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

1. Общие сведения

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

Место строительства: г. Красноярск Назначение здания: Промышленное здание воздух помещение вентиляция теплоснабжение

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

Таблица 1. Параметры наружного воздуха

Для теплотехнического расчета определяем из (2):

1) Средняя температура отопительного периода

2) Продолжительность отопительного периода сут

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

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

t_рз=t_н^А+4= 22,5 + 4 = 26,5 (принимаем t_рз=30^оС для теплого периода) Таблица 2. Параметры внутреннего воздуха

2. Выбор ограждающих конструкций

2.1 Наружные стены Таблица 3. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

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

ГСОП=(t_в-t_оп)z_оп = (18+7,1)234 = 5873,4 °C сут, где: t_в — температура внутреннего воздуха, °С;

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

z_от.пер. — продолжительность отопительного периода, сутки.

4000 — 1,8

5973,4 — y

6000 — 2,2

R_oтр^эн =

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

;

Общая толщина стены:

3) Коэффициент теплопередачи

2.2 Покрытие

Таблица 4. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

4000 — 2,5

5973,4 — y

6000 — 3,0

R_oтр^эн =

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

;

Общая толщина покрытия:

3) Коэффициент теплопередачи

2.3 Окна

4000 — 0,3

5973,4 — y

6000 — 3,5

R_oтр^эн =

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

2.4 Фонарь

4000 — 0,25

5973,4 — y

6000 — 0,3

R_oтр^эн =

Принимаем двойное остекление в спаренных переплетах Коэффициент теплопередачи

2.5 Полы

; ;

; ;

; ;

; ;

2.6 Ворота Требуемое сопротивление теплопередаче ограждающих конструкций, отвечающих санитарно-гигиеническим требованиям

определяется по формуле:

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

;

Коэффициент теплопередачи Все результаты сводим в таблицу № 5.

Таблица 5

3. Теплопотери помещения

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

где А — площадь ограждающей конструкции, м²;

k — коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции,;

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

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

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

в — добавочные потери теплоты в долях от основных потерь.

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

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

^оС;

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

^оС;

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

^оС.

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

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

^оС.

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

;

;

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

Все расчеты сводим в таблицу № 6.

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

Вт Для переходного периода делаем пересчет по формуле Вт

3.3 Расчет потерь теплоты на нагрев ввозимых материалов и транспортных средств Потери теплоты на нагрев ввозимого холодного материала Q_м, Вт, рассчитываются по формуле:

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

т, с_м=0,42;

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

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

Для переходного периода делаем пересчет:

Расход тепла на обогрев транспорта Q_тр, Вт, определяют по формуле Вт, где n — среднее количество однотипных машин, находящихся в помещении в расчетный час;

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

Q_т — расход тепла на обогрев автомашины, кДж. (для ЗИЛ-130 — Q_т=94 200 кДж).

Для переходного периода делаем пересчет:

4. Расчет поступлений теплоты в помещения

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

Для холодного и переходного периодов года при t_в = 18^оС

15 ^оС — 165

18 ^оС — у

20 ^оС — 130

Вт Вт Для теплого периода года при t_в = 26,5^оС

25 ^оС — 95

26,5 ^оС — у

30 ^оС — 50

Вт Вт

4.2 Поступление теплоты от солнечной радиации а) Через заполнение световых проемов Количество теплоты Qос, Вт, поступившее в помещение в каждый час расчетных суток через заполнение световых проемов, определяют по формуле:

где

— количество теплоты, Вт, поступившее от солнечной радиации;

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

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

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

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

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

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

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

Расчет теплопоступлений от солнечной радиации сводится в таблицу № 7.

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

— среднее за сутки количество поступлений теплоты ;

— изменяющаяся в течение суток часть теплопоступлений ;

— площадь покрытия, м².

