Курсовая работа: Свинарник на 160 мест
МИНИСТЕРСТВО ПРОДОВОЛЬСТВИЯ И СЕЛЬСКОГО
ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра энергетики с/х производства
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине "Основы теплотехнологии"
на тему: "Свинарник на 160 мест"
Выполнил: студент IV курса, 24э группы
Скурат Евгений Вячеславович
Руководитель: Синица С.И.
Минск-2008
Задание на курсовое проектирование
| Наружные стены | |
| Тип (материал) | Толщина, мм |
| Железобетон | 30 |
| Минераловатные плиты | 120 |
| Железобетон | 30 |
| Покрытия совмещённые | |
| Тип (материал) | Толщина, мм |
| Доска сосновая | 30 |
| Воздушная прослойка | 50 |
| Минераловатные плиты | 80 |
| Рубероид | 3 |
| Доска сосновая | 30 |
| Полы | |
| Тип (материал) | Толщина, мм |
| Цементная стяжка | 25 |
| Бетон | 100 |
| Заполнение световых проёмов |
| Остекление двойное в деревянных переплётах |
| Теплоноситель |
|
Горячая вода 70-115 |
| Область район |
| Гродненская область |
Примечание: наружные двери и ворота принять деревянными из сосновых досок толщиной 50 мм.
Аннотация
Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на ____ страницах машинописного текста, содержащей 9 таблиц, и графической частью, включающей 1 лист формата А1.
В работе выполнены расчеты теплопотерь через наружные ограждения, теплопоступлений в помещение свинарника, содержащего 160 подсосных свиноматок с поросятами, а также влаговыдлений и газовыделений в данном помещении. Также, определены расходы вентиляционного воздуха в холодный, теплый и переходной периоды года и тепловая мощность отопительно-вентиляционной системы, рассчитаны воздуховоды системы вентиляции, подобраны калориферы и вентиляторы.
Содержание
Введение
1. Составление исходных данных
2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
3.2 Переходный период года
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
3.3 Теплый период года
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
4. Выбор системы отопления и вентиляции
5. Расчет и выбор калориферов
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
7. Вытяжные шахты
8. Выбор вентилятора
9. Энергосбережение
Литература
Введение
Теплоснабжения является составной частью инженерного обеспечения сельского хозяйства. Повышение продуктивности в животноводстве и растениеводстве, укрепление кормовой базы, повышение сохранности сельскохозяйственной продукции, улучшение условий жизни сельского населения неразрывно связано с теплоснабжением.8% от всех работающих в сельскохозяйственной отрасли заняты в теплоснабжении.
Специализация производства в животноводстве повышает требования к микроклимату. Содержание животных в холодных и плохо вентилируемых помещениях приводит к снижению продуктивности на 15-40%, расход кормов увеличивается на 10-30%, заболевания молодняка увеличиваются в 2-3 раза. Продуктивность в животноводстве по 1/3 определяется условиями содержания.
Большую роль играет поддержание микроклимата в современных коровниках. Он способствует максимальной продуктивности, наилучшей сохранности и интенсивному росту молодняка.
Для поддержания микроклимата на животноводческих фермах и комплексах принимают ОВС, посредством которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения, предусматривая дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни. Удаляют воздух из помещения либо при помощи вентбашень, либо через окна и вытяжные шахты. В холодный и переходной периоды воздух удаляют из помещения через вентбашни при неработающих осевых вентиляторах. В теплый период требуемое количество воздуха подают вентбашнями, при этом удаляют воздух из помещения через фрамуги окон и из навозных каналов.
1. Составление исходных данных
По литературе [2] из таблицы 1.1 выписываем данные соответствующие своему варианту в таблицу 1.
Таблица 1. Расчетные параметры наружного воздуха.
| Область |
Температура наиболее холодных суток t**, 0C |
Холодный период (параметры Б) | Теплый период (параметры А) | ||
|
|
|
|
|
||
| Гродненская | -26 | -22 | -21,5 | 21,8 | 49,5 |
Для
переходного периода принимаем температуру наружного воздуха ![]()
и
энтальпию ![]()
.
По литературе [2] из таблицы 10.2 выписываем параметры внутреннего воздуха в таблицу 2.
Таблица 2. Расчетные параметры внутреннего воздуха.
| Помещение | Период года | Параметры воздуха |
ПДК
|
|
|
|
|
|||
| Помещение для содержания животных | Холодный | 20 | 40-75 | 2 |
| Переходный | 20 | 40-75 | 2 | |
| теплый | 26,8 | 40-75 | 2 |
Здесь
- расчетная температура
внутреннего воздуха,
;
- относительная влажность,
%;
- ПДК углекислого газа в
зоне содержания поросят (удельная допустимая концентрация углекислого газа),
, принимаем из таблицы 10.4
[2].
Таблица 3. Выделение теплоты, влаги и углекислого газа.
| Группа животных | Живая масса |
Тепловой поток тепловыделений, |
Влаговыделения, |
Выделения |
|
| Полных | явных | ||||
| Подсосные свиноматки с поросятами | 200 | 897 | 646 | 369 | 11,5 |
| 10 | 100 | 72 | 41,1 | 12,9 |
Таблица 4. Температурные коэффициенты.

