Курсовая работа: Проектирование птичника на 122000 голов

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теплотехники

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Проектирование птичника на 122000 голов

выполнил:

студент гр.2эа Алейчик Д.В.

проверил:

к.т.н., доцент Матвеенко И.П.

Минск – 2009

Задание на курсовое проектирование

Горячая вода 70-115

Примечание: наружные двери и ворота принять деревянными из сосновых досок толщиной 50 мм.

Аннотация

Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на 34 страницах машинописного текста, содержащей 9 таблиц, и графической частью, включающей 1 лист формата А1.

В работе выполнены расчеты теплопотерь через наружные ограждения, теплопоступлений в помещение птичника, содержащего 122000 бройлеров, а также влаговыдлений и газовыделений в данном помещении. Также, определены расходы вентиляционного воздуха в холодный, теплый и переходной периоды года и тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, рассчитаны воздуховоды системы вентиляции, подобраны калориферы и вентиляторы.

Содержание

Введение

1 Составление исходных данных

2 Расчет теплопотерь через наружное ограждение

2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче

2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче

2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми

2.4 Расчет площадей отдельных зон пола

2.5 Расчет теплопотери через ограждающие конструкции

3 Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена

3.1 Холодный период года

3.2 Переходный период

3.3 Теплый период

Литература

Введение

Теплоснабжения является составной частью инженерного обеспечения сельского хозяйства. Повышение продуктивности в животноводстве и растениеводстве, укрепление кормовой базы, повышение сохранности сельскохозяйственной продукции, улучшение условий жизни сельского населения неразрывно связано с теплоснабжением. 8% от всех работающих в сельскохозяйственной отрасли заняты в теплоснабжении.

Специализация производства в животноводстве повышает требования к микроклимату. Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания.

Большую роль играет поддержание микроклимата в современных коровниках. Он способствует максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивному росту молодняка.

Для поддержания микроклимата на животноводческих фермах и комплексах принимают ОВС, посредством которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения, предусматривая дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни. Удаляют воздух из помещения либо при помощи вентбашень, либо через окна и вытяжные шахты. В холодный и переходной периоды воздух удаляют из помещения через вентбашни при неработающих осевых вентиляторах. В теплый период требуемое количество воздуха подают вентбашнями, при этом удаляют воздух из помещения через фрамуги окон и из навозных каналов.

1 Составление исходных данных

По литературе [2] из таблицы 1.1. выписываем данные соответствующие своему варианту в таблицу 1.

Таблица 1. Расчетные параметры наружного воздуха

Для переходного периода принимаем температуру наружного воздуха  и энтальпию .

По литературе [2] из таблицы 10.3 выписываем параметры внутреннего воздуха в таблицу 2.

Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха

Здесь  - расчетная температура внутреннего воздуха,;

 - относительная влажность, %;

- ПДК углекислого газа в зоне содержания бройлеров (удельная допустимая концентрация углекислого газа), , принимаем из таблицы 10.4 [2] .

Таблица 3. Выделение теплоты, влаги и

углекислого газа.(таблица 10.9 [2])

Таблица 4. Температурные коэффциенты.

(таблица 10.10 [2])

Для расчета термических сопротивлений теплопередаче для стен, перекрытий и дверей необходимо знать технические характеристики строительных материалов и конструкций. Из таблицы 1.12 [2] выписываем необходимые данные в таблицу 5.

Таблица 5. Теплотехнические характеристики строительных материалов и конструкций

2     Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

2.1  Расчет термического сопротивления теплопередаче

Термическое сопротивление теплопередаче, , для стен, покрытий, перекрытий, дверей и ворот:

,

где  - коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограничивающей конструкции, ;

 - термическое сопротивление теплопроводности отдельных слоев,;

 - термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки,;

 - коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограничивающей поверхности, .

Проводим расчет для наружных стен.

Рассчитываем заполнение помещения животными, :

,

где  - масса одной птицы,  (m = 1,5)

 - количество бройлеров (n = 122000);

 - площадь помещения, (A = 6434 ).

;

Так как, заполнение бройлерами помещения  и принимаем для стен и потолков  и для наружных стен .

Термическое сопротивление отдельных слоев, :

,

где  - толщина слоя, ;

 - теплопроводность материала слоя, ;

─ Силикатный кирпич:

;

─ Внутренняя штукатурка:

;

.

.

Проводим расчет для покрытий и перекрытий.