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

;

k_покр — коэффициент теплопередачи покрытия, ;

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

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

t_в покр — температура воздуха под покрытием в теплый период (t_в покр =26,5 ^оС)

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

Вт Суммарные теплопоступления от солнечной радиации

4.3 Поступление теплоты от искусственного освещения Расчет теплопоступлений от освещения Q_осв, Вт, ведется для холодного и переходного периодов по формуле

где N_осв — суммарная мощность источников освещения (N_осв=10 кВ) Вт

4.4 Поступление теплоты от теплового оборудования Тепловыделения Q_эл, Вт, от оборудования, потребляющего электроэнергию, определяют по формуле:

где N_у — установочная мощность оборудования, кВт;

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

з_о — коэффициент одновременности работы оборудования.

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

N_у = 60 кВт

з_о=0,5

Вт

2) Конвейерный закалочно-отпускной агрегат ДА3А-277

N_у = 15 кВт

з_о=0,9

Вт

3) Шахтная электропечь азотирования

N_у = 25 кВт

з_о=0,9

Вт

Ванна мойки в горячей воде t = 80^оС

N_у = 5 кВт

з_о=1

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

где В — расход топлива,(В=12 кг/ч)

Q_н^р — теплотворная способность топлива (Q_н^р=35 600)

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

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

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

где N_у — установочная мощность электродвигателей, кВт;

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

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

з — КПД электродвигателя при полной загрузке.

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

1) Пресс кривошипный

N_у = 30 кВт;

з = 0,88

k_т = 0,8

Вт

2) Станок абразивно-заточный

N_у = 3 кВт;

з = 0,84

k_т = 0,8

Вт

3) Очистной голтовочный барабан

N_у = 2,2 кВт;

з = 0,81

k_т = 0,8

Вт

4.6 Поступление теплоты от нагретых поверхностей Тепловыделения от нагретых поверхностей, Q_пов, Вт, определяются по формуле

где F — площадь нагретой поверхности, м²;

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

б — коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху,

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

1) Ванна травления ХП:

Вт ТП:

Вт

2) Ванна мойки в горячей воде ХП:

Вт ТП:

Вт

4.7 Поступление тепла от горячих труб По заданию в цехе имеются горячие неизолированные трубопроводы.

l = 20 м, t_н = 40⁰С.

ХП:

ТП:

F — площадь нагретой поверхности, м²;

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

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

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

ХП:

ТП:

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

В результате составления таблицы теплового баланса помещения получили:

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

ь в холодный период года предусматриваем дежурное отопление.

Дежурное отопление в цехе:

Вт Потери теплоты в переходный период:

Вт.

Расход тепла на нагрев инфильтрирующегося воздуха в переходный период:

Вт.

Результаты расчетов сводим в таблицу № 8.

6. Расчет воздухообмена

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

6.1.1 Расчет зонта-козырька Зонт-козырек устанавливают над загрузочным отверстием печи

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

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

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

с_в — плотность воздуха в помещении

;

с_п — плотность газов, выходящих из печи

;

g — ускорение свободного падения, м/с².

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

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

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

4. Определяем критерий Архимеда:

где d_{х — эквивалентный диаметр,}

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

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

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

м, где m — коэффициент изменения скорости, m = 4;

м.

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

м Минимальный вылет зонта, м, м

Ширину зонта принимают на 200 мм больше ширины загрузочного отверстия.

7. Определяем массовый расход газов, кг/ч:

кг/ч

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

;

.

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

;

где с_{см — плотность при температуре смеси,}

.

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

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

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

l — длина ванны, l = 0,8 м;

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

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

k₁ — коэффициент, k₁ = 1 для двухбортового отсоса;

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

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

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

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

6.1.3 Расчет местных отсосов от станков и галтовочного барабана Местный отсос от образивно-заточного станка выполняется в виде кожуха. Производительность местного отсоса, м³/ч, определяется по формуле:

где d — диаметр круга, d = 200 мм;

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

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

где d — диаметр барабана d = 1 м.

6.1.4 Таблица местных отсосов от технологического оборудования Данные о подобранных и рассчитанных местных отсосах заносятся в таблицу № 9.

Таблица 9. Местные отсосы от технологического оборудования.

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

Расчет производится в следующей последовательности:

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

Принимаем интенсивность теплового облучения Для категории работ III тяжести принимаем

.

