Система отопления для цеха обработки древесины
Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций. Расчет теплопотерь здания. Составление теплового баланса и выбор системы отопления. Поверхности нагревательных приборов.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 20.12.2015 |
Размер файла | 384,9 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/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- 1. Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания
- 2. Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей
- 3. Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года
- 3.1 Параметры наружного воздуха
- 3.2 Параметры внутреннего воздуха
- 4. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
- 5. Расчет теплопотерь здания
- 6. Определение количества вредностей поступающих в помещение для трёх периодов года
- 7. Составление теплового баланса и выбор системы отопления
- 8. Расчёт поверхности нагревательных приборов системы отопления
- 9. Определение типа и производительности местных отсосов от технологического оборудования
- 10. Расчет воздухообмена для теплого и холодного периода, переходных условий, выбор расчетного воздухообмена
- 11. Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции
- 12. Расчёт раздачи приточного воздуха
- 13. Аэродинамический расчёт приточной и вытяжной систем вентиляции с механическим побуждением
- 13.1 Расчёт приточной системы вентиляции
- 13.2 Расчёт системы аспирации
- 14. Подбор вентиляционного оборудования
- 14.1 Подбор калорифера
- 14.2 Подбор вентилятора
- 14.3 Подбор воздушного фильтра
- 15. Подбор и расчет воздушно-тепловых завес
- Список использованных источников
1. Описание проектируемого объекта и конструктивных особенностей здания
отопление нагревательный прибор
Необходимо запроектировать систему приточно-вытяжной вентиляции и систему отопления для цеха обработки древесины. Проектируемый объект расположен в городе Гродно. Здание занимает один этаж. Высота от пола до низа фермы h=10 м. Стены выполнены из железобетонных панелей с утеплителем из пенополистороловых плит. Полы, неутепленные на грунте (бетонные). Перекрытия из железобетонных плит с утеплителем из минеральных плит. Окна размером с тройным остеклением в металлических переплетах имеют размер 4,0x4,0 м. Здание снабжается теплом от ТЭЦ. Теплоноситель: перегретая вода с параметрами =130оС, =70оС. В цехе имеются ворота 3,6х4,2 м., которые оборудованы воздушно-тепловыми завесами. Фасад здания ориентирован на северо-восток.
2. Описание технологического процесса и характеристика выделяющихся вредностей
Деревообрабатывающие цехи, в соответствии с технологией производства, включают в себя такие отделения: обработка и заготовка древесины, столярно-сборные, шлифовальные и т.д. Основные вредности в отделениях следующие: опилки, стружки и древесная пыль, образующиеся при переработке древесины на станках различных типов, конвективная теплота от сушильных камер. Количество воздуха, удаляемого от станков для обработки древесины, определяется по справочным данным, в зависимости от типа станка, так же указывается место подключения отсоса и рекомендуемые скорости.
3. Параметры наружного и внутреннего воздуха для холодного и теплого периодов года
3.1 Параметры наружного воздуха
Расчетные параметры наружного воздуха (температуру и энтальпию) при проектировании вентиляции производственных помещений следует принимать в соответствии с [1, прил.Е] для теплого периода года по параметрам А, для холодного периода - по параметрам Б. Для переходных условий независимо от места расположения здания принимаем температуру наружного воздуха t=80C, энтальпию I=22,5кДж/кг[1].
Параметры наружного воздуха для города Гродно представлены в табл.2.1.
Таблица 3.1 Расчетные параметры наружного воздуха
Периоды года |
Температура наружного воздуха t. °С |
Энтальпия наружного воздуха I, кДж/кг |
Скорость ветра н, м/c. |
|
Т |
21,7 |
47,6 |
1,0 |
|
Х |
-22,0 |
-20,5 |
5,6 |
|
П |
8,0 |
22,5 |
3.2 Параметры внутреннего воздуха
Допустимые параметры (температура, относительная влажность, подвижность) воздуха в рабочей зоне помещений, отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям, принимаются в зависимости от периода года и категории работ [1]. Допустимая температура на постоянных рабочих местах для холодного и переходного периодов года при работе средней тяжести (IIа) принимается tв=17…23оС. Для теплого периода tв=tнА+4=21,7+4=25,7°С. Относительную влажность внутреннего воздуха для теплого периода в?75%. Максимально допустимая подвижность воздуха - 0,4м/с. Для холодного и переходного периодов года - относительная влажность внутреннего воздуха в?75% и скорость воздуха в рабочей зоне - не более 0,3м/с.
Таблица 3.2 Расчетные параметры внутреннего воздуха
Периоды года |
Температура внутреннего воздуха tв, °С |
Относительная влажность внутреннего воздуха ц,% |
Подвижность воздуха в помещении н, м/с. |
|
Т |
25,7 |
60 |
0,4 |
|
Х и П |
17 |
60 |
0,3 |
4. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций
Сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций, Rт, за исключением заполнений проемов и ограждающих конструкций помещений с избытками явной теплоты, следует принимать равным экономически целесообразному Rт эк, определяемому по формуле (4.1), но не менее требуемого сопротивления теплопередаче Rт тр, определяемого по формуле (4.2), и не менее нормативного сопротивления теплопередаче Rт норм, приведенного в таблице 5.1(2).
Экономически целесообразное сопротивление теплопередаче Rт эк, м2•°С/Вт,
, (4.1)
где Rт тр -требуемое сопротивление теплопередаче, м2•°С/Вт, определяемое по формуле:
, (4.2)
где tв - расчетная температура внутреннего воздуха, °С, принятая ранее в пункте 3.2, tв=17°С;
tн - расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С, принимаемая по таблице 4.3 (2) с учетом тепловой инерции ограждающих конструкций D (за исключением заполнений проемов) по таблице 5.2 (2). В данном расчете за расчетную температуру принимаем температуру наиболее холодных суток обеспеченностью 0,92, tн=tнх.с.=-26°С;
n - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху, принимаемый по таблице 5.3 (2). Для наружных стен и покрытий n=1;
бв - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции, Вт/(м2•°С), принимаемый по таблице 5.4 (2), для стен бв=8,7 Вт/(м2•°С);
Дtв - расчетный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции, °С, принимаемый по таблице 5.5 (2). Для наружных стен производственных зданий с нормальным режимом Дtв=tв-tр, но не больше 8°С. Для покрытия производственных зданий с нормальным режимом Дtв=0,8(tв-tр), но не больше 7°С, где tр=12,2°С - температура точки росы при расчетных температуре и относительной влажности внутреннего воздуха;
Стэ - стоимость тепловой энергии, руб/ГДж, принимаемая по действующим ценам,
Стэ=3,3 руб/ГДж;
Zот - продолжительность отопительного периода, сут., принимаемая по таблице 4.4 (2), Zот=194 сут.- для Гродненской области;
tн от - средняя за отопительный период температура наружного воздуха, °С, принимаемая по таблице 4.4(2), tн от=-0,5°С;
См - стоимость материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции, руб./м3, принимаемая по действующим ценам, См=70,6 руб/м3;
л - коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной ограждающей конструкции в условиях эксплуатации согласно таблице 4.2 (2), Вт/(м°С), принимаемый по приложению А.