Для расчета термических сопротивлений теплопередаче для стен, перекрытий и дверей необходимо знать технические характеристики строительных материалов и конструкций. Из таблицы 1.12 [2] выписываем необходимые данные в таблицу 5.
Таблица 5. Теплотехнические характеристики строительных материалов и конструкций.
| Наименование материала |
|
Расчетные коэффициенты при условиях эксплуатации | ||
|
Теплопроводности, |
Теплоусвоения, |
|
||
| Бетон | 2400 | 1,86 | 17,88 |
|
| Доска сосновая | 500 | 0,18 | 4,54 |
|
| Цементно-песчаный раствор | 1800 | 0,93 | 11,09 |
|
| Минераловатные плиты | 300 | 0,11 | 1,72 |
|
| Рубероид | 600 | 0,17 | 3,53 |
|
| Железобетон | 2500 | 2,04 | 16,96 |
|
2. Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
2.1 Расчет термического сопротивления теплопередаче
Термическое
сопротивление теплопередаче,
, для
стен, покрытий, перекрытий, дверей и ворот:
,
где
- коэффициент теплоотдачи
на внутренней поверхности ограничивающей конструкции,
;
- термическое
сопротивление теплопроводности отдельных слоев,
;
- термическое
сопротивление замкнутой воздушной прослойки,
;
- коэффициент теплоотдачи
на наружной поверхности ограничивающей поверхности,
.
Проводим расчет для наружных стен.
Рассчитываем
заполнение помещения животными,
:
,
где
- масса одной животного,
(
= 200,
=10),
- количество животных (
=160,
=1280);
- площадь помещения,
(A
= 24080
).
![]()
;
Так как,
заполнение животными помещения ![]()
и принимаем для стен и
потолков ![]()
и для наружных стен ![]()
.
Термическое
сопротивление отдельных слоев,
:
,
где
- толщина слоя,
;
- теплопроводность
материала слоя,
; железобетон:

;
минераловата:

;
железобетон:

.

.

.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
![]()
;
![]()
.
доска сосновая:

;
рубероид:

;
минераловатные плиты:

;
доска сосновая:

;
Термическое
сопротивление замкнутых воздушных прослоек RВ. П,
определяем по таблице 3.5
[2].
RВ. П = 0,1428 ![]()
![]()
,

.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
![]()
;
![]()
.
сосновые доски:
![]()
.
![]()
.
Проводим расчет для остекления.
Термическое сопротивление теплопередаче заполнения световых проемов принимаем равным нормированным значениям (стр.32 [2]).
Принимаем остекление в деревянных раздельных переплётах:
![]()
.
Проводим расчет для различных зон пола.
Сопротивление теплопередаче полов:
,
где
- сопротивление
теплопередаче рассматриваемой зоны неутепленного пола,
;
- толщина утепляющего
слоя,
;
- теплопроводность
утепляющего слоя,
.
Сопротивление теплопередаче принимаем:
для I
зоны: ![]()