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

3. Температура воздуха на выходе из душирующего патрубка:

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

4. Производим расчет площади душирующего патрубка Принимаем к установке УДВ-1

; m = 6; n = 4,9; о = 2,1

5. Проверяем длину начального участка струи по скорости движения воздуха Определяем скорость воздуха на выходе из душирующего патрубка:

При

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

6. Проверяем длину начального участка струи по температуре воздуха Определяем температуру воздуха на выходе из душирующего патрубка:

При

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

7. Вычисляем расчетное количество воздуха на один душирующий патрубок

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

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

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

6.3.1 Воздухообмен по избыткам явного тепла Уравнение воздушного баланса при наличии общеобменной и местной вентиляции:

;

Уравнение баланса по явному теплу:

;

Холодный период

;

;

;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

;

Из уравнения баланса по явному теплу находим :

;

р.з.=18^оС Переходный период года

;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

Подставляем в уравнение баланса по явному теплу и находим :

;

;

;

;

;

;

;

Теплый период года

;

;

;

;

;

Подставляем все известные величины:

;

Подставляем в уравнение баланса по явному теплу и находим :

;

.

6.3.2 Воздухообмен по газовым вредностям

;

Для печи

.

6.3.3 Выбор расчетного воздухообмена. Таблица воздушного баланса За расчетный воздухообмен принимается наибольший из рассчитанных на ассимиляцию теплоизбытков и газовыделений.

В нашем случае расчетным теплообменом является теплообмен на ассимиляцию теплоизбытков.

Результаты расчетов заносим в таблицу № 12.

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

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

Определяем количество и тип воздухораспределителей.

1. Принимаем конструктивно количество устанавливаемых ВР:

n = 2 шт.

2. Определяем требуемый расход воздуха, подаваемый одним ВР:

Принимаем к установке ВПЭП 13.

Технические характеристики:

1.; ;

2.; ;

Проверяем правильность установки ВПЭПов по установочным ограничениям:

;

;

;

;

;

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

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

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

Теплый период

^оС;

^оС;

^оС;

1. Вычисляем располагаемое давление по формуле

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

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

.

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

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

3. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

Па

4. Определяют требуемые площади приточных и вытяжных проемов:

;

;

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

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

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

5. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

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

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

Переходный период

^оС;

^оС;

^оС;

6. Вычисляем располагаемое давление по формуле

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

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

.

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

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

8. Потери давления при проходе воздуха через вытяжные проемы:

Па

9. Определяют требуемые площади приточных и вытяжных проемов:

;

;

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

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

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

10. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

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

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

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

9.1 Подбор узла воздухозабора и жалюзийных решеток Проектируется для системы П1.

1) Расход приточного воздуха:

.

2) Требуемая площадь сечения решеток для забора воздуха:

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

3) Требуемое количество решеток:

К установке принимаю 12 жалюзийных решеток типа СТД 5289, .

4) Рассчитываем фактическую скорость движения воздуха через решетку:

не превышает рекомендуемых значений.

5) Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через решетки:

Па

9.2 Расчет приточной камеры

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

9.2.2 В комплектации к данному типоразмеру приточной камеры устанавливается:

Клапан воздушный утепленный КВУ 1600×1000;

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

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

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

2) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

n — число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

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

;

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

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

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

5) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

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

k — коэффициент теплопередачи калорифера,.

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

7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

8) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

9) Проверка возможности использования этой установки для целей дежурного отопления

< 45^оC.

10) Гидравлическое сопротивление калориферов:

9.3 Подбор насоса для камеры орошения

1. Для определения производительности насоса определяем требуемый расход воды:

где G_в — расход воздуха в приточной установке.

м — коэффициент орошения, м=1.

2. Определяем напор насоса м.в.ст

h_геом — геометрическая высота от уровня площадки до верха камеры.(h_геом = 2,3 м) Подбираем насос марки К20/18б:

Технические характеристики:

Номинальная подача 15,1м3/ч;

Полный напор 12 м в ст.;

Допустимый кавитационный запас Дh_доп = 3,8 м;

КПД = 65%;

Мощность на валу насоса — 0,8 кВт;

Диаметр рабочего колеса — 106 мм;

Частота вращения n = 2900 об/мин.