л=0,052 Вт/(м°С) - для пенополистирольных плит с нормальным режимом помещения.
м2•°С/Вт,
м2•°С/Вт
Нормативное сопротивление теплопередачи находим по таблице 5.1 (2). Для зданий из крупнопанельных ограждающих конструкций:
Rтнор=2,5 м2•°С/Вт
Сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции Rт, м2°С/Вт, следует определять по формуле:
(4.3)
где бв - то же, что в формуле (4.2);
Rк - термическое сопротивление ограждающей конструкции, м2•°С/Вт,
бн - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для зимних условий, Вт/(м2°С), принимаемый по таблице 5.7(7). Для наружных стен бн=23 м2•°С/Вт.
Термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с последовательно расположенными однородными слоями Rк, м2°С/Вт, следует определять по формуле:
Rк=R1+R2+...+Rn, (4.4)
где R1, R2,..., Rn - термические сопротивления отдельных слоев конструкции, м2°С/Вт, определяемые по формуле (4.5), и замкнутых воздушных прослоек, принимаемые по приложению Б (2).
Термическое сопротивление однородной ограждающей конструкции, а также слоя многослойной конструкции R, м2°С/Вт, следует определять по формуле:
, (4.5)
Конструкция наружной стены представлена на рис. 4.1
Рис. 1 Конструкция наружной стены
Теплотехнические показатели строительных материалов стены выписываем из [2,приложение А] и заносим в таблицу 4.1
Таблица 4.1 Теплотехнические показатели строительных материалов стены
№ слоя |
Наименование материала |
Плотность кг/мі |
Режим эксплуатации |
,мм |
, Вт/м0С |
S, Вт/м0С |
|
1 |
Железобетон |
2500 |
Б |
60 |
2,04 |
19,7 |
|
2 |
Пенополистирол |
25 |
Б |
0,052 |
0,39 |
||
3 |
Железобетон |
2500 |
Б |
80 |
2,04 |
19,7 |
R1=0,029 Вт/(м2°С)
R3=0,039 Вт/(м2°С)
Тогда для данной конструкции:
,
Из последнего выражения находим: =0,118 м - толщина слоя пенополистирола.
Тепловую инерцию ограждающей конструкции D следует определять по формуле:
D=R1S1+R2S2+...+RnSn, (4.6)
где S1, S2, ... , Sn - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции в условиях эксплуатации, Вт/(м2°С), по таблице 4.2 (2), принимаемые по приложению А.
D=0,029•19,7+(0,118/0,052)•0,39+0,039•19,7=2,24
Полученное значение находится в установленных пределах (1,5…4,0), что говорит о правильном выборе температуры наружного воздуха.
Конструкция покрытия представлена на рис. 4.2
Рис. 4.2 Конструкция покрытия
Теплотехнические показатели строительных материалов покрытия выписываем из [2,приложение А] и заносим в таблицу 4.2
Таблица 4.2 Теплотехнические показатели строительных материалов покрытия
№ слоя |
Наименование материала |
Плотность кг/мі |
Режим эксплуатации |
,мм |
, Вт/м0С |
S, Вт/м0С |
|
1 |
Железобетон |
2500 |
Б |
100 |
2,04 |
19,7 |
|
2 |
Рубероид |
600 |
Б |
10 |
0,17 |
3,53 |
|
3 |
Плиты минералватные |
125 |
Б |
0,051 |
0,66 |
||
4 |
Ц/п стяжка |
1800 |
Б |
25 |
0,93 |
11,09 |
|
5 |
Рубероид |
600 |
Б |
20 |
0,17 |
3,53 |
Нормативное сопротивление теплопередачи находим по таблице 5.1 (2). Для покрытий:
Rтнор=3 м2•°С/Вт
=1,287 м2оС/Вт;
м2оС/Вт.
R1=0,049 Вт/(м2°С),
R2=0,058 Вт/(м2°С),
R4=0,027 Вт/(м2°С),
R5=0,12 Вт/(м2°С)
Тогда для данной конструкции:
,
Из последнего выражения находим: =0,132 м - толщина слоя плиты минералватной.
Определяем тепловую инерцию покрытия
D=0,049•19,7+0,058•3,53+(0,132/0,051)•0,66+0,027•11,09+0,12•3,53=3,6
Полученное значение находится в установленных пределах (1,5…4,0), что говорит о правильном выборе температуры наружного воздуха.
Сопротивление теплопередаче заполнений наружных световых проемов (окон) следует в соответствии с табл. 10 (2) принимать - 0,6•м2•оС/Вт; для наружных ворот R=0,6•Rстены=0,6•2,5=1,5 м2 оС/Вт.
Теплопотери неутепленного пола на грунте рассчитываются по зонам. Зона - полоса шириной 2м, параллельная периметру здания. Всего зон 4. Условные сопротивления теплопередаче:
м2°С /Вт;
м2°С /Вт;
м2°С /Вт;
м2°С /Вт.
5. Расчет теплопотерь здания
Основные и добавочные теплопотери следует определять, суммируя потери по отдельным конструкциям:
, (5.1)
где А - расчетная площадь ограждающей конструкции, м2;
R - сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции, м°С 2/Вт;
tp - расчетная температура внутреннего воздуха, °С. При выборе tр следует учитывать распределение температуры воздуха по высоте: для покрытия tр= tу; для стен высотой более 4м до покрытия:
, (5.2)
, (5.2)
где gradt - температурный градиент, учитывающий повышение температуры воздуха по высоте помещения на каждый метр выше рабочей зоны;
Н- высота цеха, м.
°С
;°С
У - добавочные потери теплоты в долях от основных потерь;
n - коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающих конструкций по отношению к наружному воздуху[2. табл. 5.3]:
text - расчетная температура наружного воздуха, °С;
Расчет теплопотерь зданием в холодный и переходный периоды года приведен в табл. 5.1. и 5.2.