;

─ рубероид:

;

─ минераловатные плиты:

;

─ Плита железобетонная:

; - Асбестоцементный лист

.

.

Проводим расчет для наружных дверей и ворот.

; .

─ сосновые доски:

.

.

Проводим расчет для различных зон пола.

Сопротивление теплопередаче полов:

,

где  - сопротивление теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола,;

 - толщина утепляющего слоя,;

 - теплопроводность утепляющего слоя,.

Сопротивление теплопередаче принимаем:

─ для I зоны: ;

─ для II зоны: ;

─ для III зоны: ;

- для Iv зоны : ;

;

;

;

.

2.2  Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче

Рассчитываем требуемые по санитарно-гигиеническим требованиям термические сопротивления теплопередаче для наружных стен, покрытий и перекрытий, наружных дверей и ворот.

Требуемое сопротивление теплопередаче, , наружных стен, покрытий и перекрытий:

,

где  - расчетная температура внутреннего воздуха, ;

 - расчетная температура наружного воздуха в холодный период года,;

 - нормативный температурный перепад между внутренним воздухом и внутренней поверхностью ограничивающей конструкции, ;

 - коэффициент, учитывающий положение наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.

В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимают в зависимости от тепловой инерции  наружного ограждения (стр.33 [2]):

при  - абсолютно минимальную температуру;

при  - среднюю температуру наиболее холодных суток;

при  - среднюю температуру наиболее холодных трех суток;

при  - среднюю температуру наиболее холодной пятидневки.

Тепловая инерция ограничивающей конструкции:

,

где  - расчетный коэффициент теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции (таблица 5), .

Проведем расчет для наружных стен.

.

Исходя из полученного выражения в качестве расчетной температуры наружного воздуха, принимаем среднюю температуру наиболее холодных суток.

.

Нормативный температурный перепад принимаем исходя из типа помещения (производственное помещение с влажным режимом, таблица 3.6 [2]):

.

Температуру точки росы  принимаем из приложения [1] при t=18 и  — .

Коэффициент  определяем по его нормированным значениям: .

.

Проводим расчет для покрытий и перекрытий.

.

В качестве расчетной температуры наружного воздуха принимаем среднюю температуру наиболее холодных суток: .

Нормативный температурный перепад:

 (таблица 3.6 [2]).

Коэффициент  определяем по его нормированным значениям: .

.

Проводим расчет для наружных дверей и ворот.

.

Нормативный температурный перепад:

.

.

.

2.3  Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми

Исходя из того, что требуемое термическое сопротивление должно быть меньше расчетного термического сопротивления, проверяем соблюдение санитарно-гигиенических норм:

─ для наружных стен:

;

;

 —не удовлетворяет.

─ для покрытий и перекрытий:

;

;

— удовлетворяет.

─ для наружных дверей и ворот:

;

;

— не удовлетворяет.

В целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления перекрытий больше требуемых (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери и стены нуждаются в дополнительном утеплении.

2.4              Расчет площадей отдельных зон пола

A=96000 mm; B=72000 mm.

Рис.1. Зоны пола рассчитываемого помещения.

;

;

;

;

2.5              Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции

,

где  - площадь ограждающей конструкции, ;

 - термическое сопротивление теплопередаче,;

 - расчетная температура внутреннего воздуха, ;

 - расчетная температура наружного воздуха, ;

 - добавочные потери теплоты в долях от основных теплопотерь;

 - коэффициент учета положения наружной поверхности по отношению к наружному воздуху.

Н.с. — наружные стены;

Н.д. — наружные двери;

Пт — перекрытия;

Пл1, Пл2, Пл3, Пл4 — пол.

Таблица 6. Расчет теплопотерь

3     Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена

3.1  Холодный период года

Влаговыделения бройлеров, :

,

где - температурный коэффициент влаговыделений (таблица 4);

 - влаговыделение одной птицей (таблица 3), ;

 - число птиц.

;

Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 5% от общего влаговыделения:

,

Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:

,

где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);

(кг/ч),

Суммарные влаговыделения:

.

Рассчитаем количество , выделяемого птицей, :

,

где - температурный коэффициент выделений  и полных тепловыделений;

- количество , выделяемого одной птицей, .

;

Определим тепловой поток полных тепловыделений, :

,

где  - тепловой поток полных тепловыделений одной птицей (таблица 3), .

;

Тепловой поток теплоизбытков, :

,

где Ф_ТП – поток теплопотерь (SФ_ТП таблица 6) .