10. Подбор оборудования для общеобменной приточной вентиляции

10.1 Подбор узла воздухозабора и жалюзийных решеток Проектируется для системы П2.

1) Расход приточного воздуха:

;

2) Требуемая площадь сечения решеток для забора воздуха:

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

3) Требуемое количество решеток:

К установке принимаю 8 жалюзийных решеток типа СТД 5291,.

4) Рассчитываем фактическую скорость движения воздуха через решетку:

не превышает рекомендуемых значений.

4) Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через решетки:

10.2 Расчет приточной камеры

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

10.2.2 В комплектации к данному типоразмеру приточной камеры устанавливается:

Клапан воздушный утепленный КВУ 1600×1000;

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

10.2.3 Подбор калориферов:

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

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

Вт

2) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

n — число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

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

;

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

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

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

5) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

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

k — коэффициент теплопередачи калорифера,.

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

7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

8) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

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

< 45^оC.

10) Гидравлическое сопротивление калориферов:

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

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

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

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

где, Lрасход воздуха на рассчитываемом участке, м³/ч;

— рекомендуемая скорость воздуха, м/с ;

Значение скоростей движения воздуха принимаем:

Талица№ 13

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

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

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

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

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

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

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

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

.

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

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

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

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

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

11.1 Аэродинамический расчет системы П1 (воздушные души) Система П1 — местная механическая приточная система, воздухораздающими устройствами являются патрубки типа УДВ-1. Расчет ведем в виде таблицы № 14.

11.1.1 Увязка потерь давления в системе П1

1)

;

— диафрагма не требуется

2)

;

— диафрагма не требуется.

3)

;

— диафрагма не требуется

4)

;

— устанавливаем диафрагму на 10-м участке.

.

5)

;

— диафрагма не требуется.

11.1.2 Уточнение подбора вентилятора Полное давление вентилятора определяется по формуле:

— потери давления на жалюзийной решетке, Па.

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

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

— аэродинамическое сопротивление калориферной установки, Па.

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

— потери давления в сети воздуховодов, Па Па К установке был принят вентилятор:

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

правого вращения, положение Пр;

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

11.2 Аэродинамический расчет системы В3

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

11.2.1 Увязка потерь давления в системе В3

;

— устанавливаем диафрагму на 4-м участке.

.

11.2.2 Уточнение подбора вентилятора Полное давление вентилятора определяется по формуле:

Па

Па К установке принимаем вентилятор:

ВЦ 4−75 № 5 (исполнение 1), n = 900 об/мин Nу = 0,55 кВт Правого вращения, положение Пр 0^о;

Электродвигатель: 4А71В6, n = 900 об/мин

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

12.1 Подбор конструкции воздушно-тепловой завесы

1) Определяем общий расход воздуха, подаваемый воздушной завесой:

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

— усредненное значение для одноэтажных зданий ().

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

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

— плотность,, смеси подаваемого и наружного воздуха. (при 8^оС) Принимаем тепловую завесу ЗВТ1.00.000−01

производительность по воздуху — =40 800.

2) Требуемая температура воздуха на выходе из завесы:

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

3) Тепловая мощность калорифера:

4) Ширина щели:

5) Скорость воздуха на выходе из щели:

6) Давление в коробе:

Па

13. Теплоснабжение Выполнить теплоснабжение воздухонагревателей приточных установок и воздушных завес.

13.1 Гидравлический расчет системы теплоснабжения П1

Гидравлический расчет ведется в виде таблицы № 17.

13.2 Подбор регулирующего клапана

1. Определяем расчетное давление в сети:

2. Определяем максимальный расход воды в сети:

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

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

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

K_с=0,5.

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

если ;

если ;

.

Определяем максимальную пропускную способность клапана Принимаем условную пропускную способность клапана Определяем пропускную способность технологической сети Определяем характеристику n:

Если, то принимают клапан с линейной характеристикой.

Если, то принимают клапан с равнопроцентной характеристикой.

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