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.
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,  Б
| Теплоусвоения,  Б
| |||
| 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 | |
, 
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), 
:
.
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, 
:
.
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, 
:
.
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, 
.
.
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 
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 | |||
, 
,
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.
ХОЗЯЙСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Дата: 2019-05-29, просмотров: 228.