для II
зоны: ![]()

для III
зоны: ![]()

для IV зоны: ![]()


;

;

;

2.2 Определение требуемого термического сопротивления теплопередаче
Рассчитываем требуемые по санитарно-гигиеническим требованиям термические сопротивления теплопередаче для наружных стен, покрытий и перекрытий, наружных дверей и ворот.
Требуемое
сопротивление теплопередаче,
,
наружных стен, покрытий и перекрытий:
,
где
- расчетная температура
внутреннего воздуха,
;
- расчетная температура
наружного воздуха в холодный период года,
;
- нормативный
температурный перепад между внутренним воздухом и
внутренней
поверхностью ограничивающей конструкции,
;
- коэффициент, учитывающий
положение наружной поверхности по от-
ношению к наружному воздуху.
В качестве
расчетной температуры наружного воздуха принимают в зависимости от тепловой
инерции
наружного ограждения (стр.33
[2]):
при
- абсолютно минимальную
температуру;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодных трех суток;
при
- среднюю температуру
наиболее холодной пятидневки.
Тепловая инерция ограничивающей конструкции:
,
где
- расчетный коэффициент
теплоусвоения материала отдельных слоев ограждающей конструкции (таблица 5),
.
Проведем расчет для наружных стен.
.
Исходя из полученного выражения в качестве расчетной температуры наружного воздуха, принимаем среднюю температуру наиболее холодных трех суток.
![]()
.
Нормативный температурный перепад принимаем исходя из типа помещения (производственное помещение с влажным режимом, таблица 3.6 [2]):
![]()
.
Температуру
точки росы
принимаем из приложения
[1] при
и
-
. Коэффициент
определяем по его
нормированным значениям:
.

.
Проводим расчет для покрытий и перекрытий.
.
В
качестве расчетной температуры наружного воздуха принимаем среднюю температуру
наиболее холодных суток:
.
Нормативный температурный перепад:
(таблица 3.6 [2]).
Коэффициент
определяем по его
нормированным значениям:
.

.
Проводим расчет для световых проемов.
Принимаем сопротивление теплопередаче окон для производственных и вспомогательных промышленных предприятий с влажным или мокрым режимом (таблица 3.7 [2]):
![]()
.
Проводим расчет для наружных дверей и ворот.
.
Нормативный температурный перепад:
.
.

.
2.3 Сравнение действительных термических сопротивлений с требуемыми
Исходя из того, что требуемое термическое сопротивление должно быть меньше расчетного термического сопротивления, проверяем соблюдение санитарно-гигиенических норм:
для наружных стен:
![]()
;
![]()
;
- удовлетворяет.
для покрытий и перекрытий:
![]()
;
![]()
;
- удовлетворяет.
для наружных дверей и ворот:
![]()
;
![]()
;
- не удовлетворяет.
для световых проемов:
![]()
;
![]()
;
- удовлетворяет.
В целом делаем вывод о том, что расчетные термические сопротивления ограждающих конструкций больше требуемых, кроме дверей (т.е. удовлетворяют санитарно гигиеническим нормам). Однако двери нуждаются в дополнительном утеплении.
2.4 Расчет площадей отдельных зон пола

