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 122 000 голов

выполнил:

студент гр.2эа Алейчик Д.В.

проверил:

к.т.н., доцент Матвеенко И.П.

Минск — 2009

Задание на курсовое проектирование

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 122 000 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.

• 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

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 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 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 .

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 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 = 122 000);

— 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 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=96 000 mm; B=72 000 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 (Ф_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. 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. .

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

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.