Таблица 5.1: Расчёт теплопотерь в холодный период |
|||||||||||
Наимен. огражд. |
Ориент. огражд. |
Размер |
Площадь |
tр |
text |
n |
в |
R |
Q, Вт |
||
a |
b |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
НС1 |
СВ |
37,6 |
4 |
150,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
5 окон |
СВ |
4 |
4 |
80,0 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
0,6 |
5980 |
|
НС1(без окон) |
СВ |
- |
- |
70,4 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
1270 |
|
НС1(верх) |
СВ |
37,6 |
6 |
225,6 |
19 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
4260 |
|
НС2 |
ЮВ |
25,6 |
4 |
102,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
3 окна |
ЮВ |
4 |
4 |
48,0 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
0,6 |
3590 |
|
ворота |
ЮВ |
3,6 |
4,2 |
15,1 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
1,5 |
460 |
|
НС2(без окон) |
ЮВ |
- |
- |
39,3 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
710 |
|
НС2(верх) |
ЮВ |
25,6 |
6 |
153,6 |
19 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
2900 |
|
НС3 |
ЮЗ |
37,6 |
4 |
150,4 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
2700 |
|
НС3(верх) |
ЮЗ |
37,6 |
6 |
225,6 |
19 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
4260 |
|
НС4 |
СЗ |
25,6 |
4 |
102,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
3 окна |
СЗ |
4 |
4 |
48,0 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
0,6 |
3590 |
|
ворота |
СЗ |
3,6 |
4,2 |
15,1 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
1,5 |
460 |
|
НС4(без окон) |
СЗ |
- |
- |
39,3 |
17 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
710 |
|
НС4(верх) |
СЗ |
25,6 |
6 |
153,6 |
19 |
-22 |
1 |
0,15 |
2,5 |
2900 |
|
покрытие |
- |
37,6 |
26 |
962,6 |
21 |
-22 |
1 |
0 |
3 |
13800 |
|
пол |
I |
- |
- |
236,8 |
17 |
-22 |
1 |
0 |
2,2 |
4200 |
|
II |
- |
- |
204,8 |
17 |
-22 |
1 |
0 |
4,3 |
1860 |
||
III |
- |
- |
172,8 |
17 |
-22 |
1 |
0 |
8,6 |
790 |
||
IV |
- |
- |
348,2 |
17 |
-22 |
1 |
0 |
14 |
960 |
||
Теплопотери через нпружные ограждающие конструкции: |
29270 |
||||||||||
На инфильтрацию: |
8790 |
||||||||||
Суммарные теплопотери помещением: |
38060 |
Таблица 5.2: Расчёт теплопотерь в переходный период |
|||||||||||
Наимен. огражд. |
Ориент. огражд. |
Размер |
Площадь |
tр |
text |
n |
в |
R |
Q, Вт |
||
a |
b |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
НС1 |
СВ |
37,6 |
4 |
150,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
5 окон |
СВ |
4 |
4 |
80,0 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
0,6 |
1380 |
|
НС1(без окон) |
СВ |
- |
- |
70,4 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
300 |
|
НС1(верх) |
СВ |
37,6 |
6 |
225,6 |
19 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
1150 |
|
НС2 |
ЮВ |
25,6 |
4 |
102,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
3 окна |
ЮВ |
4 |
4 |
48,0 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
0,6 |
830 |
|
ворота |
ЮВ |
3,6 |
4,2 |
15,1 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
1,5 |
110 |
|
НС2(без окон) |
ЮВ |
- |
- |
39,3 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
170 |
|
НС2(верх) |
ЮВ |
25,6 |
6 |
153,6 |
19 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
780 |
|
НС3 |
ЮЗ |
37,6 |
4 |
150,4 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
630 |
|
НС3(верх) |
ЮЗ |
37,6 |
6 |
225,6 |
19 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
1150 |
|
НС4 |
СЗ |
25,6 |
4 |
102,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
3 окна |
СЗ |
4 |
4 |
48,0 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
0,6 |
830 |
|
ворота |
СЗ |
3,6 |
4,2 |
15,1 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
1,5 |
110 |
|
НС4(без окон) |
СЗ |
- |
- |
39,3 |
17 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
170 |
|
НС4(верх) |
СЗ |
25,6 |
6 |
153,6 |
19 |
8 |
1 |
0,15 |
2,5 |
780 |
|
покрытие |
- |
37,6 |
26 |
962,6 |
22 |
8 |
1 |
0 |
3 |
4500 |
|
пол |
I |
- |
- |
236,8 |
17 |
8 |
1 |
0 |
2,2 |
970 |
|
II |
- |
- |
204,8 |
17 |
8 |
1 |
0 |
4,3 |
430 |
||
III |
- |
- |
172,8 |
17 |
8 |
1 |
0 |
8,6 |
190 |
||
IV |
- |
- |
348,2 |
17 |
8 |
1 |
0 |
14 |
230 |
||
Теплопотери через нпружные ограждающие конструкции: |
8210 |
||||||||||
На инфильтрацию: |
2470 |
||||||||||
Суммарные теплопотери помещением: |
10680 |
6. Определение количества вредностей поступающих в помещение для трёх периодов года
Теплопоступления от людей
Теплопоступления от людей зависят от выделяемой людьми энергии при работе и температуры окружающего воздуха в помещении.
Теплопоступления от людей, Вт:
, (6.1)
где n - количество людей;
qя - тепловыделения одним взрослым человеком (мужчиной) Вт, принимается в зависимости от температуры внутреннего воздуха и категории работ [3,табл.2.3];
kл=1-для мужчин, kл=0,85-для женщин, kл=0,75-для детей.
Расчет теплопоступлений от людей приведен в таблице 6.1
Таблица 6.1 Расчет теплопоступлений от людей
№ п/п |
Наименование величины |
Обозначение |
Ед. измерения |
Источник информации или формула |
Т |
Х |
П |
|
1 |
теплопоступления от людей |
Qлюд |
Вт |
990 |
1845 |
1845 |
||
1.1 |
количество людей |
n |
чел. |
по заданию |
15 |
15 |
15 |
|
1.2 |
тепловыделения 1 чел. при работе средней тяжести |
qя |
Вт |
табл. 2.3 [4] |
66 |
123 |
123 |
|
1.3 |
температура окружающего воздуха |
tВ |
°С |
по заданию |
25,7 |
17 |
17 |
|
1.4 |
коэффициент |
kл |
- |
1 |
1 |
1 |
Теплопоступления от искусственного освещения
Тепловыделения от источников искусственного освещения, если пренебречь частью энергии, нагревающей конструкции и уходящей через них, Вт:
, (6.2)
где Nосв. - суммарная мощность источников освещения, Вт.
Тепловыделения от источников искусственного освещения, если суммарная мощность источников освещения известна, Вт:
, (6.3)
где Е - нормируемая освещенность помещения, лк [3,табл.2.5];
qосв - удельные тепловыделения от ламп, Вт/(мІ лк) [3,табл.2.6], для люминесцентных ламп расположенных в помещениях h>4м, и площадью >200мІ - qосв=0,87Вт/(мІлк);
F - площадь пола помещения, мІ;
зосв - доля теплоты, поступающей в помещение. В данном случае, зосв=1, так как лампы установлены на некотором расстоянии от потолка..