|
|
|
|
|
|
|
|
![]()
;
![]()
;
![]()
![]()
![]()
![]()
2.5 Расчет теплопотерь через ограждающие конструкции
,
где
- площадь ограждающей
конструкции,
;
- термическое
сопротивление теплопередаче,
;
- расчетная температура
внутреннего воздуха,
;
- расчетная температура
наружного воздуха,
;
- добавочные потери
теплоты в долях от основных теплопотерь;
- коэффициент учета
положения наружной поверхности по отношению к
наружному воздуху.
Н. с. - наружные стены;
Н. д. - наружные двери;
Д. о. - двойное
остекление; ![]()
Пт - перекрытия;
Пл1, Пл2, Пл3, Пл4 - пол.
Таблица 6. Расчет теплопотерь.
| № помещения |
|
Характеристики ограждений |
|
Доли добавочных теплопотерь |
|
Тепловой поток теплопотерь |
||||||
| Наименование | Ориентация |
Размер |
|
|
на ориентацию | на инфильтрацию | прочие | |||||
|
|
20 | Д. о. | С-З |
|
60,48 | 0,42 | 42 | 0,1 | 0,3 | - | 1,4 | 8467,2 |
| Д. о. | Ю-В |
|
60,48 | 0,42 | 42 | 0,05 | 0,3 | - | 1,35 | 8164,8 | ||
| Н. с. | С-З |
|
263,52 | 1,279 | 42 | 0,1 | 0,3 | - | 1,4 | 12114,9 | ||
| Н. с. | Ю-В |
|
263,52 | 1,279 | 42 | 0,05 | 0,3 | - | 1,35 | 11682,2 | ||
| П. т. | - |
|
2700 | 1,5417 | 42 | - | - | 1 | 73555,2 | |||
| Пл.1 | - | 640 | 2,12688 | 42 | - | - | - | 1 | 12638,2 | |||
| Пл.2 | - | 624 | 4,32688 | 42 | - | - | - | 1 | 6057 | |||
| Пл3 | - | 592 | 8,62688 | 42 | - | - | - | 1 | 2882,15 | |||
| Пл.4 | - | 828 | 14,22688 | 42 | - | - | - | 1 | 2444,4 | |||
|
|
119922,898 |
3. Расчет тепловоздушного режима и воздухообмена
3.1 Холодный период года
Влаговыделения
животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент влаговыделений (таблица 4);
- влаговыделение одним
животным (таблица 3),
;
- число животных.
![]()
;
Дополнительные влаговыделения в зимний период составляют 10% от общего влаговыделения:
, ![]()
![]()
Суммарные влаговыделения:
![]()
.
Рассчитаем
количество
, выделяемого животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент выделений
и полных
тепловыделе-
ний;
- количество
, выделяемого одним
животным,
.
![]()
;
Определим
тепловой поток полных тепловыделений,
:
,
где
- тепловой поток полных
тепловыделений одним животным (таблица 3),
.
![]()
;
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
![]()
,
где ФТП - поток теплопотерь (SФТП таблица 6).
Угловой
коэффициент (тепловлажностное отношение),
:
![]()
.
3.1.1 Воздухообмен в холодный период
Произведем
расчет вентиляционного воздуха,
, из
условия удаления выделяющихся:
водяных паров:
,
где
- суммарные влаговыделения
внутри помещения,
;
- плотность воздуха,
;
и
- влагосодержания
внутреннего и наружного воздуха,
.
Из
диаграммы влажного воздуха по рис.1.1 [2] определим
и
:
![]()
,
(при 20
и
);
![]()
,
(при
и ![]()
).

.
углекислого газа:
,
где
- расход углекислого газа,
выделяемого животными в помещении,
;
- ПДК углекислого газа в
помещении (таблица 2),
;
- концентрация углекислого
газа в наружном (приточном) воздухе,
, (принимают 0,3 - 0,5
, стр.240 [2]).
![]()
.
расход
вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена:
, где
- норма минимального
воздухообмена на 1ц живой массы,
;
- живая масса животных,
.
![]()
- масса всех животных.
![]()
.
В качестве расчетного значения расхода воздуха в холодный период принимаем наибольший, т.е.
![]()
.
3.2 Переходный период года
Для переходного режима года влаговыделения животными:
![]()
;
Дополнительные влаговыделения в переходной период составляют 10% от общего влаговыделения.
![]()
![]()
Определим суммарные влаговыделения:
![]()
.
Тепловой поток полных тепловыделений:
![]()
![]()
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
где
- тепловой поток полных
тепловыделений животными в переходный период,
;
- тепловой поток
теплопотерь через ограждающие конструкции в переходный период,
.
,
где
и
- расчетные температуры
внутреннего и наружного воздуха в переходный период,
.
;
;
;
![]()
.
![]()
.
Определим
угловой коэффициент,
:

.
3.2.1 Воздухообмен в переходный период
Рассчитаем
расход вентиляционного воздуха,
, из
условия удаления водяных паров:
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
.
Влагосодержание
наружного воздуха
определим по
- диаграмме при параметрах
и ![]()
.
![]()
.
![]()
.