Угловой коэффициент (тепловлажностное отношение), :

.

Воздухообмен в холодный период

Произведем расчет вентиляционного воздуха, , из условия удаления выделяющихся:

─ водяных паров:

,

где  - суммарные влаговыделения внутри помещения, ;

 - плотность воздуха, ;

 и - влагосодержания внутреннего и наружного воздуха, .

Из диаграммы влажного воздуха по рис.1.1. [2] определим  и :

, (при 18 и );

, (при  и ).

.

─ углекислого газа:

,

где  - расход углекислого газа, выделяемого птицами в помещении,;

 - ПДК углекислого газа в помещении (таблица 2), ;

- концентрация углекислого газа в наружном (приточном) воздухе, , (принимают 0,3 – 0,5 , стр.240 [2]).

.

─ расход вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена:

,

где  - норма минимального воздухообмена на 1ц живой массы, ;([2] табл.10.11),

 - живая масса птицы, .

 - масса всех птиц.

.

В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем наибольший, т.е. .

3.2  Переходный период года

Для переходного режима года влаговыделения птицами:

;

Дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 5% от общего влаговыделения.

,

Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:

,

где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);

(кг/ч),

Определим суммарные влаговыделения:

.

Тепловой поток полных тепловыделений:

Тепловой поток теплоизбытков, :

,

где  - тепловой поток полных тепловыделений животными в переходный период, ;

 - тепловой поток теплопотерь через ограждающие конструкции в переходный период, .

,

где  и  - расчетные температуры внутреннего и наружного воздуха в переходный период, .

;

;

;

.

.

Определим угловой коэффициент, :

.

Воздухообмен в переходный период.

Рассчитаем расход вентиляционного воздуха, , из условия удаления водяных паров:

.

Влагосодержание внутреннего воздуха:

.

Влагосодержание наружного воздуха  определим по - диаграмме при параметрах  и .

.

.

.

Для переходного периода года рассчитывается воздухообмен только для удаления водяных паров:

3.3  Теплый период года

Определяем влаговыделения птицами, :

,

где - температурный коэффициент влаговыделений;

 - влаговыделение одной птицей, ;

 - число птиц.

;

Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:

,

Расчет влаги испаряющейся при сушке помета:

,

где P-масса помета от одной птицы, кг/сут;z-доля усушки помета за одни сутки;k-число уборки помета в сутки(k=1 при напольном содержании);

(кг/ч),

Суммарные влаговыделения:

.

Определим тепловой поток полных тепловыделений, :

,

где  - тепловой поток полных тепловыделений одной птицей (таблица 3),

k_t^’’’ =1.11– температурный коэффициент полных тепловыделений(таблица 4).

;

Тепловой поток теплоизбытков, :

,

где  - тепловой поток от солнечной радиации, .

,

где  - тепловой поток через покрытие, ;

 - тепловой поток через наружную стену, .

,

где =6480 - площадь покрытия (таблица 6);

 =1.5553- термическое сопротивление теплопередаче через покрытие (таблица 6);

= 17,7 - избыточная разность температур, вызванная действием солнечной радиации для вида покрытия – тёмный рубероид, (стр. 46 [2]).

.

Тепловой поток через наружную стену:

,

─ для стены А

где =270 - площадь наружной стены, ;

=0.8464 - термическое сопротивление теплопередаче наружной стены, .

 - избыточная разность температур,5.92 ,( таблица 3.13)

;

─ для стены В

=270 ; =0.8464 ; =10.2,

 ;

=78.887 (кВт).

.

Угловой коэффициент, :

.

Воздухообмен в теплый период года

Расход вентиляционного воздуха, , в теплый период года из условия удаления выделяющихся:

─ водяных паров:

.

Влагосодержание наружного воздуха  определим по - диаграмме (рис. 1.1 [2]) при параметрах  и .

.

Влагосодержание внутреннего воздуха:

.

.

─ расход вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена:

,

где  - норма минимального воздухообмена на 1ц живой массы, ;

 - живая масса птицы, .

.

.

В качестве расчетного значения расхода воздуха в теплый период принимаем наибольший, т.е. .

Литература

1.  Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Мн. Ротопринт БАТУ. 2001 г.

2.  Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Под ред. Л.С. Герасимович и др.: - Мн.; Ураджай. 1993 г.

3.Курсовое проектирование по теплотехнике и применению теплоты в сельском хозяйстве. Б.Х.Драганов и др.-М.:Агропромиздат,1991 г.