В теплый период продолжительность светового дня больше, чем в холодный или переходный, поэтому будем считать, что в этот период теплопоступления от освещения нет. Расчет тепловыделений от искусственного освещения приведен в табл. 3.1.2
Таблица 6.2 Расчет тепловыделений от искусственного освещения
№ п/п |
Наименование величины |
Обозначение |
Единицы измерения |
Источник информации или формула |
Т |
Х |
П |
|
2 |
от искусственного освещения |
Qосв |
Вт |
- |
11578 |
11578 |
||
2.1 |
освещенность |
E |
лк |
[табл.2.5, 7] |
200 |
200 |
200 |
|
2.2 |
площадь пола помещения |
F |
мІ |
по заданию |
864 |
864 |
864 |
|
2.3 |
удельные тепловыделения от ламп |
qосв |
Вт/(мІ лк) |
[табл.2.6, 7] |
0,067 |
0,067 |
0,067 |
|
2.4 |
доля теплоты, поступающей в помещение |
зосв |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
Теплопоступления через заполнение световых проемов
Теплопоступления через заполнение световых проемов складываются из теплопоступлений за счет солнечной радиации и за счет теплопередачи, Вт:
, (6.4)
Теплопоступления за счет солнечной радиации для вертикального заполнения световых проемов, Вт:
, (6.5)
где F|| - площадь световых проемов, мІ, F||=7,68 мІ;
q¦р - теплопоступления за счет солнечной радиации через 1 мІ вертикального заполнения световых проемов, Вт/м2
, (6.6)
где и - количество теплоты прямой и рассеянной солнечной радиации, Вт/мІ, поступающей в помещение в расчетный час через одинарное вертикальное остекление световых проемов, принимаются в зависимости от географической широты и ориентации световых проемов по табл. 2.7 [3] (за расчетный принимается час, для которого значения и являются максимальными). Город находится на 540 географической широты. Количество теплоты, поступающее от солнечной радиации максимально для 7-8 ч:
Таблица 6.3 Поступление теплоты от прямой и рассеянной солнечной радиации
Часы |
СЗ |
ЮВ |
СВ |
? |
|||||
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
, Вт/мІ |
||
7-8 |
- |
53 |
398 |
110 |
342 |
106 |
740 |
269 |
- коэффициент относительного проникания солнечной радиации через заполнение светового проема, отличающееся от обычного одинарного остекления [3,табл. 2.8], принимаем =0,83 - для светового проема без солнцезащитных устройств при толщине стекла 2,5-3,5мм;
- коэффициент, учитывающий затенение светового проема переплетами [табл. 2.9, 3], принимаем =0,7 - для светового проема с тройным остеклением в металлических переплетах;
- коэффициент инсоляции;
Коэффициент инсоляции для вертикального светового проема определяется по формуле:
, (6.7)
где - размеры горизонтально и вертикально выступающих элементов затенения, м (откосов) (рис.6.1)
Рис.6.1. К определению коэффициента инсоляции и коэффициента облучения
а, с - соответственно расстояния от горизонтального и вертикального элементов затенения до откоса светового проема;
H, B - высота и ширина светового проема, м,;
Принимаем Н=4м, В=4м, ,
- азимут солнца, принимаемый в зависимости от географической широты, [3,табл.2.10], =850 , h=300;
- солнечный азимут остекления [3,табл.2.11], для ЮВ =85-45=400, СЗ =135-85=500, СВ =135-85=500;
- угол между вертикальной плоскостью остекления и проекцией солнечно луча на вертикальную плоскость, перпендикулярную рассматриваемой плоскости остекления.
, (6.8)
ЮВ =45,470,
СЗ, СВ =48,070
- коэффициент облучения
, (6.9)
Кобл=1·1=1
где , - соответственно коэффициенты облучения для горизонтальной и вертикальной солнцезащитной конструкции, принимаемые в зависимости от углов и ,[3, рис 2.2.]
Угол :
, (6.10)
Угол :
, (6.11).
,
,
ЮВ: ,
СЗ, СВ: .
По таблице определяем: Кобл=1·1=1.
Для стен, ориентированных в разные стороны, определяем q¦р и :
ЮВ: Вт/м2;
СЗ: Вт/м2;
СВ: Вт/м2;
ЮВ: F=64 м2, Вт;
СЗ: F=48 м2, Вт;
СВ: F=96 м2, Вт;
У.
При расчетах необходимо учитывать, что часть теплоты, поступающей в помещение через заполнения световых проемов, аккумулируется ограждающими конструкциями. Расчетные теплопоступления определяются, Вт:
, (6.12)
где - показатель поглощения теплового потока солнечной радиации внутренними ограждениями.
Показатель определяется в зависимости от отношения , где - показатель суммарного усвоения теплоты ограждениями и оборудованием помещения, Вт/(мІ °C); - показатель интенсивности конвективного теплообмена в помещении, м.
, (6.13)
где m1,…, m5 - коэффициенты, определяющие аккумулирующие способности стен, пола и потолка.
F1,…, F5 - соответственно площади внутренних стен, пола и потолка.
F1=0, F2=0, F3=0, F4= F5 =897,9 м2
m4=m5=0,6
,м.
Вт
Теплопоступления через заполнения световых проемов за счет теплопередачи, Вт:
, (6.14)
, (6.15)
где - теплопоступления за счет теплопередачи через 1 мІ вертикального заполнения световых проемов, Вт/мІ;
- температура воздуха внутри помещения, °C;
- условная температура наружного воздуха, °C;
- сопротивление теплопередаче заполнения светового проема, мІ·°C/ Вт.
Величина теплопоступлений через заполнения световых проемов за счет теплопередачи невелика, и ее при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции.
Теплопоступления через стены незначительны, и их при выполнении курсового проекта можно не учитывать.
Теплопоступления через покрытие, Вт:
, (6.16)
где - среднее за сутки количество поступающей теплоты, Вт;
- изменяющаяся в течении суток часть теплопоступлений, Вт.
, (6.17)
Кпокр=1/Rт=1/3=0,333 Вт/мІ•°C;
- коэффициент теплоотдачи горизонтальной поверхности ограждения, Вт/(м2·°С)
, (6.18)
где н - минимальная скорость ветра за июль, для Гродно н =1 м/с
Вт/(м2·°С)
tнср - средняя температура наружного воздуха в июле [2], tнср=17,8°С;
- коэффициент поглощения солнечной радиации поверхностью ограждающей конструкции, =0,9 (для рубероида);
qсрг - средние суточные количества теплоты суммарной солнечной радиации, поступающей на поверхность стены или покрытия (4, табл.2.12), qсрг=329 Вт/м2;
- количество теплоты, равное разности суммарной солнечной радиации в каждый час (с учетом периода запаздывания температурных колебаний) и средней за сутки суммарной солнечной радиации, Вт/м2
, (6.19)
где Sг, Dг - количество теплоты соответственно прямой и рассеянной радиации, поступающей в каждый 1ч расчетных суток на горизонтальную поверхность [4, табл.2.10]
;
tвпокр - температура воздуха под покрытием помещения, °С, принимаем tвпокр=tух=21°С;
вII - коэффициент, учитывающий наличие в конструкции воздушной прослойки (при отсутствии прослойки вII=1)[4];
- суточная амплитуда температуры наружного воздуха для июля[5, табл.3.4];
в2 - коэффициент, учитывающий гармоническое изменение температуры наружного воздуха [4, табл.2.9], зависит от периода запаздывания е=2,7•D-0,4=2,7•3,6-0,4=8,24ч, в2=-0,6;
-значения затухания колебаний температуры наружного воздуха в конструкции стены и покрытия
, (6.20)
где =3,6 (п.4);
е=2,718;
где S1, S2, ... , Sn - то же, что и в п. 4;
Y - коэффициент теплоусвоения, Вт/(м2·0С), определяем по формуле:
, (6.21)
Для 1-го слоя: ,
Где R1, R2, R3, R4, R5 - то же что и в пункте 4,
Вт/(м2·0С),
Вт/(м2·0С),
Вт/(м2·0С),
Вт/(м2·0С),
Вт/(м2·0С).
