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

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

1. Общие сведения

.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

) Продолжительность отопительного периода  сут

.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.

_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

.1 Наружные стены

Таблица 3. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

) 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;_от.пер. - средняя температура отопительного периода, °С_от.пер. - продолжительность отопительного периода, сутки.

- 1,8

,4 - y

- 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:

) Коэффициент теплопередачи

.2 Покрытие

Таблица 4. Расчетные характеристики материалов и коэффициентов

- 2,5

,4 - y

- 3,0

R_oтр^эн =

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

;

Общая толщина покрытия:

) Коэффициент теплопередачи

.3 Окна

- 0,3

,4 - y

- 3,5_oтр^эн =

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

Коэффициент теплопередачи

2.4 Фонарь

- 0,25

,4 - y

- 0,3_oтр^эн =

Принимаем двойное остекление в спаренных переплетах

Коэффициент теплопередачи

.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

.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;

β - 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 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=94200 кДж).

Для переходного периода делаем пересчет:

4. Расчет поступлений теплоты в помещения

.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

^оС - 165

^оС - у

^оС - 130

Вт

Вт

Для теплого периода года

при t_в = 26,5^оС

^оС - 95

,5 ^оС - у

^оС - 50

Вт

Вт

.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

.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 );

η_о - коэффициент одновременности работы оборудования.

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

N_у = 60 кВт

η_о=0,5

Вт

2)      Конвейерный закалочно-отпускной агрегат ДА3А-277

N_у = 15 кВт

η_о=0,9

Вт

3)      Шахтная электропечь азотирования

N_у = 25 кВт

η_о=0,9

Вт

Ванна мойки в горячей воде t = 80^оС

N_у = 5 кВт

η_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=35600)

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

η - коэффициент неполноты сгорания топлива (η = 0,95-0,98)

.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)

η - 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;

η = 0,88

k_т = 0,8

Вт

2)      Станок абразивно-заточный

N_у = 3 кВт;

η = 0,84

k_т = 0,8

Вт

3)      Очистной голтовочный барабан

N_у = 2,2 кВт;

η = 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;

α - коэффициент теплоотдачи от поверхности к воздуху,

Для поверхности нагретой воды , где υ - 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 = 20м, t_н = 40⁰С.

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:

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

ü  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.

. Расчет воздухообмена

.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.

.1.1 Расчет зонта-козырька

Зонт-козырек устанавливают над загрузочным отверстием печи

. 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;

ρ_в - плотность воздуха в помещении

;

ρ_п - плотность газов, выходящих из печи

;

g - ускорение свободного падения, м/с².

. Определяем величину среднего избыточного давления в печи, Па:

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

,

где μ - коэффициент расхода, принимается равным 0,65.

. Определяем критерий Архимеда:

,

где d_υ - эквивалентный диаметр,

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

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

. 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.

. 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.

. Определяем массовый расход газов, кг/ч:

кг/ч

. 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 G_в, кг/ч, и L_в, м³/ч, удаляемый из рабочей зоны:

;

.

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

;

,

где ρ_см - плотность при температуре смеси,

.

.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 = 0,6м;

l - длина ванны, l = 0,8 м;

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

Δt = 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.

.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.

.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.

.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 Δt_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; ξ = 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, υ_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.

.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.

.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 :

;

<t_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

.

.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.

. Определяем требуемый расход воздуха, подаваемый одним ВР:

Принимаем к установке ВПЭП 13.

Технические характеристики:

. ; ;

. ; ;

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 ξ₁, ξ₂ - коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных проемов соответственно.

ξ₁ = 3,5 - при α=60^о. Створка двойная с верхней подвеской.

ξ₂ = 7,1 - при α=55^о. П-образный светоаэрационный фонарь с верхнеподвесными створками с ветрозащитными панелями.

5. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

_п^ф = 7·(5·1,5) = 52,5 м² >F₁= 34,3 м²_в^ф = 2·(24·1,5) = 72 м² >F₂= 19,8 м²

Переходный период

^оС;

^оС;

^оС;

. 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 ξ₁, ξ₂ - коэффициенты местных сопротивлений приточных и вытяжных проемов соответственно.