.
Для переходного периода года рассчитывается воздухообмен только для удаления водяных паров:
![]()
![]()
3.3 Теплый период года
Определяем
влаговыделения животными,
:
,
где
- температурный
коэффициент влаговыделений;
- влаговыделение одним
животным,
;
- число животных.
![]()
;
Испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей:
![]()
![]()
Суммарные влаговыделения:
![]()
.
Определим
тепловой поток полных тепловыделений,
:
,
где
- тепловой поток полных
тепловыделений одним животным (таблица 3),
kt’’’ =1.1-
температурный коэффициент полных тепловыделений (таблица 4).
![]()
![]()
Тепловой
поток теплоизбытков,
:
,
где
- тепловой поток от
солнечной радиации,
.
,
где
- тепловой поток через
покрытие,
;
- тепловой поток через
остекление в рассматриваемой наружной
стене,
;
- тепловой поток через
наружную стену,
.
,
где
=2700
- площадь покрытия (таблица
6);
=1,2787
- термическое
сопротивление теплопередаче через покрытие (таблица 6);
= 17,7
- избыточная разность
температур, вызванная действием солнечной радиации для вида покрытия - тёмный
рубероид, (стр.46 [2]).

.
Тепловой
поток через остекление,
:
,
где
- коэффициент остекления (
), (стр.46 [2]);
- поверхностная плотность
теплового потока через остекленную
поверхность,
, (С-З: ![]()
; Ю-В: ![]()
, таблица 3,12 [2]);
=263,52
- площадь остекления.
![]()
.
Тепловой поток через наружную стену (за исключением остекления в этой стене):
,
для стены А
где
=263,52 - площадь наружной
стены,
;
=1,279 - термическое
сопротивление теплопередаче наружной стены,
.
- избыточная разность
температур,
, (таблица 3.13)

;
для стены В
=263,52
;
=1,0561
;
=7,7
,
;
![]()
![]()
![]()
=719,7
(кВт).
![]()
.
Угловой
коэффициент,
:

.
3.3.1 Воздухообмен в теплый период года
Расход
вентиляционного воздуха,
, в
теплый период года из условия удаления выделяющихся:
водяных паров:
.
Влагосодержание
наружного воздуха
определим по
- диаграмме (рис.1.1 [2]) при
параметрах
и ![]()
.
![]()
.
Влагосодержание внутреннего воздуха:
![]()
.