;
Вт/м2,
QI=897,9•8,18=7345 Вт.
Теплопоступления от электродвигателей станков и механизмов
В современном производстве практически все станки и механизмы приводятся в движение электродвигателями. Расходуемая станками механическая энергия, вследствие трения частей механизмов, трения обрабатываемых материалов переходит в теплоту.
Тепловыделения от установленных в общем помещении электродвигателей и приводимого ими в действие оборудования:
Qэл.дв.=1000Nу(1-+Кт)Кс, (6.22)
где Nу- суммарная установочная мощность электродвигателей,
N2=4,5кВт, N3=7,5кВт, N4=4кВт, N5=8кВт,
Nу=4,5•2+7,5•2+4•2+8•2=44кВт;
КТ - коэффициент перехода теплоты в помещение, принимается по опытным данным. Кт=1 при работе металлорежущих станков без охлаждения резца эмульсией.
Кс - коэффициент спроса на электроэнергию, принимается по электротехнической части проекта в зависимости от вида производства, Кс=0,5;
=0,82ч0,85 - коэффициент полезного действия электродвигателя.
Qэл.дв.=1000•44(1-0,83+1•0,83)•0,5=22000Вт.
Теплопоступления от нагретого оборудования
Количество теплоты, поступающей в помещение от нагретой поверхности, Вт:
отопление нагревательный прибор
Qнп=Qк+Qл, (6.23)
где Qк - количество теплоты, поступающей за счет конвекционного теплообмена:
, (6.24)
где бк - коэффициент теплоодачи конвекцией, Вт/(м2·0С)
tп - температура поверхности, tп=40 єC,
tв - температура окружающего воздуха, tв=17єC,
F - поверхность теплоотдачи, площадь вертикальной поверхности Fвер=24м2, Fгор = 8 м2.
Коэффициент теплоодачи бк для вертикальной поверхности
, (6.25)
Вт/(м2·0С).
Для горизонтальной поверхности, обращенной вверх, значение численного коэффициента - 1,86.
Qл- количество теплоты, поступающей за счет радиационного теплообмена:
, (6.26)
где Cпр - приведенный коэффициент лучеиспускания, в практических расчетах Cпр=4,64Вт/(м2К4).
Теплопоступления от нагретой вертикальной поверхности для холодного и переходного периодов:
;
,
Теплопоступление от печи:
Qнп = 13294+4536=17830Вт
Так как в цеху находятся три камеры для сушки древесины:
Qнп=17830•3=53490Вт.
Теплопоступления от нагретой вертикальной поверхности для теплого периода:
;
,
Теплопоступление от печи:
Qнп = 12071+4079=16150Вт
Так как в цеху находятся три камеры для сушки древесины:
Qнп=16150•3=48450Вт.
Суммарные теплопоступления заносим в таблицу 6.4.
Таблицу 6.4 Теплопоступления поступающие в помещение
№ |
Источник теплопоступления |
Обозначения |
Единицы измерения |
Т |
Х |
П |
|
1 |
От людей |
Qлюд |
Вт |
990 |
1850 |
1850 |
|
2 |
От искусственного освящения |
Qосв |
Вт |
- |
11580 |
11580 |
|
3 |
Через заполнения световых проемов |
Qостекл |
Вт |
20930 |
- |
- |
|
4 |
Через покрытия |
Qпокр |
Вт |
7350 |
- |
- |
|
5 |
От электрооборудования |
Qэл |
Вт |
22000 |
22000 |
22000 |
|
6 |
От нагретых поверхностей |
Qнп |
Вт |
48450 |
53490 |
53490 |
|
Итого: |
99710 |
88920 |
88920 |
7. Составление теплового баланса и выбор системы отопления
Тепловой баланс составляют на основе расчетов теплопоступлений и теплопотерь во все периоды года. Составляем тепловой баланс, который сводится в таблицу 7.
Таблица 7: Тепловой баланс помещения
Период года |
Суммарные теплопоступления, Вт |
Теплопотери, , Вт |
Теплопотери при дежурном отоплении, , Вт |
Избытки, недостатки тепла с учётом работы дежурного отопления, Вт |
Избытки, недостатки тепла без учёта работы дежурного отопления, Вт |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Т |
99710 |
- |
- |
- |
99710 |
|
Х |
88920 |
38060 |
26350 |
77210 |
50860 |
|
П |
88920 |
10680 |
- |
- |
78240 |
Дежурное отопление поддерживает температуру в помещении на уровне 5 єС. Теплопотери при дежурном отоплении можно определить из пропорции, Вт:
Вт,
Исходя из данных теплового баланса помещения, необходимо запроектировать дежурную систему отопления, которая будет работать в нерабочее время (выходные дни, ночью). При этом в рабочее время будут избытки теплоты равные 50860 Вт, для разбавления которых будет подаваться приточный воздух, с температурой меньше температуры рабочей зоны.
8. Расчёт поверхности нагревательных приборов системы отопления
Для производственного здания запроектируем водяную систему отопления с чугунными радиаторами при температуре теплоносителя tГ=130 єС. Прокладку распределительных и сборных магистралей осуществляем открыто по стенам. Систему отопления проектируем тупиковую с верхней разводкой и горизонтальными стояками. Отопительные приборы размещаем под световыми проёмами и у наружных стен. Уклон труб должен быть по направлению движения теплоносителя.
Узел ввода промышленного цеха представляет собой две гребёнки: подающая и обратная, имеющая запорную арматуру и контрольно-измерительные приборы. Гребёнки подают тепло в систему отопления на технологические нужды и на воздушно-тепловую завесу.
Требуемый номинальный тепловой поток, Вт определяется по формуле:
, (8.1)
где Qпр - необходимая теплопередача прибора в помещение
, (8.2)
где Qт.п=Qдо. - теплопотери помещения при дежурном отоплении, Вт;
m - число мест установки отопительных приборов.
Теплоотдачу труб и подводок не учитываем.