ξ₁ = 3,5 - при α=60^о. Створка двойная с верхней подвеской.

ξ₂ = 7,1 - при α=55^о. П-образный светоаэрационный фонарь с верхнеподвесными створками с ветрозащитными панелями.

10. Проверяем, соответствуют ли фактические площади проемов требуемым.

_п^ф = 7·(5·1,5) = 52,5 м² >F₁= 19,6 м²_в^ф = 2·(24·1,5) = 72м² >F₂= 9,86 м²

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

.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

9.2.2 В комплектации к данному типоразмеру приточной камеры устанавливается:

·   Клапан воздушный утепленный КВУ 1600х1000;

·   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.

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

) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

n - число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

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

;

) Определяем скорость воды в трубках калориферной установки по формуле:

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

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

 - температуры соответственно наружного и приточного воздуха, принимаем по i-d диаграмме.- коэффициент теплопередачи калорифера,.

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

7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

) Проверка возможности использования этой установки для целей дежурного отопления

 < 45^оC.

) Гидравлическое сопротивление калориферов:

.3 Подбор насоса для камеры орошения

. Для определения производительности насоса определяем требуемый расход воды:

,

где G_в - расход воздуха в приточной установке.

μ - коэффициент орошения, μ=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 Δh_доп = 3,8м;

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).

) Требуемое количество решеток:

К установке принимаю 8 жалюзийных решеток типа СТД 5291,.

) Рассчитываем фактическую скорость движения воздуха через решетку:

не превышает рекомендуемых значений.

4)      Аэродинамическое сопротивление при проходе воздуха через решетки:

10.2 Расчет приточной камеры

.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 1600х1000;

·   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.

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

Вт

) Определяем действительную массовую скорость воздуха по формуле:

- число калориферов, установленных параллельно по воздуху.

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

;

) Определяем скорость воды в трубках калориферной установки по формуле:

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

живое сечение трубок калориферов для прохода воды. ()

) Определяем требуемую поверхность нагрева калориферной установки:

 - температуры соответственно наружного и приточного воздуха, принимаем по i-d диаграмме.- коэффициент теплопередачи калорифера,.

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

7) Определяем запас площади поверхности нагрева по формуле:

) Определяем значение аэродинамического сопротивления:

) Проверка возможности использования этой установки для целей дежурного отопления.

 < 45^оC.

) 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, L- расход воздуха на рассчитываемом участке, м³/ч;

u- 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 F@F_пред и вычисляем расчетную скорость воздуха на участке по формуле:

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

. 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.

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

. 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 u, м/с, и абсолютной шероховатости материала воздуховода К_э [3, 22.12]. Произведение величин Rln записываем в графу 10.

. 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.

. Динамическое давление Р_д в зависимости от скорости воздуха по справочнику[3, табл.22.15] записываем в графу 12.

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

.

. 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

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

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

. 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]

. 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.

.1.1 Увязка потерь давления в системе П1

1)

;

 - диафрагма не требуется

)

;

 - диафрагма не требуется.

)

;

 - диафрагма не требуется

)

;

-устанавливаем диафрагму на 10-м участке.

.

)

;

- диафрагма не требуется.

.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.

.

.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.

.1 Подбор конструкции воздушно-тепловой завесы

) 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)₁ - 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 - =40800.

2) Требуемая температура воздуха на выходе из завесы:

,

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

) Тепловая мощность калорифера:

) Ширина щели:

) Скорость воздуха на выходе из щели:

) Давление в коробе:

Па

13. Теплоснабжение

Выполнить теплоснабжение воздухонагревателей приточных установок и воздушных завес.

.1 Гидравлический расчет системы теплоснабжения П1

Гидравлический расчет ведется в виде таблицы № 17.

.2 Подбор регулирующего клапана

. Определяем расчетное давление в сети:

2.      Определяем максимальный расход воды в сети:

. Предварительное значение потери давления принимают после определения давления кавитации:

,

_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_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.