установке был принят вентилятор:

В.Ц 4-75 №8 (исполнение 1), n=950 об/мин кВт;

правого вращения, положение Пр;

электродвигатель: 4А162МВ8, n=950 об/мин.

11.2 Аэродинамический расчет системы В3

Система В3 - это местная механическая вытяжная система. Расчет ведем в виде таблиц № 16 и 17.

11.2.1 Увязка потерь давления в системе В3

;

- устанавливаем диафрагму на 4-м участке.

.

11.2.2 Уточнение подбора вентилятора

Полное давление вентилятора определяется по формуле:

, Па

, Па

К установке принимаем вентилятор:

ВЦ 4-75 №5 (исполнение 1), n = 900 об/мин Nу = 0,55 кВт

Правого вращения, положение Пр 0^о;

Электродвигатель: 4А71В6, n = 900 об/мин

12. Расчет воздушно-тепловой завесы

Воздушно-тепловые завесы предназначены для установки у распашных или раздвижных ворот промышленных зданий, обычно это завесы шиберного типа.

12.1 Подбор конструкции воздушно-тепловой завесы

1) Определяем общий расход воздуха, подаваемый воздушной завесой:

,

где - коэффициент расхода воздуха при работе завесы. ( = 0,32 при ); - отношение расхода воздуха, подаваемого завесой к расходу воздуха, проходящего через проем в период работы завесы.(=0,6); - площадь ворот, м² (); - разность давлений воздуха с двух сторон наружного ограждения на уровне проема, который оборудуется завесой, Па.

,

- усредненное значение для одноэтажных зданий ().

где - скорость ветра в холодный период года по параметрам Б. (=1м/с)

k₁ - поправочный коэффициент на ветровое давление (k₁ = 0,5).

- плотность, , смеси подаваемого и наружного воздуха. (при 8^оС)

Принимаем тепловую завесу ЗВТ1.00.000-01

производительность по воздуху - =40800.

2) Требуемая температура воздуха на выходе из завесы:

,

где - отношение теплоты, теряемой с воздухом проходящим через открытый проем к тепловой мощности завес.

3) Тепловая мощность калорифера:

4) Ширина щели:

5) Скорость воздуха на выходе из щели:

6) Давление в коробе:

Па

13. Теплоснабжение

Выполнить теплоснабжение воздухонагревателей приточных установок и воздушных завес.

13.1 Гидравлический расчет системы теплоснабжения П1

Гидравлический расчет ведется в виде таблицы № 17.

13.2 Подбор регулирующего клапана

1. Определяем расчетное давление в сети:

2. Определяем максимальный расход воды в сети:

3. Предварительное значение потери давления принимают после определения давления кавитации:

,

P_оп - давление насыщенных паров в теплоносителе при t_г = 150 ^оС Р_оп = 4,85 кгс/см².

Р_1п - давление насыщенных паров в теплоносителе при t_о = 70 ^оС. Р_1п = 0,32 кгс/см²

K_с=0,5.

Окончательное значение потерь давления на клапане определяют с учетом предупреждения кавитации:

, если ;

, если ;

.

Определяем максимальную пропускную способность клапана

Принимаем условную пропускную способность клапана

Определяем пропускную способность технологической сети

Определяем характеристику n:



Если , то принимают клапан с линейной характеристикой.

Если , то принимают клапан с равнопроцентной характеристикой.

Принимаем клапан регулирующий с электрическим исполнительным механизмом типа 25ч931нж условный диаметр 15 мм с линейной характеристикой.

Размещено на Allbest.ru