Qпр = 26350/13 = 2027 Вт
к - комплексный коэффициент приведения номинального теплового потока прибора к расчетным условиям:
, (8.3)
где tср - разность средней температуры воды в приборе и температуры окружающего воздуха:
, (8.4)
Gпр - расход воды в приборе, м3/ч:
, (8.5)
b - коэффициент учета атмосферного давления, для Беларуси b=0,994;
- коэффициент учета направления движения теплоносителя
, (8.6)
где а=0,006 - для радиаторов;
n, p, c - экспериментальные числовые показатели, зависящие от расхода теплоносителя в приборе и от схемы подключения прибора, принимаем по таблице 9.2 [6]. Для радиатора чугунного секционного с направлением теплоносителя сверху вниз: n=0,3, p=0,02, c=1,039;
Определим число секций радиатора по формуле:
, (8.7)
где Qну - номинальный условный тепловой поток одной секции радиатора, согласно [6, табл. 9.7] для МС140 - 108 Qну =185 Вт;
3 - коэффициент учета числа секций радиатора, при числе секций до 15: 3 =1;
4 - коэффициент учета способа установки радиатора, при открытой установке 4=1;
9. Определение типа и производительности местных отсосов от технологического оборудования
Местные отсосы для деревообрабатывающих станков
Для удаления вредностей от станков применяют специальные местные полуоткрытые отсосы. Они представляют собой пылеприемник, встроенный в деревообрабатывающий станок. Объемы воздуха, удаляемого от различных деревообрабатывающих станков определяются по табл.9.1.[4]
Таблица 9.1 Аспирационные характеристики деревообрабатывающего оборудования
Технологическоеоборудование |
Рабочие органы оборудования |
Минимальный объем отсасывающего воздуха, м3/ч |
Коэфф. гидравлического сопротивления отсосов |
Потери давления в отсосах станков при min объеме отсасыв. воздуха, Па |
Отходы |
Максимально возм. выход отходов,кг/ч |
Миниим. транспорт. скорость воздуха в воздуховоде, м/с |
|||
от одного патрубка |
общ. от станка |
всего |
в том числе пыль |
|||||||
Станок круглопильный ЦА-2А |
пила |
850 |
850 |
1,0 |
54,9 |
опилки, пыль |
357,5 |
32,5 |
17 |
|
Станок фрезерный одношпиндельный с мех. подачей ФС-1 |
фреза |
1350 |
1350 |
1,5 |
23,3 |
стружка, пыль |
57,2 |
2,3 |
18 |
|
Станок фуговальный односторонний СФ4-1 |
ножевой вал |
1500 |
1500 |
1,0 |
18,3 |
стружка, пыль |
149,5 |
26 |
18 |
|
станок рейсмусовый одностор. |
2500 |
0,8 |
стружка |
14 |
2•Vст.фуг.+2•Vст.рейм.+2•Vст.фрез.+2•Vст.круглоп.=2•1500+2•2500+2•1350+2•850=12400м3/ч
Укрытие шкафного типа
Данный вид местных отсосов применяется к камерам для сушки древесины. Количество воздуха, удаляемого через укрытие:
L=Vвсfжс3600, (9.1)
где Vвс - скорость воздуха в живом сечении, м/с, для камер сушки древесины Vвс=0,3-0,5 м/с.
fжс - площадь живого сечения проема сушилки, fжс =0,9•1,8=1,62м2.
L=3•0,41,623600=3•2333=6999?7000 м3/ч,
Lобщ=12400+7000=19400 м3/ч.
10. Расчет воздухообмена для теплого и холодного периода, переходных условий, выбор расчетного воздухообмена
Расход приточного воздуха необходимо определять отдельно для трех периодов по избыткам явной теплоты, избыткам влаги, по вредным веществам. В данном расчете расход определяется только по избыткам теплоты, так как эта вредность значительно преобладает над другими вредностями.
В основе расчета воздухообмена лежат законы сохранения массы воздуха, энергии и вредных веществ.
,
Lпр=Lух+Lм.о.,
mпр+mi=mмо+mух,
3,6?Qизб+c,
Решая эти уравнения, определяем необходимое количество воздуха по борьбе с избытками теплоты
, (10.1)
Тёплый период:
Qизб=99710Вт,
Lмо=19400 м3/ч,
tпр=tнА=21,7 0С,
tрз=25,70С,
tух=tпр+Kt(tрз-tпр)=21,7+1,2•(25,7-21,7)=26,50С,
где Kt - коэффициент воздухообмена следует принимать по нормативным документам для конкретных производств, по экспериментальным данным натурных или лабораторных исследований.
В теплый период удаление Lдоп чаще всего осуществляется из верхней зоны крышными вентиляторами, через шахты с дефлекторами или с помощью аэрации. Приток летом обычно неорганизованный в рабочую зону через нижние фрамуги окон.
Lух=Lпр-Lм.о.=65240-19400=45840м3/ч
Переходный период:
?Qизб=78240 кДж/ч,
Lмо=19400 м3/ч,
tрз=170С,
tпр=8+1=90С,
tух=21 0С.
Воздух рекомендуется подавать организованно, приточными установками с механическим побуждением. Наружный воздух подается в помещение без подогрева
Lух=25930-19400=6530 м3/ч.
В помещениях высотой более 6м расход уходящего воздуха в помещении с выделением вредных веществ должен быть не менее 6м3/ч на 1м2 помещения.
Lух=6F
F=886м2;
Lух=6•886=5316?5320 м3/ч<6530 м3/ч.
Холодный период:
?Qизб=50860 кДж/ч,
Lмо=19400м3/ч,
Lпр=25930 м3/ч,
Lух=6530 м3/ч,
tрз=170С,
tух=21 0С.
Холодный период. Производительность приточной установки принимаем по переходному периоду. Искомой величиной является температура приточного воздуха, tпр, которую определяем, составляя уравнение тепловоздушного баланса.
Определяют температуру приточного воздуха:
=10,5єС;
Производительность приточной системы 25930 м3/ч, в теплый период недостаток в 65240-25930=39310 м3/ч будет подаваться через открытые проемы, окна, двери.
Подбираем дополнительно несколько крышных вентиляторов или дефлекторов, которые будут работать дополнительно в теплый период.
11. Описание принятых решений приточно-вытяжной вентиляции
В цехе предусмотрено наличие трех независимых систем местной вытяжной вентиляции, общеобменной приточно-вытяжной системы вентиляции.
Удаление пыли и стружки от станков производят с помощью двух системы аспирации, которые включают в себя: местные отсосы, встроенные в станки, воздуховоды, коллекторосборники, пылевые вентиляторы и циклоны. Схемы аспирации всасывающе-нагнетающие.
Удаление воздуха от сушильных шкафов осуществляется через отверстия, расположенные вверху укрытия, объединенными в одну механическую вытяжную систему В3.
Общеобменная приточно-вытяжная вентиляция предназначена для разбавления неуловленной местными отсосами части вредных веществ, а также ассимиляции теплоизбытков.
Приточный воздух подается сверху вниз через перфорированые воздуховоды равномерной раздачи типа ВПК. Приточная камера расположена на высоте на специальной площадке на отметке +3,0 м. Воздух забирается через проем в стене цеха. В этом проеме устанавливаются неподвижные штампованные жалюзийные решетки типа СТД.
Удаление воздуха производится через крышные осевые вентиляторы. Для летнего периода устанавливаются дополнительные вентиляторы.
Для предотвращения врывания в зимний период холодного наружного воздуха у ворот цеха предусмотрена воздушно-тепловая завеса.
12. Расчёт раздачи приточного воздуха
Расчёт раздачи приточного воздуха является одним из важнейших этапов при расчёте и проектировании систем вентиляции, так как является основным критерием, определяющим качество выполненных проектных работ. Назначение системы вентиляции в том, чтобы человек, находясь в помещении, чувствовал себя комфортно. Для этого необходимо, чтобы распределение воздуха в помещении было равномерным, не было застойных зон, а также параметры воздуха в рабочей зоне помещения соответствовали нормативным значениям.