.
расход
вентиляционного воздуха исходя из нормы минимального воздухообмена:
, где
- норма минимального
воздухообмена на 1ц живой массы,
;
- живая масса животного,
.
![]()
,
![]()
.
В
качестве расчетного значения расхода воздуха в теплый период принимаем
наибольший, т.е. ![]()
.
4. Выбор системы отопления и вентиляции
На свиноводческих фермах применяют вентиляционные системы, посредствам которых подают подогретый воздух в верхнюю зону помещения по воздуховодам равномерной раздачи.
Кроме того, предусматривают дополнительную подачу наружного воздуха в теплый период года через вентбашни.
Тепловая
мощность отопительно-вентиляционной системы,
:
,
где
- тепловой поток
теплопотерь через ограждающие конструкции,
;
- тепловой поток на
нагревание вентиляционного воздуха,
;
- тепловой поток на
испарение влаги внутри помещения,
;
- тепловой поток явных
тепловыделений животными,
.
![]()
(табл.6
[2]).
Тепловой
поток на нагревание приточного воздуха,
:
,
где
- расчетная плотность
воздуха (![]()
);
- расход приточного
воздуха в зимний период года, (![]()
);
- расчетная температура
наружного воздуха, (![]()
);
- удельная изобарная
теплоемкость воздуха (![]()
).
![]()
.
Тепловой
поток на испарение влаги с открытых водных и смоченных поверхностей,
:
,
где
- расход испаряемой влаги
для зимнего периода,
.
![]()
.
Тепловой
поток явных тепловыделений,
:
,
где
- температурный
коэффициент явных тепловыделений;
- тепловой
поток явных тепловыделений одним животным,
;
- число голов.
![]()
;
![]()
![]()
Ввиду того, что в здании две венткамеры устанавливаем две ОВС мощностью:
;
Подача
воздуха одной ОВС: ![]()
; ![]()
Определим
температуру подогретого воздуха,
:
,
где
- наружная температура в
зимний период года,
;
![]()
.
Для пленочных воздуховодов должно соблюдаться условие:
- в нашем случае
удовлетворяет.
5. Расчет и выбор калориферов
В системе вентиляции и отопления устанавливаем водяной калорифер. Теплоноситель - горячая вода.
Рассчитаем
требуемую площадь живого сечения,
, для
прохода воздуха:
,
где
- массовая скорость
воздуха,
, (принимается в пределах
4-10
).
Принимаем массовую скорость в живом сечении калорифера:
![]()
.
![]()
.
По таблице 8.10 [2] по рассчитанному живому сечению выбираем калорифер марки КПБ со следующими техническими данными:
Таблица 7. Технические данные калорифера КВСБ.
| Номер калорифера |
Площадь поверхности нагрева |
Площадь живого сечения по воздуху
|
площадь живого сечения по теплоносителю |
| 10 | 28,11 | 0,581 | 0,00116 |
Уточняем массовую скорость воздуха:
![]()
.
Определяем
коэффициент теплопередачи,
:
,
где
- коэффициент, зависящий
от конструкции калорифера;
- массовая
скорость в живом сечении калорифера,
;
и
- показатели степени.
Из таблицы 8.12 [2] выписываем необходимые данные для КВББ:
;
;
;
;
.
(м/с)
![]()
.
Определяем
среднюю температуру воздуха,
:
![]()
.
Определяем
среднюю температуру пара (таблица 1,8 [2])
:
![]()
.
Определяем требуемую площадь поверхности теплообмена калориферной установки,
:
![]()
.
Определяем число калориферов:
,
где
- общая площадь
поверхности теплообмена,
;
- площадь поверхности
теплообмена одного калорифера,
.
.
Округляем
до большего целого
значения, т.е.
.
Определяем процент запаса по площади поверхности нагрева:
.
- удовлетворяет. Аэродинамическое
сопротивление калориферов,
:
,
где
- коэффициент, зависящий
от конструкции калорифера;
- показатель степени.
![]()
.
Аэродинамическое
сопротивление калориферной установки,
:
,
где
- число рядов калориферов;
- сопротивление одного
ряда калориферов,
.
![]()
.
6. Аэродинамический расчет воздуховодов
В с/х производственных помещениях используют перфорированные пленочные воздухораспределители. Предусматривают расположение двух несущих тросов внутри пленочной оболочки, что придает воздуховодам овальную форму при неработающем вентиляторе и тем самым предотвращает слипание пленки.
Задача аэродинамического расчета системы воздуховодов состоит в определении размеров поперечного сечения и потерь давления на отдельных участках системы воздуховодов, а также потери давления во всей системе воздуховодов.
Исходными
данными к расчету являются: расход воздуха
,
длина воздухораспределителя
, температура
воздуха и абсолютная шероховатость
мм (для
пленочных воздуховодов).
В соответствии с принятыми конструктивными решениями составляют расчетную аксонометрическую схему воздуховодов с указанием вентиляционного оборудования и запорных устройств.
Схему
делят на отдельные участки, границами которых являются тройники и крестовины. На
каждом участке наносят выносную линию, над которой проставляют расчетный расход
воздуха
(
), а под линией - длину
участка
(м). В кружке у линии
указывают номер участка.
Составляем расчетную схему:

Рис.2. Расчетная аксонометрическая схема воздуховодов.
На схеме выбираем основные магистральные расчетные направления, которые характеризуются наибольшей протяженностью.
Расчет начинаем с первого участка.
Используем перфорированные пленочные воздухораспределители. Выбираем форму поперечного сечения - круглая.
Задаемся скоростью в начальном поперечном сечении:
![]()
![]()
.
Определяем
диаметр пленочного воздухораспределителя,
:
![]()
.
Принимаем
ближайший диаметр, исходя из того, что полученный равен ![]()
(стр.
193 [2]). Динамическое давление,
:
,
где ![]()
-
плотность воздуха.
![]()
.
Определяем число Рейнольдса:
,
где
- кинематическая вязкость
воздуха,
, ![]()
(табл.1.6
[2]).
.
Коэффициент гидравлического трения:
,
где
- абсолютная
шероховатость,
, для пленочных
воздуховодов принимаем ![]()
.
.
Рассчитаем коэффициент, характеризующий конструктивные особенности воздухораспределителя:
,
где
- длина
воздухораспределителя,
.
.
Полученное
значение коэффициента
0,73, что обеспечивает
увеличение статического давления воздуха по мере приближения от начала к концу
воздухораспределителя.
Установим
минимальную допустимую скорость истечения воздуха через отверстие в конце
воздухораспределителя,
:
,
где
- коэффициент расхода (принимают
0,65 для отверстий с острыми кромками).
![]()
.
Коэффициент, характеризующий отношение скоростей воздуха:
,
где
- скорость истечения через
отверстия в конце воздухораспределителя,
(рекомендуется
![]()
), принимаем ![]()
.
.
Установим
расчетную площадь отверстий,
, в
конце воздухораспределителя, выполненных на 1
длины:

.
Принимаем один участок.
Определим
площадь отверстий,
, выполненных на
единицу воздуховода:
,
где
- относительная площадь
воздуховыпускных отверстий на участке воздухораспределителя (
по [1]).
![]()
.
Диаметр
воздуховыпускного отверстия
принимают
от 20 до 80
, примем ![]()
.
Определим число рядов отверстий:
,
где
- число отверстий в одном
ряду (
);
- площадь
воздуховыпускного отверстия,
.
Определим
площадь воздуховыпускного отверстия,
:
![]()
.
.
Шаг между
рядами отверстий,
:
![]()
.
Определим
статическое давление воздуха,
:
в конце воздухораспределителя:

;
в начале воздухораспределителя:
![]()
.
Потери
давления в воздухораспределителе,
:
![]()
.
Дальнейший расчет сводим в таблицу. Причем:
,
,
,
где R - удельные потери давления на единице длины воздуховода, определяется по монограмме (рис.8.6 [2])
- коэффициент местного
сопротивления (таблица 8.7 [2])
скорость
воздуха в жалюзийной решетке ![]()
![]()
Таблица 8. Расчет участков воздуховода.
| Номер участка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1 | 3916,25 | 66 | 560 | 0,0022 | 6 | 0,62 | 40,92 | 0,4 | 12,59 | 5,036 | 45,956 |
| 2 | 916,25 | 6 | 560 | 0,0025 | 6 | 0.62 | 3,78 | 1 | 12,59 | 12,59 | 16,31 |
| 3 | 7832,5 | 5 | 600 | 0,0029 | 8 | 1,6 | 8 | 1,3 | 38,4 | 49,92 | 57,92 |
| Калорифер | 7832,5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 130,68 |
| Жал. реш. | 7832,5 | - | - | - | 5 | - | - | 2 | 15 | 30 | 30 |
| итого: | 280,866 |
7. Вытяжные шахты
Расчет вытяжных шахт естественной вентиляции производят на основании расчетного расхода воздуха в холодный период года. Работа вытяжных шахт будет более эффективной при устойчивой разности температур внутреннего и наружного воздуха (не менее 5°С), что наблюдается в холодный период года.
Скорость
воздуха в поперечном сечении вытяжной шахты,
:
,
где
- высота вытяжной шахты
между плоскостью вытяжного отверстия и устьем шахты (3-5),
(принимаем ![]()
);
- диаметр (эквивалентный (0.8,0.9,1))
шахты,
(принимаем ![]()
);
- расчетная наружная
температура,
(
);
- сумма коэффициентов
местных сопротивлений.
Местное сопротивление определяем по таблице 8.7 [1]:
для входа
в вытяжную шахту:
;
для
выхода из вытяжной шахты:
.
, 
.
Определяем число шахт:
,
где
- расчетный расход воздуха
в зимний период,
;
- расчетный расход воздуха
через одну шахту,
.
Определяем
расчетный расход воздуха через одну шахту,
:
,
где
- площадь поперечного
сечения шахты,
.
Рассчитаем
площадь поперечного сечения шахты,
:
![]()
.
![]()
.
.
Принимаем
число шахт для всего помещения ![]()
8. Выбор вентилятора
Подбор вентилятора производят по заданным значениям подачи и требуемого полного давления.
В системах вентиляции и воздушного отопления с/х производственных зданий устанавливают радиальные (центробежные) вентиляторы марок В. Ц 4-75, В. Ц 4-76 и В. Ц 4-46, осевые вентиляторы марок В-06-300 и ВО.
Радиальные вентиляторы изготавливают по схемам конструктивного исполнения 1 и 6. Вентиляторы исполнения 1 более компактны и удобны при эксплуатации, с меньшим уровнем шума.
Подачу
вентилятора определяем с учетом потерь или подсосов воздуха в воздуховоды,
вводя поправочный коэффициент к расчетному расходу воздуха для стальных
воздуховодов 1,15,
:
![]()
.
Определяем
требуемое полное давление вентилятора,
:
,
где
- температура подогретого
воздуха, ![]()
=1 - при нормальном
атмосферном давлении.
![]()
.
По подаче воздуха вентилятора и требуемому полному давлению, согласно графику характеристик вентиляторов ВЦ 4-75 (рис.8.16 [2]), выбираем вентилятор марки: Е 6,3-100-1.
В соответствии с выбранным ранее калорифером и выбранным теперь вентилятором заполняем таблицу характеристик отопительно-вентиляционной системы:
Таблица 9. Характеристика отопительно-вентиляционной системы.
| Обозначение | Кол. систем | Наим-е помещения | Тип установки | Вентилятор | ||||||
| тип | номер | исполнение | положение |
|
|
|
||||
| 2 | Свинарник | Е 6,3-100-1. | ВЦ 4-75 | 6,3 | 1 | Л | 9007 | 281,04 | 935 | |
| Обозначение | Электродвигатель | Воздухонагреватель (калорифер) | Примечание | ||||||||
| Тип |
|
|
Тип | Номер | Кол-во | Тем-ра нагрева |
Мощности, |
|
|||
| от | до | ||||||||||
| 4А90L6 | 1,5 | 935 | КВСБ | 10 | 1 | -22 | 20,4 | 22,605 |
9. Энергосбережение
Наиболее эффективным техническим решением вопроса сокращения расхода тепловой энергии на обеспечение микроклимата, безусловно является использование типа воздуха, удаляемого из животноводческих и птицеводческих помещений. Расчет технико-экономических показателей микроклимата показывает, что применение в системах утилизаторов тепла позволяет сократить расход тепловой энергии на данный технологический процесс более чем в 2 раза. Однако такие системы более металоемкие и требуют дополнительных эксплуатационных затрат электрической энергии на вентиляторы. Использование тепловой энергии в системах вентиляции в основном обеспечивается за счет применения регенеративных и рекуперативных теплообменных аппаратов различной модификации.
Литература
1. Отопление и вентиляция животноводческих зданий. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Мн. Ротопринт БАТУ. 1994 г.
2. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Под ред. А.В. Ядренцева и др.: - Мн.; Ураджай. 1993 г.