В данной работе контролируемые параметры (скорость и избыточная температура на оси) определяют в точке входа струи в рабочую зону.
При входе приточной струи в рабочую зону скорость , м/с, и избыточная температура , оС, на оси струи должны соответствовать следующим требованиям:
, (12.1)
, (12.2)
где - коэффициент перехода от нормируемой скорости к максимальному значению, зависит от того, какие параметры поддерживаются в помещении и от категории работ [3, табл. 2.18]. Для работы средней тяжести в зоне прямого действия приточной струи воздуха в пределах основного участка принимаем =1,8;
- нормируемая скорость движения воздуха в помещении, м/с, =0,3м/с - для холодного и переходного периодов года;
- нормируемая избыточная температура при входе струи в рабочую зону оС [4, табл.2.19]. Принимаем при ассимиляции избытков теплоты в помещении в зоне прямого воздействия приточной струи для производственных помещений =2оС.
Тогда имеем: м/с; оС.
Исходные данные:
Размеры помещения: 24,6х36,6х10 м ;
Температура приточного воздуха: =9 оС;
Нормируемая температура воздуха в помещении: =17 оС;
Необходимо распределить 25930 м3/ч воздуха перфорированным круглым ступенчатым воздухораспределителями равномерной раздачи типа ВПК, которые устанавливается на высоте 6 м от пола до низа воздухораспределителя.
Раздача воздуха осуществляется сверху вниз плоскими струями. Скорость выхода воздуха из ВПК рекомендуется в пределах 4-12 м/с.
Принимаем к установке 2 воздухораспределителя ВПК1.00.000-03 с Ао=0,4м2, l=18128 м, =1,6, L0=5680-17000 м3/ч, dн=710мм, dср=550мм, Vотв/Vо=0,55.
Расчёт:
Определяем скорость воздуха и избыточную температуру воздуха при выходе струи в рабочую зону по формулам для перфорированных воздуховодов:
, (12.3)
, (12.4)
где - скоростной коэффициент воздухораспределителя;
- температурный коэффициент воздухораспределителя;
- скорость струи на выходе из отверстий, м/с;
- избыточная температура на выходе из воздухораспределителя, оС ();
- средний диаметр воздухораспределителя, м;
- коэффициент живого сечения;
- расстояние, которое проходит струя до входа в рабочую зону, м;
- коэффициент стеснения;
- коэффициент взаимодействия;
- коэффициент неизотермичности.
Скоростной и температурный коэффициенты зависят от эжекционной способности воздухораспределителя. Для воздухораспределителя ВПК1.00.000-03: =0,5 и =1,0.
Уточняем скорость в корне ВПК: vо=12695/(3600•0,4)=9,00 м/с, тогда =9•0,55=4,95 м/с
=17-9=8 оС.
=0,4м2 - для воздухораспределителя ВПК1.00.000-03.
=0,047 для ВПК1.
Подача приточного воздуха производится в виде рассредоточенной струи, схема которой представлена на рисунке 12.1:
Рисунок 12.1 Схема подачи приточного воздуха
Согласно схеме раздачи расстояние от места выпуска до рабочей зоны Х=6-0,55/2=5,725м.
Определим расстояние х, которое проходит струя до входа в рабочую зону. Расстояние прохождения струи до входа в рабочую зону (высота рабочей зоны =2м) определяем по формуле, м:
, (12.5)
м.
Коэффициент стеснения для перфорированных воздуховодов определяется по табл. 17.7[7] в зависимости от величин
и .
где - ширина струи в месте поступления в рабочую зону, м, можно определить по формуле из [7]:
=2,6dср+0,44, (12.6)
=2,6•0,55+0,44=1,87м.
- ширина обслуживаемого участка, м, =6м
,
,
=0,37.
Коэффициент взаимодействия для перфорированных воздуховодов при расчете и принимается равным 1: =1.
Коэффициент неизотермичности для перфорированных воздуховодов определяется по формуле:
, (12.7)
где знак «+» принимается при подаче охлажденного воздуха, знак «-» - при подаче нагретого воздуха;
а=0,192 при подаче по принятой схеме;
=1,6,
м/с,
оС,
Сравниваем полученные значения:
; 0,24м/с<0,54м/с - верно;
; 1,36 оС <2 оС - верно.
Как очевидно, воздухораспределители подобраны правильно, раздача воздуха осуществлена таким образом, что скорость и избыточная температура при входе струи в рабочую зону соответствуют требуемым параметрам.
Потери давления в ВПК-1 находим по формуле:
(12.8)
где Vо - скорость воздуха в начальном сечении м/с, Vо=9 м/с;
l - длина воздухораспределителя, l=18,128м;
- коэффициент местного сопротивления, =1,6;
л - коэффициент трения, при dср=0,55, л=0,0475.
13. Аэродинамический расчёт приточной и вытяжной систем вентиляции с механическим побуждением
13.1 Расчёт приточной системы вентиляции
Аэродинамический расчет вентиляционной системы производят для:
1) подбора размеров поперечного сечения воздуховодов по рекомендуемым скоростям движения воздуха;
2) определения потерь давления в системе.
Рекомендуемые скорости движения воздуха в системах вентиляции с механическим побуждением для промышленных зданий следующие:
нрек=12м/с - магистраль;
нрек=6м/с - ответвления;
нрек - зависит от типа воздухораспределителя.
Аэродинамический расчет систем вентиляции состоит из двух этапов:
1) расчет участков основного направления (наиболее протяженного и нагруженного);
2) увязка всех остальных ответвлений системы.
Расчет участков основного направления. Необходимо вычертить аксонометрическую схему воздуховодов (графическая часть), вентиляционную систему разбить на участки, На участках определить расход воздуха L, м3/ч. По расходу и рекомендуемым скоростям подбирают диаметры круглых воздуховодов, при этом необходимо давать 10% запаса по скорости.
К установке принимается воздуховод с площадью ближайшей к требуемой Fтр. Необходимо определить фактическую скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с
Потери давления в системах вентиляции складываются из потерь давления на трение и потерь давления в местных сопротивлениях, Па
(13.1.1
Потери давления на трение, Па
(13.1.2)
где R-удельные потери давления на трение, Па/м,;
l - длина участка воздуховода, м;
n - поправочный коэффициент, который зависит от абсолютной эквивалентной шероховатости воздуховодов kэ воздуховодов и скорости движения воздуха, [3,табл. 2.23]. Абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховодов из стали kэ=1мм.
Удельные потери давления на трение, Па/м, в круглых воздуховодах определяются по формуле:
(13.1.3)
где л- коэффициент гидравлического сопротивления трения;
d- диаметр воздуховода, м
- динамическое давление, Па.
Коэффициент сопротивления трения л рассчитывается по формуле Альтшуля:
(13.1.4)
где kэ- абсолютная эквивалентная шероховатость поверхности воздуховода;
Re- критерий Рейнольдса:
(13.1.5)
где - скорость движения воздуха в воздуховоде, м/с;
- кинематическая вязкость воздуха, м2/с.
Динамическое давление, Па
(13.1.6)
где - плотность воздуха, кг/м3.
При аэродинамическом расчете используют таблицу 22.15 [3], в которой на основании формул (13.3)-(13.6) определены удельные потери давления на трение R, Па/м; расход воздуха L, м3/ч, при различных скоростях для различных диаметров круглых металлических воздуховодов.
Потери давления в местных сопротивлениях, Па
(13.1.7)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке воздуховода. Значения коэффициентов местных сопротивлений сведены в таблицы[7,табл.22.36, 22.37, 22.38]. Тройники, находящиеся на границе двух участков, следует относить к участкам с меньшим расходом.
Расчет воздухозаборных решеток
Скорость в воздухозаборных решетках vр?5м/с, принимаем vр=5м/с.
Площадь живого сечения для прохода воздуха:
м2,
Принимаем к установке решетку АРН компании «Арктос» с размерами 1550Ч1950 и площадью живого сечения fp=1,449 м2. По номограмме, приведенной в каталоге этой компании приведены номограммы, по которым можно определить потери давления в воздухозаборных решетках и скорость воздуха.
Для данной решетки ДР=32Па,
Действительная скорость в воздухозаборных решетках:
м/с.
Все расчеты сведены в таблицу 10.1.1:
Таблица 10.1: Аэродинамический расчёт приточной системы П1 |
|||||||||||||
№ уч |
L, мі/ч |
l, м |
d(dэкв), мм |
v, м/с |
R, Па/м |
Д Ртр, Па |
Рд, Па |
?о |
Z, Па |
Д Ртр+Z |
?(Д Ртр+Z) |
Примечания |
|
1 |
2 |
3 |
6 |
7 |
8 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
ВПК1 |
12965 |
- |
- |
4,95 |
0 |
0,00 |
14,70 |
1,6 |
23,52 |
23,52 |
23,52 |
||
1 |
12965 |
3,8 |
900 |
5,66 |
0,41 |
1,56 |
19,25 |
1,31 |
25,21 |
26,77 |
50,30 |
пов.900+тр. на отв. |
|
2 |
25930 |
13,5 |
900 |
11,33 |
1,135 |
15,28 |
76,99 |
0,42 |
32,34 |
47,61 |
97,91 |
2 поворота 900 |
|
АРН |
25930 |
- |
- |
4,97 |
- |
- |
- |
- |
- |
32,00 |
129,91 |
В виду симметрии системы проводить увязку ответвления нет необходимости.
13.2 Расчёт системы аспирации
Целью расчета является определение диаметров участков, потерь давления в сети увязка ответвлений. Расчет ведется по таблицам для обычного воздуха. В дальнейшем потери давления в сети пересчитываются для смеси воздух-материал и, безусловно, возрастают по сравнению с потерями для чистого воздуха.
Расчет воздуховодов аспирации рекомендуется проводить по методу динамических давлений. В этом случае потери давления в воздуховодах на трение заменяются эквивалентными потерями на местные сопротивления, тогда:
, (13.2.1)
где - сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке;
- скорость движения воздуха в воздуховоде.
Скорость движения частиц следует принимать больше скорости витания частиц пыли. Практические значения скорости в воздуховодах для перемещения различного транспортируемого материала приводится в табл. 22.57 [6], минимальная скорость в воздуховодах от различных станков указана в табл. 9.1[6].
Приведенный коэффициент трения
, (13.2.2)
где л - коэффициент сопротивления трения;
d - диаметр воздуховода, мм;
l - длина расчетного участка воздуховода, м
В данном проекте следует рассчитать воздуховод из листовой стали системы аспирации отделения, объединяющего рейсмусовые L=2500м3/ч и фуговальные L=1500м3/ч станки.
Расчеты ведем через самый отдаленный и загруженный станок.
Результаты сводим в таблицу 10.2.1
Таблица 10.2.1: Расчет системы аспирации |
||||||||||||||||
№ уч |
Оборудование |
Заданные вел. |
Принятые величины |
оЭ= (л/d)•l |
Уо |
оЭ+Уо |
Pд, Па |
Pуч =(оэ+Уо)PД, Па |
УPуч, Па |
примечания |
||||||
L, м3/ч |
V, м/с |
l, м |
L, м3/ч |
V, м/с |
d, мм |
л/d |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
1 |
станок фуговальный |
1500 |
18 |
6,24 |
1500 |
20,73 |
160 |
0,103 |
0,64 |
4,3 |
4,94 |
258 |
1274,90 |
1274,90 |
кожух=3, 2Г900=2•0,25, вход в коллектор=0,8 |
|
2 |
- |
8000 |
- |
14,8 |
8700 |
24,43 |
355 |
0,039 |
0,58 |
1,35 |
1,93 |
358 |
690,02 |
Подобные документы
Теплотехнический расчет наружных ограждающих конструкций. Расход теплоты на нагревание вентиляционного воздуха. Выбор системы отопления и типа нагревательных приборов, гидравлический расчет. Противопожарные требования к устройству систем вентиляции.
курсовая работа [244,4 K], добавлен 15.10.2013Климатическая характеристика района строительства. Теплотехнический расчёт ограждающих конструкций и теплоэнергетический баланс помещений гражданского здания. Описание теплового пункта. Расчёт отопительных приборов, расчёт и подбор гидроэлеватора.
курсовая работа [375,5 K], добавлен 11.10.2008План здания с размерами, экспликацией помещений. Проверка ограждающих конструкций на отсутствие конденсации водяных паров. Потери тепла на нагревание инфильтрационного наружного воздуха. Гидравлический расчет внутридомового газопровода, системы отопления.
дипломная работа [882,7 K], добавлен 20.03.2017Теплотехнический расчет ограждающих частей жилого здания. Общие требования по проектированию. Удельная отопительная характеристика здания. Технико-экономическая оценка эффективности промывки системы водяного отопления. Подбор смесительного насоса.
дипломная работа [467,5 K], добавлен 10.04.2017Расчёт отопления, вентиляции и горячего водоснабжения школы на 90 учащихся. Определение потерь теплоты через наружные ограждения гаража. Построение годового графика тепловой нагрузки. Подбор нагревательных приборов систем центрального отопления школы.
курсовая работа [373,7 K], добавлен 10.03.2013Характеристика объемно-планового решения. Особенность определения тепловых потерь. Гидравлический расчет однотрубной системы отопления. Тепловой подсчет системы отопления и подбор отопительных приборов. Фактический расход теплоносителя на участке.
курсовая работа [485,8 K], добавлен 09.11.2022Конструирование 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 06.05.2015Методы расчета водяного и калориферного отопления производственных помещений. Определение теплопотерь в производственных помещениях для возмещения отоплением. Технические характеристики водогрейных котлов. Расчет площади секций нагревательных элементов.
контрольная работа [475,0 K], добавлен 03.06.2017Проверка 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 28.12.2017Краткое описание технологического процесса в исследуемом цехе. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Расчет теплопотерь, а также поступлений теплоты от солнечной радиации. Определение и характер различных вредностей, поступающих в помещение.
курсовая работа [139,3 K], добавлен 27.10.2013